MIDDLESEXCommunity College

B E D FO R D • MAS SAC H US ET TS • LOW E L L

Introduction to Biology

Strategies for SuccessCOURSE GUIDE

Sponsored by the U.S. Department of Education Title III Grant, Strategies for Success: Increasing Achievement, Persistence, Retention & Engagement, 2008-2013.

       

Title III Strengthening Institutions Project Strategies for Success: Increasing Achievement,  

Persistence, Retention and Engagement  The Strategies for Success Title III initiative is a major, five‐year  project (2009‐2013) funded by a two million dollar grant from the U.S. Department of Education. This initiative is intended to transform Middlesex Community College by improving the academic achievement, persistence, retention, and engagement of its students.  The project  focuses on  reformed curricula and comprehensive advising. Reformed Curriculum involves the design of developmental and college Gateway courses and  learning communities embedded  with  Core  Student  Success  Skills  related  to  critical  thinking,  communication, collaboration, organization, and self‐assessment. Overall, 45 courses will be impacted over the five  years  of  the  project.  Comprehensive Advising  involves  the  design  of  integrated  advising services to include identification of academic and career goals, creation of realistic educational plans, and continuous tracking and intervention with an emphasis on the Core Student Success Skills. Comprehensive Advising Services will be specifically tailored to each program of study. Cross‐division  curriculum  and  advising  design  teams  composed  of  faculty  and  staff  are designing, piloting, and assessing the curriculum and advising initiatives.  The Title  III grant provides  resources  to  support  faculty professional development  related  to designing  and  piloting  new  curriculum  and  advising  students.  The  grant  also  supports  the purchase of advising software programs and the hiring of a Pedagogical Instructional Designer, Learning  Engagement  Specialist,  Advising  Coordinator,  and  two  academic  advisors.    The resources  provided  by  the  grant  offer  an  exciting  opportunity  for  the  college  community  to work together to develop the strong programs and services that will increase student success.         

1  

Contents Introduction .................................................................................................................................... 3 

Matrix of Core Student Success Skills Embedded in Class Activities .............................................. 4 

Lesson Plan:  Organization of the Course in a Binder ..................................................................... 5 

Handout: Binder Rubric .............................................................................................................. 6 

Lesson Plan: The Penny Drop Lab (Scientific Method) ................................................................... 7 

Lesson Plan:  Variables‐Alka Seltzer Activity ................................................................................... 8 

Lesson Plan: Shape of Water versus Drop Height (Scientific Method) .......................................... 9 

Lesson Plan:  Graphing Review Lab ............................................................................................... 10 

Lesson Plan: Using the Compound Microscope ............................................................................ 11 

Lesson Plan:  Quick Introduction to Covalent Bonds .................................................................... 12 

Lesson Plan:  Structure of Ionic and Covalent Compounds; pH ................................................... 13 

Lesson Plan: Using the Compound Microscope ............................................................................ 14 

Lesson Plan:  Quick Introduction to Covalent Bonds .................................................................... 15 

Lesson Plan:  Structure of Ionic and Covalent Compounds; pH ................................................... 16 

Lesson Plan: Bioethics Article Critique .......................................................................................... 17 

Lesson Plan: Exploring Cells .......................................................................................................... 18 

Lesson Plan:  Measuring Cells Using a Microscope ...................................................................... 20 

Lesson Plan:  Observation of Onion Cells ..................................................................................... 21 

Lesson Plan:  Observation of Elodea Cells .................................................................................... 22 

Lesson Plan:  Cellular Organelle Group Projects ........................................................................... 23 

Lesson Plan:  Class Activity‐‐The Cell City Analogy ....................................................................... 24 

Lesson Plan:  Respiration and Photosynthesis Group Projects .................................................... 25 

Lesson Plan:  Yeast Anaerobic Respiration Lab ............................................................................ 26 

Lesson Plan: Photosynthesis Lab .................................................................................................. 27 

Lesson Plan:  Mitosis Lab .............................................................................................................. 28 

Lesson Plan:  Understanding the Process of Meiosis ................................................................... 29 

Lesson Plan:  Opinion Paper on Genetically Modified Foods ....................................................... 30 

Lesson Plan:  DNA Fingerprint Simulation .................................................................................... 31 

Lesson Plan:  Comparing Homologous Limbs ............................................................................... 32 

Lesson Plan:  Evidence of Evolution .............................................................................................. 33 

Lesson Plan:  Alien Taxonomy ....................................................................................................... 34 

2  

Lesson Plan:  Dichotomous Key .................................................................................................... 35 

Lesson Plan: Plant Biodiversity Lecture &Lab ............................................................................... 36 

Lesson Plan: Natural Selection Classroom Activity or Lab ............................................................ 38 

Lesson Plan:  Case Studies in Bioethics and the Cost of Medical Treatments.............................. 39 

Lesson Plan:  Bioethics Debates .................................................................................................... 40 

Appendix‐Sample Syllabi ............................................................................................................... 42 

    

3  

Introduction  This survey course is designed for students with little or no background in biology. Emphasis is placed on developing basic laboratory skills, communication, collaboration, critical thinking, organization and self‐assessment. Providing students with a framework for the study of more integrated topics in biology, the initial portion of the course will be devoted to developing an understanding of the nature of science and the basic structures, biochemistry and functions of plant and animal cells. Using these fundamental concepts as background, students will then investigate the topics of genetics, taxonomy, evolution and ecology. Bioethics, the study of the social and philosophical implications of new biological and medical procedures, will serve as theme throughout the course.  This course supports student development of Written and Oral Communication, Critical Thinking and Quantitative Analysis. (Note: this course does not fulfill the prerequisite requirements for BIO231 Anatomy and Physiology 1.)  Three hour lecture/two hour laboratory Prerequisite(s): MAT 060 or Completion of modules 1‐4 in MAT 001‐002 Preparation for College Math and eligibility for ENG 101 and ENG 060.  Recommendation(s): Concurrent enrollment in ENG 075 or ENG 085 if CPT reading placement test is between 68 and 75.  General Education Elective(s): Science  Outcomes   At the completion of this course students will be able to: 

• Demonstrate a broad knowledge of the concepts, mechanisms and underlying scientific laws that govern our living world 

• Distinguish among science, non‐science and pseudo‐science 

• Think critically about basic biological concepts and systems 

• Demonstrate development of written and oral skills for effective communication of lab results, critical analysis and research assignments  and reasoned opinion 

• Show competence in basic laboratory skills 

• Organize and quantitatively analyze information and data 

• Demonstrate the ability to engage in collaborative classroom and lab activities 

• Use research and critical analysis skills to develop and defend well‐reasoned opinions regarding bioethical dilemmas facing human‐kind 

• Critically reflect on and self‐assess their classroom and laboratory work 

 Team Stacey Hubbard, Team Leader      hubbards@middlesex.mass.edu  Chunlei Gao, Team Member      gaoc@middlesex.mass.edu Toni Ledger, Team Member      ledgera@middlesex.mass.edu  John Minichiello, Team Member    minichielloj@middlesex.mass.edu  Jessica Bergden, Team Member     bergdenj@middlesex.mass.edu  Cynthia Carvill, Team Member      carvillc@middlesex.mass.edu  Elaine Vogel, Team Member      vogele@middlesex.mass.edu      

4  

Matrix of Core Student Success Skills Embedded in Class Activities   

5  

Lesson Plan:  Organization of the Course in a Binder  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an organized binder (loose leaf) • Improve organization of information • Receive feedback on quality of organization 

 College Student Success Skills Addressed:  Organization  Context in the Course:  No prior knowledge required  Materials Needed:  

• A 1‐2 inch binder • Labeled dividers • Written instructions from the professor • A copy of the evaluation form 

 Instructions:  

• Through written and oral communication, the instructor will demonstrate to students how they will organize their binder with labeled dividers 

• Sample labels can be the following: Course policy, calendar, learning strategies, lecture notes, labs, current events, writing assignments, library instruction 

• Announce to the students that the binders will be evaluated at given intervals  Assessment:  Will occur through the use of the rubric on the following page. 

6  

Handout: Binder Rubric  You are required to maintain an organized binder during this course. The binder will be collected and evaluated three times during the course using the points listed below.  More information will be given in class.  You will be given a copy of the evaluation form each time your binder is checked.  Course Binder Grading Rubric   Name________________________________  Categories   3 Points  2 Points  1 Point 

       Binder  Accurately labeled 

sections Some accurately labeled sections 

Few or no labeled sections 

Organization  All materials in appropriate sections 

Most materials in appropriate sections 

Materials not clearly organized 

Completeness  All course materials included 

Missing some course materials 

Missing course materials 

General Appearance  

Excellent  Good  Needs Work 

 Total points: ____________________  Date: _____________     

7  

Lesson Plan: The Penny Drop Lab (Scientific Method)  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Use the scientific method by investigating which side of a penny will hold more drops of water before spilling over on to a paper towel 

• Collect and analyze data on the data table 

• Compute averages 

• Construct a bar graph, including a title, label the axes, and plot the average number of drops for both heads and tails 

• Determine that measurements are best in reporting scientific data 

College Student Success Skills Addressed: • Quantitative Analysis 

• Critical Thinking 

• Communication 

• Collaboration 

Materials needed: • Small beaker of distilled water 

• Paper towels 

• One pipette 

• One penny 

• Alcohol 

• Two cotton balls 

• Ruler 

Instructions: • Review the steps of the scientific method 

• Review how to find the mean (average) 

• Review how to construct a bar graph using the data collected 

Assessment: Successfully complete lab:  The Penny Drop Lab 

   

8  

Lesson Plan:  Variables­Alka Seltzer Activity  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Use the scientific method by investigating the time it will take for an Alka Seltzer tablet to dissolve in water at room temperature, in ice water, and in hot water 

• Become familiar with the Celsius scale of measurement 

• Construct a line graph of tested results 

• Predict the dissolving time for various temperatures 

•  Understand manipulated and responding (dependent) variables 

• Determine the relationship between water temperature and dissolving time 

College Student Success Skills Addressed:  Critical Thinking, Communication  Materials needed for two students: 

• Three Alka Seltzer tablets 

• Distilled water 

• 250mL beaker 

• Celsius thermometer 

• Timing device 

• Ice water 

• Hot plate 

Instructions: Instructor will review the following: 

1. Review manipulated and responding (dependent) variables 2. Review the Celsius scale of measurement 3. Review how to construct a line graph, labeling all parts of the graph 

Assessment:  Successfully complete lab: Variables – Alka Seltzer Activity    

9  

Lesson Plan: Shape of Water versus Drop Height (Scientific Method)  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Use the scientific method by investigating the effect of drop height on the size and shape of water droplet splatters when they land 

• Use the metric system for both volume (mL) and measuring distance (mm) (cm) 

• Compute averages 

• Construct a bar graph, label the axes, and plot the average splatter versus the drop height 

• Determine that measurements are best in reporting scientific data 

College Student Success Skills Addressed:  Critical Thinking, Communication, Collaboration  Materials needed: 

• Kool‐Aid 

• Pipettes 

• 150mL beaker 

• Distilled water 

• Small metric ruler 

• Meter stick 

• Blank paper 

Instructions: Instructor will review the following: 

1. Review the steps of the scientific method 2. Review metric system (volume and distance) 3. Review how to find the mean (average) 4. Review experimental variable 5. Review controls 6. Review x and y axis 

Assessment:  Successfully complete lab:  Shape of Water versus Drop Height    

10  

Lesson Plan:  Graphing Review Lab  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to determine which type of graph would be best to use for specific types of data.   College Student Success Skills Addressed:  Organization, Collaboration   Context in the Course:  This lab should follow a review of different types of graphs and their uses.   Materials Needed:  graph paper, meter sticks  Instructions:   

• The instructor should review the lab instructions with students before beginning the lab 

• Empty data tables should be posted on the blackboard for students to share their data points  

 Assessment:  Lab report with graphs    

11  

Lesson Plan: Using the Compound Microscope  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Identify the parts of a microscope and their function 

• Demonstrate proper technique for handling a compound microscope 

• Demonstrate the ability to focus on a prepared slide 

• Estimate the size of an object in a field 

College Student Success Skills Addressed:  Collaboration, Communication  Context in the Course The Middlesex Community College video:  Caring for the Compound Microscope will be shown prior to the lesson.  Materials Needed: 

• Compound microscopes 

• Lens paper and cleaning solution 

• Letter “e” prepared slides 

• Prepared slides of Amoeba proteus 

• Prepared slides of frog skin (Rana pipiens) 

• LAB handout : Using the Compound Microscope (See handouts at http://goo.gl/wgE6m) 

Instructions: 1. Show the Middlesex Community College video :  Caring for the Compound Microscope 

to class (five minutes) 2. Pass out Lab handout and go over the parts of the compound microscope with class, 

demonstrating the proper way to handle the microscope 3. Discuss and point out the objective lenses to class 4. Explain how to calculate the total magnification of the lens system (multiply the power 

of the objective lens by the power of the ocular lens) 5. Explain how to determine field diameter 6. Explain how to solve for the high power diameter and show the following equation: 

High power field diameter = (magnification of low power objective) times (low power field diameter) divided by the magnification of high power objective 

7. Students will complete the Using the Compound Microscope lab 

Assessment:  The following worksheets will be completed: 1. Microscope labeling 2. Microscope parts and functions 3. Microscope questions 

12  

Lesson Plan:  Quick Introduction to Covalent Bonds  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Recognize covalent bonds  College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Organization, Collaboration  Context in the Course: This class activity should be done just prior to introducing covalent bonds. The puzzle activity is used before the students are given the information that each line represents a pair of shared electrons.  Materials Needed:  Paper and pencil  Instructions:  Students work in groups (two ‐ four.)  The instructor explains to students that they will work with four elements: carbon, nitrogen, oxygen and hydrogen.  Each element is represented by its chemical symbol C, N, O and H.  The chemical symbols have a number of lines attached to each (C has four lines, N has three, O has two and H has one).  Students will be giving several molecular formulas ex. C6H12O6, H2CO3, NH3, etc.  Students are instructed to connect the letters in any way possible so that when finished, each letter has the correct number of lines coming from it.  A blackboard demonstration is done first by the instructor to illustrate this technique.  Assessment:  When finished, a group representative puts there design on the board to be critiqued by the class.     

13  

Lesson Plan:  Structure of Ionic and Covalent Compounds; pH  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of how and why atoms are combined into molecules via ionic and covalent bonding 

• Demonstrate an understanding of the concept of pH and how the pH of solutions can be assessed 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Collaboration  Context in the Course:  Prior knowledge and understanding of atomic structure, molecule formation, bonding (ionic, covalent) and the concept of pH and its importance to the function of molecules.  Materials Needed:  scissors, molecular kits, hydrion paper or pH meters, five unknown pH solutions (five test tubes/group).  Copies of “Atoms and Molecules” lab for each student. ## For a copy of this lab see Chunlei Gao (Lowell) or Stacey Hubbard (Bedford).  Instructions: Ionic Compounds: 

a) Provide sheet with paper models of water, sodium chloride and calcium oxide. Have students cut out atoms and reassemble them into five other combinations. Write down the combinations. 

b) Answer questions regarding proton and electron numbers of ionic compounds on sheet provided.  

Covalent Compounds: a) Students are given several molecular formulas of covalent compounds (from easier to more 

complex containing two or more of the following atoms: C, H, O, and N.)  They are instructed to construct structural formulas of these compounds. 

b) Using molecular models, have students put together two of the more complex compounds.  

pH: a) Answer questions provided regarding pH. b) Each group obtains a test tube rack with five unknown solutions.  Students’ test each 

solution with hydrion paper and match the color observed with the guide on the package; place answers in space provided. 

 Assessment: 

‐ Summary questions at end of exercise ‐ Following class:  discussion of results 

a) Have students put their molecular structures on the board for class scrutiny (correct if necessary) 

b) Review answers of the questions asked throughout lab sheet and on summary sheet at end of lab   

14  

Lesson Plan: Using the Compound Microscope  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to 

• Identify the parts of a microscope and their function 

• Demonstrate proper technique for handling a compound microscope 

• Demonstrate the ability to focus on a prepared slide 

• Estimate the size of an object in a field 

College Student Success Skills Addressed:  Collaboration, Communication  Context in the Course: The Middlesex Community College video:  Caring for the Compound Microscope will be shown prior to the lesson.  Materials Needed: 

• Compound microscopes 

• Lens paper and cleaning solution 

• Letter “e” prepared slides 

• Prepared slides of Amoeba proteus 

• Prepared slides of frog skin (Rana pipiens) 

• LAB handout : Using the Compound Microscope (See handouts at http://goo.gl/wgE6m) 

Instructions: 1. Show the Middlesex Community College video : Caring for the Compound Microscope to 

class (five minutes) 2. Pass out Lab handout and go over the parts of the compound microscope with class, 

demonstrating the proper way to handle the microscope 3. Discuss and point out the objective lenses to class 4. Explain how to calculate the total magnification of the lens system (multiply the power 

of the objective lens by the power of the ocular lens) 5. Explain how to determine field diameter 6. Explain how to solve for the high power diameter and show the following equation:  

High power field diameter = (magnification of low power objective) times (low power field diameter) divided by the magnification of high power objective. 7. Students will complete the Using the Compound Microscope lab 

Assessment: The following worksheets will be completed: • Microscope labeling • Microscope parts and functions • Microscope questions 

15  

Lesson Plan:  Quick Introduction to Covalent Bonds  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Recognize covalent bonds  College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Organization, Collaboration  Context in the Course:  This class activity should be done just prior to introducing covalent bonds. The puzzle activity is used before the students are given the information that each line represents a pair of shared electrons.   Materials Needed:  Paper and pencil  Instructions:  Students work in groups (two – four.)  The instructor explains to students that they will work with four elements: carbon, nitrogen, oxygen and hydrogen.  Each element is represented by its chemical symbol C, N, O and H.  The chemical symbols have a number of lines attached to each (C has four lines, N has three, O has two and H has one).  Students will be giving several molecular formulas ex. C6H12O6, H2CO3, NH3, etc.  Students are instructed to connect the letters in any way possible so that when finished, each letter has the correct number of lines coming from it.  A blackboard demonstration is done first by the instructor to illustrate this technique.   Assessment:  When finished, a group representative puts their design on the board to be critiqued by the class.     

16  

Lesson Plan:  Structure of Ionic and Covalent Compounds; pH  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of how and why atoms are combined into molecules via ionic and covalent bonding 

• Demonstrate an understanding of the concept of pH and how the pH of solutions can be assessed 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Collaboration  Context in the Course:  Prior knowledge and understanding of atomic structure, molecule formation, bonding (ionic, covalent) and the concept of pH and its importance to the function of molecules.  Materials Needed: scissors, molecular kits, hydrion paper or pH meters, five unknown pH solutions (five test tubes/groups.)  Copies of “Atoms and Molecules” lab for each student ## For a copy of this lab see:  Chunlei Gao (Lowell) or Stacey Hubbard (Bedford)  Instructions: Ionic Compounds: 

c) Provide sheet with paper models of water, sodium chloride and calcium oxide. Have students cut out atoms and reassemble them into five other combinations. Write down the combinations 

d) Answer questions regarding proton and electron numbers of ionic compounds on sheet provided  

Covalent Compounds: c) Students are given several molecular formulas of covalent compounds (from easier to more 

complex containing two or more of the following atoms: C, H, O, and N)  They are instructed to construct structural formulas of these compounds 

d) Using molecular models, have students put together two of the more complex compounds. pH: 

c) Answer questions provided regarding pH d) Each group obtains a test tube rack with five unknown solutions. Student’s test each 

solution with hydrion paper and match the color observed with the guide on the package; place answers in space provided 

 Assessment: 

‐ Summary questions at end of exercise ‐ Following class:  discussion of results 

c) Have students put their molecular structures on the board for class scrutiny (correct if necessary) 

d) Review answers of the questions asked throughout lab sheet and on summary sheet at end of lab 

 

17  

Lesson Plan: Bioethics Article Critique  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Read and critique an article that defends a specific view of a bioethical issue  College Student Success Skills Addressed: Critical Thinking, Communication.  Context in the Course:  This issue might be used to tie‐in a bioethics subject to the section of the course on cells. Students must understand what an embryonic stem cell is and the details of the federal ban on funding for research involving embryonic stem cells.  Materials Needed:  An article arguing against the ban on federal funding of embryonic stem cell research. Example: “Embryo Ethics — The Moral Logic of Stem‐Cell Research” N Engl J Med 2004; 351:207‐209 July 15, 2004 

Instructions:  Students will read the article prior to attending class.  In groups of about four, they will discuss the article and analyze the writer’s ability to defend their point of view (This should take 10 – 15 minutes.)  A class discussion of the group work will follow (again 10 – 15 minutes.) 

 Assessment:  After class discussion, students will submit as homework a one‐page synopsis of their views on the quality of the author’s ability to defend their position.    

18  

Lesson Plan: Exploring Cells  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

• Observe a variety of cells using the compound microscope 

• Demonstrate the ability to diagram and describe various cells 

• Prepare a wet mount of various cells 

• Apply critical thinking skills in describing two prominent scientists in biology history 

• Demonstrate the ability to prepare both dry mount and wet mount slides 

College Student Success Skills Addressed:  Collaboration, Communication, Critical Thinking  Context in the Course: 

• Students should be able to demonstrate the proper technique for handling and using a compound microscope 

Materials needed: • Compound microscopes 

• Lens cleaning paper and lens cleaning solution 

• Microscope slides 

• Coverslips 

• Iodine 

• Corks 

• Scalpels 

• Razors 

• Toothpicks 

• Spirogyra 

• Elodea 

• Pond water 

• Two onions 

• Distilled water 

• Paper towels 

• Two knives 

Instructions: 1. Instructor will provide both oral and written information of Anton van Leuwenhoek and 

Robert Hooke (written information is included in the lab.) 2. Instructor will pass out the lab that is to be completed by each student. 3. Each student will have a compound microscope for this lab; all students will complete 

the sign out sheet for their microscope, noting its number. 

19  

4. Instructor will go over the lab with the students showing them the specimens and materials that they will be using for the lab. 

5. Instructor will assist any students having difficulty with setting up their specimens or with focusing their specimens. 

6. Students will complete the Exploring Cells lab. 

Assessment: The completed lab: Exploring Cells will serve as the assessment artifact.    

20  

Lesson Plan:  Measuring Cells Using a Microscope  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate how to measure a variety of cells using a microscope and a ruler • Convert millimeters to micrometers • Answer the “thought questions” enhancing the lab 

 College Student Success Skills Addressed:  Critical Thinking  Context in the Course: The instructor should:  

• Familiarize all students with the basic parts of a microscope • Review the metric system • Review simple mathematical conversions 

 Materials Needed: Each student should have:  

• A microscope • A copy of the lab directions • Lens paper • Lens cleaner • A clear metric ruler • Several different types of cells (animal, plant, protist, fungus) 

 Instructions:  The instructor will: 

1. Distribute materials 2. Conduct a review of microscope parts and metric system 3. Students will complete a lab report and respond to questions 

 Assessment:  The lab report will be the assessment indicating if the student has accurately measured each slide type, as well as successful response to “thought questions.”    

21  

Lesson Plan:  Observation of Onion Cells  Learning Objectives: After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Construct a wet mount of onion skin • Identify the nucleus, cell wall and cytoplasm • Successfully measure the cells • Successfully stain the sample using iodine or methylene blue • Explain why this cell type is considered to be in the plant kingdom • Explain why this cell is eukaryotic 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Organization, Self‐Assessment  Context in the Course: Prior to this lab, the instructor should lecture should review:  

• The basic inclusions of cells • The difference between prokaryotic and eukaryotic cells • The differences of cells among kingdoms 

 Materials Needed Per Student:  

• Written instructions / directions to the lab • One microscope  • Cover slips • Microscope slides • 50 mL beaker • Pipette • Small bottle of iodine or methylene blue • Microscope lens cleaner • Microscope lens paper • Fresh onion with skin 

 Instructions: The instructor will: 

1. Distribute written instructions 2. Orally repeat instructions 3. Review proper way to make a wet mount 4. Illustrate how skin is to be obtained from the onion 5. Review how magnification of sample is calculated 6. Review proper way to draw and label a diagram 

 

Assessment:  Students will successfully demonstrate a carefully made slide (wet mount), correctly draw and label the structures found in the onion cell, correctly measure the cells, and successfully complete an observation and question sheet.    

22  

Lesson Plan:  Observation of Elodea Cells  Learning Objectives: After successfully completing this activity, students will be able to   

• Construct a wet mount of elodea • Identify the nucleus, cell wall and cytoplasm, vacuole, chloroplasts • Successfully measure the cells • Observe cyclosis • Explain why this cell type is considered to be in the plant kingdom • Explain why this cell is eukaryotic 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Organization, Self‐Assessment  Context in the Course:  Prior to this lab, the instructor should lecture should review:  

• The basic inclusions of cells in plants and animals • The difference between prokaryotic and eukaryotic cells • The differences of cells among kingdoms 

 Materials Needed Per Student:  

• Written instructions / directions to the lab • One microscope • Cover slips • Microscope slides • 50 ml beaker • Pipette • Fresh elodea leaves in pond water • Microscope lens cleaner • Microscope lens paper 

 Instructions: 

1. Distribute written instructions 2. Orally repeat instructions 3. Review proper way to make a wet mount 4. Illustrate how leaf is to be obtained from the pond water 5. Review how magnification of sample is calculated 6. Review proper way to draw and label a diagram 

 Assessment:  Students will successfully demonstrate a carefully made slide (wet mount), correctly draw and label the structures found in the elodea cell, correctly measure the cells, correctly demonstrate cyclosis, and successfully complete an observation and question sheet. 

   

23  

Lesson Plan:  Cellular Organelle Group Projects    Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of the organelles in the cell and their functions, cellular transport and the differences between plant and animal cells  

College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Organization  Context in the Course:  This lesson is done in the lecture period immediately before the lecture exam on the cell.  This is used as a learning tool and can be used as a review for the exam.  Materials Needed: 

• Play‐Dough as modeling clay.  For 24 students (four groups of six students) approximately 16‐20 containers of different colored Play‐Dough 

• Cellular Organelle Group Project Review Handouts A‐F (See handouts at http://goo.gl/wgE6m).  Instructions: 1. Separate the students into six groups of four students (Groups A – 6).  Let the students move chairs 

to congregate into groups. 2. Give each group a Group Project Presentation Handout that contains the instructions and 

expectations for each group project. 3. Allow approximately 20‐ 30 minutes for each group to model their organelles and/or answer the 

questions on their handouts and prepare their presentations.  Each group will become an “expert” on their subject matter and teach that subject to the rest of the class. 

4. Starting with Group A, allow the students to present their projects to the entire class.  Move the students around the room so all students can visualize the models.  Each presentation will last about 5‐10 minutes.  Continue having groups B through F presenting their projects. 

5. Have the students clean up all the Play‐Dough and discuss any questions that may need clarifying. 

 Assessment:  Students are assessed in their ability to: (1) Work together as a group, (2) Answer their group questions, (3) Model their organelle(s)/project, and to: (4) Clearly communicate the structure and function of the organelle/model to the rest of the class.  The questions asked of them require critical thinking, collaboration with each other, organization of their ideas and then communicating these ideas to the class.  A rubric for this project follows. 

   

24  

Lesson Plan:  Class Activity­­The Cell City Analogy  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of the functions of all organelles • Successfully draw analogies between organelles and activities in a typical city • Sequentially draw and explain the manufacture of a widget from start to finish 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Organization  Context in the Course:  The instructor should review: 

• Basic organelle function  Materials Needed: 

• Copy of student directions • Large easel paper • Colored pencils • Rulers  

 Instructions:  The Instructor will:  

1. Provide all materials to students. 2. Divide the students into groups. 3. Students will conduct a “poster session” illustrating and explaining how their analogy is 

consistent with manufacturing in a typical city. 

 Assessment:  The instructor will assess whether the analogies are correct. 

 

   

25  

Lesson Plan:  Respiration and Photosynthesis Group Projects  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of the difference between Respiration and Photosynthesis and the interrelationship amongst how plants and animals acquire and utilize energy  

College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Organization  Context in the Course:  This lesson is done in the lecture period immediately after the class on Respiration and Photosynthesis to help solidify this challenging topic for students.  Materials Needed: 

• Play‐Dough as modeling clay.  For 24 students (four groups of six students) approximately 16‐20 containers of different colored Play‐Dough 

• Dry Erase Markers/Chalk for writing on the board • Group Project Presentation Handouts A‐D (See handouts at http://goo.gl/wgE6m) 

 Instructions:  1.  Separate the students into four groups of six students (Groups A – D).  Let the students to move chairs to congregate into groups.  2.  Give each group a Group Project Presentation Handout that contains the instructions and expectations for each group project.  3.  Allow approximately 20‐ 30 minutes for each group to model their organelles and/or answer the questions on their handouts and prepare their presentations.  Each group will become an “expert” on their subject matter and teach that subject to the rest of the class.  4.  Starting with Group A; allow the students to present their projects to the entire class.  For the groups that have Play‐Dough models‐ move the students around the room so all students can visualize the models.   Each presentation will last about 5‐10 minutes.  Continue having groups B, C and D presenting their projects.  5.  Have the students clean up all the Play‐Dough and discuss any questions that may need clarifying.  Assessment:  Students are assessed in their ability to: (1) Work together as a group, (2) Answer their group questions, (3) Model their organelle(s)/project, and to:  (4) Clearly communicate their ideas on Respiration and Photosynthesis to the rest of the class.  The questions asked of them require critical thinking, to collaborate with each other, organize their ideas and then communicate these ideas to the class. 

   

26  

Lesson Plan:  Yeast Anaerobic Respiration Lab  Learning Objectives: After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Part I:  Demonstrate an understanding of anaerobic respiration in yeast • Part II:  Demonstrate the ability to create their own experiment using the scientific 

method  

College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Organization  Context in the Course:  This lab is appropriate after the Cellular Respiration lecture.  Materials Needed:  See handouts at http://goo.gl/wgE6m   Instructions:  1. Review Aerobic and Anaerobic respiration before the lab experiment‐ paying particular attention to carbon dioxide as a by‐product of anaerobic respiration in yeast, as this is what the students will measure to detect varying amounts of anaerobic respiration/fermentation occurring. 2. Give the students approximately 10 minutes to complete the questions embedded within the text on pages 1 ‐3 of the lab handout.  Review the answers with students prior to lab experiment. 3. Review lab procedures (See handouts at http://goo.gl/wgE6m Lab Handout for procedure) and lab clean up procedures before the experiment.  Assessment:  Students will be assessed on their understanding of anaerobic respiration in yeast and the ability to create their own experiment with the scientific method by their written lab report, due one week after the lab experiment.    

27  

Lesson Plan: Photosynthesis Lab  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of the general equation for photosynthesis and where it takes place in the plant 

• Exhibit an understanding that environmental factors can influence the rate of photosynthesis • Demonstrate the ability of students to create their own experiment using the scientific method • They will need to use critical thinking to design the experiment and analyze the data they 

collected. They will improve their observing, questioning and communicating skills  

College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Organization  Context in the Course:  This lab is appropriate after the Photosynthesis Lecture.  It is ideal to have covered the general equation of Photosynthesis prior to this lab.  Materials Needed:  See handouts at http://goo.gl/wgE6m   Instructions: 1.  Review Photosynthesis and the general equation at the beginning of lab.   2.  Give the students approximately 10 minutes to complete the questions 1 ‐ 7 on their lab handout.  Review the answers with students prior to lab experiment.  3.  The teacher will now demonstrate to students the basic technique that will be used to measure the rate of photosynthesis. Students can follow along with the directions found in their handout / lab report (see experimental design, steps 1‐5 in sample lab report within the assessment section.)  They can practice this technique (see experimental design and the following website http://www.elbiology.com/labtools/Leafdisk.html.  4.  Discuss the process of choosing a variable for the experiment. Give students time to design experiment and do a trial run. Teacher will help coach the students as they finalize / modify the experimental design to include a testable question with only one variable.  

5.  Students will complete the experiment, analyze and discuss findings, and report findings to class. 

 

6.  Class discussion will connect the lab to world issues:  food availability, global climate change.  Assessment:  Students will be assessed on their understanding of photosynthesis and the ability to create their own experiment with the scientific method by their written lab report due one‐week after the lab experiment.  A quiz will also determine if the students have understood this activity. 

28  

Lesson Plan:  Mitosis Lab  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of  basic ideas of mitosis • Recognize different stages of mitosis • Explain the consequences of mitosis 

 College Student Success Skills Addressed:  Collaboration, Communication, Critical Thinking  Context in the Course:  PowerPoint presentation.  This presentation will introduce basic concepts and stages of mitosis.  A video clip can be incorporated into the lecture to help student visualize the mitotic stages.  Materials Needed:   

• Prepared mitosis slides of onion root tips or/and whitefish blastula • Color pencils 

 Instructions: 

 1. The students will examine prepared slides from either onion root tip and/or whitefish blastula. 

Students will be required to draw images of animal/ plant cell mitosis to illustrate each step during the mitosis process, with colored pencils.

2. The students will work in pairs to document 100 mitotic cells.  The students will calculate 

percentage of cells at different mitotic stages and explain the results.   Assessment:  Students will be required to finish a lab report. See sample lab report at http://goo.gl/wgE6m.     

29  

Lesson Plan:  Understanding the Process of Meiosis  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of the  basic concepts and mechanisms of meiosis • Analyze the similarities and differences between mitosis and meiosis  

 College Student Success Skills Addressed:  Collaboration, Communication, Critical Thinking  Context in the Course:  PowerPoint presentation. This presentation will introduce the basic concepts and stages of meiosis.  Emphasis should be made on the comparison between mitosis and meiosis.  Materials Needed:  Color pencils  Instructions: 

1. The students use color pencils to illustrate stages of meiosis I and meiosis II 2. Student will compare the mitosis and meiosis and generate a report afterwards 

 Assessment:  Students will be required to finish a lab report. See sample lab report at http://goo.gl/wgE6m.       

30  

Lesson Plan:  Opinion Paper on Genetically Modified Foods  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Write a short paper justifying their opinion on the development and use of Genetically Modified Organisms 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Organization, Self‐Assessment  Context in the Course:  This should be tied in with the Genetics portion of the course.  Students should be able to understand how plants/animals can be genetically modified to produce foods for consumption.  Materials Needed:  See the instruction sheet at http://goo.gl/wgE6m.  Instructions:  Students should be given at least a week to prepare and submit this paper. 

 Assessment:  A rubric for grading the paper is included with the instructions for the assignment. Students will submit their self‐assessment rubric with the paper. The instructor’s assessment will be added to the rubric so students can compare the self‐assessment with the instructor’s assessment.    

31  

Lesson Plan:  DNA Fingerprint Simulation  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to demonstrate an understanding of the concept of DNA fingerprinting, its uses and the role of restriction enzymes in the process of creating RFLP’s.  College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Self‐Assessment   Context in the Course:  Follows a lecture on DNA including: 

• Its basic structure 

• The relevance of base pairs and the sequencing 

• DNA fingerprinting technique, including the role of restriction enzymes in producing Restriction Fragment Length Polymorphisms and electrophoresis 

• Practical uses of DNA fingerprinting 

 Materials Needed:  scissors, pen/pencil, tape, copy of DNA Fingerprinting Lab Procedure and instructions for setting up electrophoresis grid. For a copy of this lab see Chunlei Gao (Lowell) or Stacey Hubbard (Bedford).  Instructions: 

1. Electrophoresis Simulation Set‐Up a) Prior to class the instructor draws a grid on the board that will act as the electrophoresis 

apparatus in the exercise.  Follow the guidelines in Ellen Reed’s article in American Biology Teacher.  Note:  since the grid will be large enough to accommodate each student’s results a second set of hands may be necessary to draw the grid (lab prep person or student.) 

2. Simulation – Students work independently a) Each student is given a copy of “DNA Fingerprint Simulation” and instructed to follow 

the directions.  This will result in each student taping their DNA segments, i.e. RFLP’s onto the graph. 

b) Upon completion of the exercise, each student should complete the question sheet on the second page. 

    Assessment: A question sheet at end of exercise and a class discussion of results – if time permits.    

32  

Lesson Plan:  Comparing Homologous Limbs  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Compare and contrast homologous forelimbs from  different animals  College Student Success Skills Addressed:  Communication, Critical Thinking, Collaboration  Context in the Course:  This exercise should be used to solidify the idea of evolution of structures from primitive to more advanced animals  Materials Needed:  Sets of homologous skeletal forelimbs  Instructions:  

1. Each group (two students) is given a demo box of homologous skeletal forelimbs (four different animals from more primitive to more advanced animals). 

2. The instructor makes students aware of the major bone names and positions of a standard forelimb. 

3. In writing, each group describes each bone or bone set and tries to figure out the why it is different from the other animals: i.e. what use it has and what was the evolutionary pressure influencing this change.  

 Assessment: After a specific allotted time, the instructor leads a class discussion on the groups’ results. Students submit their written descriptions.    

33  

Lesson Plan:  Evidence of Evolution  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of the concept of gradual evolution and the various kinds of evidence that support this theory 

 College Student Success Skills Addressed: Collaboration, Communication, Critical Thinking, Self‐Assessment  Context in the Course: Follows a lecture on phyletic evolution including: 

‐ Charles Darwin’s theory of natural selection ‐ Details of the voyage of the Beagle with emphasis on the Galapagos and their influence on 

Darwin’s theory ‐ Influences of Lyell, Hutton and Malthus upon Darwin ‐ Introduce geological/biological time charts including eras and important events ‐ This may be followed up with the 50 minute film from Scientific American Frontiers, called 

“Voyage to the Galapagos” (Location HH323)  Materials Needed:  stereomicroscopes, human embryo models, chick embryo slides, a variety of fossils (20 or so) geological time charts, Cytochrome C time chart, and comparative vertebrate forelimb kits. This activity can be done using the lab Evidence of Evolution (appendix A). For a copy of this lab contact Chunlei Gao (Lowell) or Stacey Hubbard (Bedford).  Instructions:  Students work in pairs 

1. Fossil Record a) Answer questions based on three provided charts (geological, animal and plant). b) Select any five fossils and characterize them by geological period, fossil type and 

description. 2. Comparative Anatomy 

a) Compare provided fossil forelimbs (lizard, frog, bird, bat and cat) to ancestral design. b) Human/Chimpanzee skeleton comparison (Table 12.5 and questions 7 ‐13). 

3. Vertebrate Embryology a) Compare developmental similarities of various embryos (fig. 12.6). b) Compare developmental similarities between human embryo model and chick embryo slide. 

4. Biochemical Evidence Answer the three questions provided about the Cytochrome C amino acid sequence differences as depicted in fig. 12.6.  

 Assessment:  Lab question sheet (review questions, p161) and class discussion of lab results – the following class.    

34  

Lesson Plan:  Alien Taxonomy  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Develop and describe a simple taxonomic classification system for a set of organisms based on organism characteristics 

 College Student Success Skills Addressed:  Organization, Collaboration, Critical Thinking  Context in the Course:  This assignment should be given after a discussion of how plant and animals are categorized by taxonomic divisions.  Materials Needed: Worksheet on Alien Taxonomy  Instructions:  1. This could be done in class or during a lab period. Students will work in pairs to develop a taxonomic system for aliens from planet Bizzaro‐world. 

 Assessment:  Grading of the worksheet or a similar simple set‐up as part of an exam.    

35  

Lesson Plan:  Dichotomous Key  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to: 

 • Use a dichotomous key to correctly name organisms 

 College Student Success Skills Addressed:  Organization (collaboration if done in groups during class/lab)  Context in the Course:  This is a follow‐up assignment to use of dichotomous keys during the discussion of taxonomy.   Materials Needed:  Dichotomous Key Worksheet   Instructions: This assignment might be given as a homework assignment or might be used in class or during lab as an activity for a pair of students. 

  Assessment:  Grading of the worksheet or a similar sample set‐up as part of an exam.     

36  

Lesson Plan: Plant Biodiversity Lecture &Lab  Learning Objectives:   After successfully completing this activity, students will be able to:   

• Explore Biodiversity and topics including human impacts on natural systems, and energy transfer in ecosystems 

• Practice field observation and data collection skills • Practice data analysis by constructing simple frequency graphs and calculating biodiversity 

indices given an algebraic formula • Write a lab report that synthesizes field observation and document analysis findings 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Organization, Quantitative and Qualitative Analysis  Context in the Course:  This lab is appropriate after the Ecology Lecture.  It is ideal to have discussed the concepts of Biodiversity and species richness and dominance before this lab.  This lab is a field study which will require data collection during the lab period.  Discussing the lab procedure ahead of time is a must.  Materials Needed:  See handouts at http://goo.gl/wgE6m Lab Setup Form for Materials.  Instructions: 1.  Review Data collection procedures at the beginning of lab.  2.  Give the students the lab period to set up their 1 m x 1 m plot for plant species identification/data collection.  Each group records the following in the science notebook:  

• Date 

• Time 

• Weather Condition 

• Plot Location and Description 

• Data Table with Plant Description and Frequency for each plant type found 

• Other Observations  

Students need not identify plants in the field, but if field books are available, team members can work on this part in the field.  If plant identification will happen in the classroom, students should take digital photos, do rubbings, sketches, or collect samples.  3.  In the lecture AFTER lab‐ have students work in their groups to determine the best way to present the plant survey data graphically.  (Usually a pie chart or bar graph is best, but other graphical representations are possible). 20‐30 minutes.  4.  Student use field guides to identify as many plants as they can in the time allotted. If possible, they should note any information about native/non‐native status and growing condition requirements. This can be difficult with flowering plants that are not in bloom at the time of collection. (To speed this up, 

37  

groups could share information by posting sketches or picture on a central whiteboard or bulletin board.) Before moving on to data, analysis should have completed:  1)  graphical representation of plant frequencies in study plot one 2)  plant identification and information for plot one (at least a few plants)  5. Biodiversity Calculations:  Use the page on Biodiversity Calculations Handout (See handouts at 

http://goo.gl/wgE6m) to guide students through examples of each of the quantities: Species Richness and Dominance. The goal of the activity is that student will investigate ways of quantifying data, specifically to answer the question "how biologically diverse are the study areas?"  At the end of the period, students should have completed the following in their science notebook: 

1)  Calculate the Species Richness for each study area and discuss what is indicated by the two values 2)  Calculate the Dominance number for each study area and discuss what is indicated by the two values  6. Generating Questions for Further Study: It is important that students consider sources of error in the investigation and generate questions for further investigation of the study plots. Hopefully they may already be questioning whether studying plants only is a valid method of studying biodiversity.  Sample questions: Is the soil different in the two study areas? What kinds of life exist in the soil? How are the insects different in the two areas? What food chains does each area support? Is this area affected by human impact? Etc.  At the end of the investigation, each student should add the following to their science notebook / lab report: 1)  list of SEVERAL questions and  2)  at least a suggestion for how to improve the investigation  

7. Class discussion will connect the lab to world issues: Food availability, recycling, carbon footprint, 

global climate change, etc.  Assessment: Students will be assessed on their understanding of biodiversity and the ability to carry out their own experiments by their written lab report, due one week after the lab experiment.  A quiz will also determine if the students have understood this activity.  Their lab report for this activity can be weighted as follows: 

• Site Observations & Sketches/Rubbings/photos (both sites) (4 pt) 

• Plant Survey Data (number & types of each plant) (4 pt) 

• Graph of Plant Frequencies (one for each plot) (4 pt) 

• Plant Identification List (when possible) (2 pt) 

• Correlation Analysis (Dominance/Richness Calculations) (4 pt) 

• Questions for Further Study (2 pt) 

   

38  

Lesson Plan: Natural Selection Classroom Activity or Lab  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Demonstrate an understanding of the genetic principles of Natural Selection and Selecting Agents in a population which can influence Evolution 

• Explain how differences in survival, reproductive success and attractiveness to potential mates can influence the number of copies of one’s genes passed from one generation to the next 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking  Context in the Course:  This classroom activity or lab fits into the lecture material on a discussion of Natural Selection.  A general knowledge of genotype and phenotype is important for the discussion of this activity.  Materials Needed: 

• Deck of playing cards • PTC paper • 4 x 8 piece of paper with words printed on it (See handouts at http://goo.gl/wgE6m ) • 10 meter sticks 

 Instructions:  1.  Give students the handout on Natural Selection 2.  Explain to them the requirements of the activity and the learning objective 3.  Have students complete in class the activity described in the handout  Assessment:  Students are assessed on their understanding of these concepts by completing and handing in their end of activity / lab questions attached to their handout.    

39  

Lesson Plan:  Case Studies in Bioethics and the Cost of Medical Treatments  Learning Objectives:  After successfully completing this activity, students will be able to  

• Determine factors that influence a bioethical situation • Use discussion and reason to form an ethical opinion 

 College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking  Context in the Course:  The class should have a definition of bioethics and should have background on factors that can influence an ethical decision.  The instructor may want to begin this class by introducing the different types of agencies and individuals involved in paying for health care treatments.   Materials Needed:  Worksheets Handout: Bioethics ‐ A Case Study  Instructions:  There are two case studies to be discussed. Students should form groups of at least four to consider case studies.  A class discussion of the deliberations should follow the group discussions.  Groups should be given about 30 minutes to discuss each case.  Assessment:  Students will submit a one‐page summary of their opinions of the scenarios.  They must back‐up their opinions with rational arguments.    

40  

Lesson Plan:  Bioethics Debates  Learning Objectives: After successfully completing this activity, students will be able to:  

• Research and orally defend one side of a current issue in Bioethics  College Student Success Skills Addressed:  Communication, Collaboration, Critical Thinking, Self‐Assessment, Organization  Context in the Course:  Students will have been presented with and discussed some present issues in Bioethics.  They will have read at least one article about a Bioethics issue and critiqued it.  Previous homework assignments will be to find three facts that defend and three facts that oppose (providing sources for these facts) the issue:  Use of embryonic stem cells in scientific research. On completion of this assignment, students will share their findings in a classroom setting by listing facts for Pro and Con on the blackboard.  Materials Needed: 

• Students will need index cards or fact sheets, these can be provided by the students themselves 

• See student guideline hand‐out at http://goo.gl/wgE6m. 

Instructions:  1. In preparation for the debate students should be shown the following video:   

http://www.youtube.com/watch?v=4SdvgMYTEDs&feature=related 2. You don’t have to show the entire debate, you might want to skip through to show different 

portions of the debate format. 3. Students will form teams of four.  Two students will argue for and two against an issue.  Some 

classroom time should be allotted for students to discuss their research and presentation strategies.  Debate Format:  

• 3 minutes of pro presentation 

• 1 minute rebuttal 

• 3 minutes of con presentation 

• 1 minute rebuttal 

• 3 minutes of pro presentation 

• 1 minute rebuttal 

• 3 minutes of con presentation 

• 1 minute rebuttal 

• 3 minutes audience questions 

• 1 minute audience vote 

• 20 minutes total 

Allowing for set‐up etc. expect about 25 minutes for each debate topic, so for a class of 24 expect a total of 2.5 hours of debates.  You might use one lab period (for a small class) or spread this over two to three 

41  

class periods depending on the length of your classes or you could spread the debates over a number of classroom periods.  Some suggested topics for debate: 

• Genetically engineered foods 

• Use of animals in drug/cosmetic testing 

• Right to organ transplant 

• Genetic testing 

• Embryonic stem cells 

• Embryonic screening 

• Genetic screening by employers 

• Fetal tissue transplant 

• Conservation vs. economic Interests 

• Should the Government be allowed to require vaccination 

• Should the Government tell us what to eat 

• Reproductive issues: in vitro fertilization, pre‐implant embryonic screening 

• Animal cloning 

• Human cloning 

 A list of research resources will be provided to the teacher and classmates for each side of the debate.  Assessment:  See the attached rubric at http://goo.gl/wgE6m for use is assessing the debates.  Student Self‐Assessment:  Students will be given a self‐assessment tool to rank themselves on preparedness both prior to their debate and after seeing their classmate’s debates.   Follow‐up homework:  Each student in the group will write a one‐page opinion paper stating their own opinion on the subject, including facts, to back‐up his/her opinion.    

42  

Appendix­Sample Syllabi  

Syllabus: Introduction to Biology BIO 120 MTWR ‐ 10:50am‐12:55pm ‐ TR‐1pm – 4pm 

HH – 316 Summer 20__ 

 INSTRUCTOR:  Elaine M. Vogel E‐Mail:  vogele@middlesex.mass.edu OFFICE HOURS:  Tuesday  – Thursday – After Class – Henderson Hall, Room 316   Students can also make an appointment to see me if they are not available during my scheduled office hours. PHONE: 781.526.1089  COURSE DESCRIPTION AND COURSE OUTCOMES: 

1. This survey course is designed for students with little or no background in biology. Emphasis is placed on developing basic laboratory skills, communication, collaboration, critical thinking, organization and self‐assessment. Providing students with a framework for the study of more integrated topics in biology, the initial portion of the course will be devoted to developing an understanding of the nature of science and the basic structures, biochemistry and functions of plant and animal cells. Using these fundamental concepts as background, students will then investigate the topics of genetics, taxonomy, evolution and ecology. Bioethics, the study of the social and philosophical implications of new biological and medical procedures, will serve as theme throughout the course.  This course supports student development of written and oral Communication, critical thinking and quantitative analysis. (Note: this course does not fulfill the prerequisite requirements for BIO231 Anatomy and Physiology 1.) Three hour lecture/two hour laboratory. 

   

2. PREREQUISITES:     MAT 060 or completion of modules 1‐4 in MAT 001‐002 Preparation for                   College Math and eligibility for RNG 101 and ENG 060.   RECOMMENDATION(S):      Concurrent enrollment in ENG 075 or ENG 085 if CPT reading placement test is                                between 68 and 75.  3. EXTENDED COURSE DESCRIPTION:     In this course, you will learn about the cell ‐ the structural and functional unit of life.  The course will prepare you to take other college level life science courses.  Many of the topics covered will be related to health issues and current happenings in the field of biology.  4. TEXTBOOK AND SUPPLIES: 

A. CONNECT PLUS ACCESS CARD INCLUDNG EBOOK for Enger – Concepts in Biology 14/e:  ISBN 978007486327 

B. YOU MUST HAVE THE CONNECT PLUS ACCESS CARD THAT COMES WITH THE ENGER EBOOK (Electronic book) If you feel that you want a book in hand, you may 

43  

buy a book (new or used) or rent a book from the MCC Bookstore, but you must have the CONNECT PLUS ACCESS CODE. 

C. Text: Concepts In Biology – Fourteenth Edition   Author: Enger/Ross/Bailey   Publisher: McGraw‐Hill; 1221 Avenue of the Americas: New York, NY 10020   Copyright: 2012 ISBN 978‐0‐07‐340346‐5 D. Laboratory exercises will be provided by the instructor E. Pens or pencils in at least two different colors F. Highlighters G. Notebook (A three‐ring binder will accommodate notes, lab exercises, and 

handouts). H. Folder for handouts I. Ruler – metric and inches J. Paper clips or stapler (All papers should be submitted either fastened with a paper 

clip or stapler) K. Calculator L. Flash drive 

 5. COURSE GRADE DETERMINATION     Lecture Exams/Research Paper/ Project/ Models  40%     Quizzes             10%     Tutorial Homework          10%     Pre‐Lecture Assignment         10%     Self‐Study Quiz            10%     Chapter Quiz            10%     Lab Reports            10%     LECTURE EXAMS:  Several exams will be given during the term.  Each will be announced in advance.  Questions may be in the form of multiple choice, true/false, fill‐ins, matching, or open response.  Questions will ask you to recall and to apply information from class and lab.   ALL EXAMS MUST BE COMPLETED ON THE ASSIGNED DAY.     Tentative Exam Schedule: 

• May 31 • June 6 • June 11 • June 13 • June 18 • June 20 • June 25 

      HOMEWORK:  Homework is designed to help the student review class, lab, text, and outside reading materials.  All homework must be completed on the due date.  ANY ASSIGNMENTS (EXCEPT LABS) NOT DONE ON CONNECT PLUS MUST BE COMPLETED ON A COMPUTER IN 12pt FONT.  BE SURE TO USE YOUR SPELL CHECK AND GRAMMAR CHECK.  

44  

    LABORATORY:  Lab work will be evaluated either by written lab reports and inclusion on tests.  It is acceptable to discuss lab reports with your lab partner, but you need to write your own lab reports.  Lab reports should be stapled.  Lab reports are due at the end of each lab.  Labs can not be made up.  The following are some of the labs you may complete: 

• The Scientific Method • The Compound Microscope • Classification • The Metric System • Density • Bohr Modeling • Periodic Table of Elements • What Is the Effect of _ on _? • Exploring Cells • Observing Mitochondria • Using Indicators • How Do You Test for Proteins, Carbohydrates, and Lipids? • Signs of a Chemical Reaction • Photosynthesis • Respiration • Yeasts • What Factors Affect Enzyme Activity? • Mitosis • Diffusion • Osmosis • Hypertonic/Hypotonic Solutions 

 6. ACADEMIC PROCEDURES and SUPPORT     Science courses involve new terms and concepts.  You should spend at least two hours preparing for every hour of class.  For this course, you should spend ten hours each week studying and preparing for class and lab.  You should not wait until the night before to study for an exam.  After class each day review your notes.  Before you come to class do the required reading and assignment.     Middlesex Community College provides assistance to student through Academic Support Services.  Students can receive tutorial services in math, reading, writing, and science.  To obtain help from Academic Support Services you should contact:       BEDFORD      LOWELL MATH      781.280.3707  HH116    978.656.3768  Room 406 READING    781.280.3728  AR214    978.656.3364  Room 406 WRITING    781.280.3727  AR214    978.656.3365  Room 406 SCIENCE    781.280.3726  HH202    978.656.3369  Room 406    If you have a documented learning disability and wish to discuss academic accommodations, please contact me as soon as possible.  7. ATTENDANCE: COLLEGE IS YOUR JOB! 

      Just as you would not miss a day of work, you should not miss a day of class.  You place yourself at a great disadvantage if you are not in class for the lectures or laboratory work.  The 

45  

notes another person takes will not replace your being in class, hearing the information, and participating in class activities.  We will do some group work in class.  Your group depends on you to be present and to participate in the activities.       Attendance will be taken in class and in lab.  

                 FEELING UNDER THE WEATHER? EMAIL PROFESSOR VOGEL THE DAY OF YOUR ABSENCE AND THE REASON FOR YOUR ABSENCE.  VOGELE@middlesex.mass.edu    

8. TEACHING PROCEDURES     Each class will provide you with a number of different learning opportunities.  The content of the lectures will be reinforced and expanded through student centered activities such as concept mapping, panel discussions, group activities, and questioning and presentations.  Connect Plus will be used to incorporate assignments and activities aimed at assisting students in learning concepts in biology which will align with classroom instruction. Some activities will require library or internet research.     We will begin each class with a brief review and introduction.  You should use this time to ask any questions re: homework or outside assignments.  9. COURSE OUTCOMES 

• Acquire and demonstrate a broad knowledge of the concepts, mechanisms and underlying laws that govern our living world 

• Demonstrate a capacity to think critically about basic biological concepts and systems 

• Distinguish among science, non‐science, and pseudoscience • Demonstrate development of written and oral skills for effective 

communication of lab results, critical analysis and research assignments and reasoned opinion 

• Develop competence in basic laboratory skills • Develop skills needed to organize and quantitatively analyze 

information and data • Demonstrate the ability to engage in collaborative classroom and lab 

activities • Use research and critical analysis skills to develop and defend well‐

reasoned opinions regarding bioethical dilemmas facing human‐kind • Critically reflect on and self‐assess classroom and laboratory work 

 

46  

10. INSTRUCTIIONAL OBJECTIVES Through homework, exams, lab reports, and lab work, the student should be able to: 

• Explain and apply the concept of the scientific method • Competently use a microscope • Design and perform controlled experiments • Follow procedures to perform experiments using technology • Communicate experiment results orally, graphically, and in writing • Critically analyze experimental results • Define ionic, covalent, and hydrogen bonds • Name and describe the functions of biologically important 

macromolecules • Label the structures of the cell and describe the function of each • Describe the role of the cell membrane in maintaining homeostasis • Explain how enzymatic activity occurs and how it is controlled • Compare and contrast the processes of photosynthesis and respiration • Describe the experiments leading to the discovery of the genetic 

material • Explain and model DNA sequencing • Stem cells • List and explain the steps in protein synthesis • Discuss the pros and cons of the Human Genome Project • Natural selection • Ecology • Bioethics 

  

11. CLASSROOM ATMOSPHERE     Our classroom is a learning community.  We are here to help each other learn and to learn from each other.  Please be respectful of each other and the classroom and the materials you will use.  The following procedures should be followed: 

• Attend each class.  Attendance is important. • Be on time for class.  Tardiness is not acceptable. • Please refrain from talking or whispering to others during class.  If you 

have a question raise your hand and you will be recognized. • Be tolerant of the questions other students ask.  Their questions will 

help you, too. • Come prepared for class with a notebook, book, pen, and other 

necessary materials. • Come prepared to class with all homework and other assignments 

complete and ready to hand in. • There is absolutely no food or drink allowed in class or lab. • Turn off all cell phones, pagers, and other electronic devices that may 

disturb the class before the class begins. • Do not cheat or plagiarize.  The following is a statement from the 2007‐

2008 Middlesex Community College catalog: 

47  

    “Adherence to ethical standards is obligatory.  Cheating is a serious offense, whether it consists of taking credit for work done by another person or doing work for another person that will receive credit.  Taking and using the ideas or writings of another without permission and fully crediting the source is plagiarism, a violation of the academic code, and if it is proven that a student, in any course which he or she enrolled, has knowingly committed such a violation, suspension from the course and a failing grade may result.  Due process is accorded to students in the event of any alleged violation of college regulations.”  For this class, cheating is considered to be copying from another student during a quiz or exam or using written material during an exam that contains information pertinent to the quiz or exam.  Submitting a lab report that has been copied from someone else is considered plagiarism.  Anyone who is caught cheating or committing plagiarism will receive a zero on that quiz, exam, or assignment and may also receive an F as the final course grade.  If the cheating or plagiarism incident involves a quiz, exam, assignment, or lab report, that quiz, exam, assignment, or lab report cannot be used as the lowest grade that is dropped; if the lowest quiz, exam, assignment, or lab report grade is being dropped for the semester.  

12. TOPICS:  

• Introduction to Biology • Scientific Method • Chemistry/Biochemistry • Cells: General • Cell Structure • Respiration and Photosynthesis • Mitosis/Meiosis • Mendelian Genetics • Genetics • Human Genetics • Evolution • Taxonomy/Ecology • Bioethics 

                                       FINAL EXAM – Administered the last day of class: June 28 

    

48  

BIO 120 Introduction to Biology (Spring 2012) Lecturer:  Dr. Chunlei Gao 

Email: gaoc@middlesex.mass.edu   Phone: 978‐656‐3020   

Lowell:   

 Talbot 407             MWF 11:30‐12:20 am   Lecture Talbot 416             W          1:30‐3:30 pm    Laboratory

Office (Talbot 403) hours:  M 8:30‐9:30am  W 8:30‐9:30am TR 10:30‐11:30am  F 8:30‐9:30am  Course Description   This survey course is designed for students with little or no background in biology. Emphasis is placed on developing basic laboratory skills, communication, collaboration, critical thinking, organization and self‐assessment. Providing students with a framework for the study of more integrated topics in biology, the initial portion of the course will be devoted to developing an understanding of the nature of science and the basic structures, biochemistry and functions of plant and animal cells. Using these fundamental concepts as background, students will then investigate the topics of genetics, taxonomy, evolution and ecology. Bioethics, the study of the social and philosophical implications of new biological and medical procedures, will serve as theme throughout the course.  This course supports student development of written and oral communication, critical thinking and quantitative analysis. (Note: this course does not fulfill the prerequisite requirements for BIO231 Anatomy and Physiology 1.) Three hour lecture/two hour laboratory.  Prerequisite(s): MAT 060 or Completion of modules 1‐4 in MAT 001‐002 Preparation for College Math and eligibility for ENG 101 and ENG 060. Recommendation(s): Concurrent enrollment in ENG 075 or ENG 085 if CPT reading placement test is between 68 and 75.  General Education Elective(s): Science 

Course Outcomes: 

At the completion of this course students will be able to: 

• Demonstrate a broad knowledge of the concepts, mechanisms and underlying scientific laws that govern our living world 

• Distinguish among science, non‐science and pseudo‐science 

• Think critically about basic biological concepts and systems 

• Demonstrate development of written and oral skills for effective communication of lab results, critical analysis and research assignments  and reasoned opinion 

• Show competence in basic laboratory skills 

• Organize and quantitatively analyze information and data 

• Demonstrate the ability to engage in collaborative classroom and lab activities 

• Use research and critical analysis skills to develop and defend well‐reasoned opinions regarding bioethical dilemmas facing human‐kind 

• Critically reflect on and self‐assess their classroom and laboratory work 

49  

Text:  Enger, E., Ross, F., and D. Bailey: Concepts in Biology, 14th Edition, McGraw‐Hill There is no lab manual for this course.  Lab instructions will be distributed in the lab.  Teaching Procedures: Various teaching methods will be employed in this course such as: PowerPoint presentation and in‐class activities (clicker questions, discussions and manipulations, etc.)  You are responsible for printing the lecture notes made available on Blackboard website to be completed during the lecture.  Before a typical lecture session you will be advised to complete readings in the text.  During a typical lecture you will be expected to participate in class and small group discussions and take careful notes on information that is generated both in discussions and in instructor presentations. In a lab, you will have the opportunity to conduct experiments as well as to complete other activities that will help you better understand the fundamental tenets of biology.  

Examinations: Lecture: Lecture exams will consist of multiple choice, matching, fill in the blanks, and short essays. Most of the questions will be derived from lecture presentation, although questions may also come from the lecture text assigned readings.  

Assignments: To help you regularly prepare for class, you will be required to complete a series of assignments throughout the semester. These assignments will be based on required readings or in class/lab activities.  Lab Write Ups: There is post‐lab write‐up related to every lab activity  Note:  If lecture/lab is cancelled, exam/lab practical will be given during the next class/lab session. Check Blackboard (Bb) on regular basis for the newest announcements. 

Grading of Examinations Three lecture exams                                 @ 100 each   =      300 points 

Final exam (comprehensive)              @ 100 each    =     100 points 

10 lab write ups                                              @   10 each    =     100 points  

Take‐home assignments/presentation                               =       50 points 

Assignments are due one week after they are distributed.  Late assignments receive a five point deduction each day late. 

Final grades will be determined by the following scale, based on your total points out of 550. Possible extra credit will be posted in folders on Blackboard.  Students will be awarded grades according to a strict points‐earned system found in this syllabus page. There has never been any sort of “curve” and subjective grade adjustments will not be made.   

50  

100‐93; A‐ = 90‐92; B+= 89‐87; B= 86‐83; B‐ = 80‐82, C+= 79‐77; C= 76‐73; C‐ = 70‐72; D+= 69‐67; D= 66‐63;  D‐ = 60‐62; F=<60 

 

Attendance: 

• Lecture ‐ Attendance is required and strongly recommended, since the education experience obtained in lecture, which often includes visual aid presentations, cannot be obtained at any other place or time. Students will be held responsible for all information (including announcements related to assignments or schedule changes) presented in class. • Laboratory ‐ The laboratory experience, which includes presentations and demonstrations by the instructor and the student use of equipment and supplies, is considered to be an integral part of the course. Attendance in laboratory is mandatory.  Laboratory sessions will require the entire scheduled period. You will be responsible for cleaning up before you leave lab. Therefore, do not expect to be out of lab before the scheduled time. • Recognizing that your absence in lab may result from unforeseen or unusual circumstances, one excused absence will be allowed without penalty.  For additional absences (after one), five points will be deducted from your final grade per absence. • There are VERY RARE exceptions made on a case‐by‐case basis (e.g. religious observances, death in immediate family, hospitalization, etc.) with documentation. • In fairness to everyone enrolled in this course, it is critical that the best possible learning atmosphere be maintained in both the classroom and laboratory.  Be respectful of the rights and feelings of others.  Boisterous or disruptive behavior of any kind will not be tolerated.  CELL PHONES MUST BE TURNED OFF DURING LECTURES AND EXAMS.  DO NOT ARRIVE LATE TO LECTURES OR EXAMS. 

Academic Dishonesty: 

From the MCC catalogue “Adherence to ethical standards is obligatory. Cheating is a serious offense, whether it consists of taking credit for work done by another person, or doing work for which another person will receive credit.  Taking and using the ideas or writings of another without clearly and fully crediting the source is plagiarism, a violation of the academic code, and if it is proven that a student, in any course which he or she is enrolled, has knowingly committed such a violation, suspension from the course and a failing grade in the course may result.  Due process is accorded to students in the event of any alleged violation of college regulations.” 

In simple terms, academic dishonesty in this class includes: 

• Copying from another student during any type of exam or practical • Using written material during any type of exam or practical that contains pertinent information • Submitting an assignment that has been copied, even in part, from someone else • Using the work of others, be it an internet source, another student, etc. as one’s own without 

crediting the source • Any student caught cheating or committing plagiarism will receive a zero for that test or that 

assignment and may also receive an F as the final course grade 

51  

Academic dishonesty is unacceptable in this class. 

Any student caught cheating or committing plagiarism will receive a zero for that test or that assignment.  The test or assignment involved in the cheating incident cannot be dropped or substituted with a higher grade.  A student who cheats or plagiarizes on more than a single occasion risks receiving an F for the course grade. 

 Students with Disabilities:  Any student whose disabilities fall within American Disabilities Act (ADA) must inform the instructor at the beginning of the term of any special needs or equipment necessary to accomplish the requirements for this course.  To arrange for special accommodations for individuals with disabilities contact the Office of Services for Students with Disabilities.  MCC Science Tutoring:  The college provides free individual and group science tutoring on both campuses.  Tutors will assist students with understanding course material as well as help them develop improved study skills and test‐taking strategies.  The tutors are located in Bedford HH 202 (ext. 3726) and in Lowell, City 406 (ext. 3369).  RECORD EACH TEST SCORE HERE. KEEP THIS FOR YOUR RECORDS.  Lecture exam 1‐4  __________________________________________________________  Lab write ups     ____________________________________________________________  Take‐homes      _____________________________________________________________     

52  

How to be successful in this course: 

1.  Read, read, read.  Simple rule to improve your performance in the class is to read the material PRIOR to the lecture and review your notes immediately after the lecture.  I have found that students that take this advice learn much easier, more efficiently, gain confidence with the material and consistently receive a higher grade.  2.  Find a study partner.  Try to form a study group.  You’ll find that each of you has information the other has missed.  If you don’t understand a point, one of your study partners probably does.  Teach and quiz each other!  Study groups are also a good way to meet new people and make new friends.  4.  Don’t cram for the exam!  You need to start studying for the exam several days in advance.  Just reading the lecture notes doesn’t get it into your brain.  Quiz yourself.  For example, if you’re studying the cell, tell yourself to make a list of the organelles and indicate their functions. 

5.  Use active studying/learning methods.  Simply reading or highlighting and looking at models is passive and makes it more difficult to learn the material.  Active study methods use more brain pathways and solidify connections, making recall easier.  Write out notes and make outlines, label blank diagrams or make drawings, make flash cards, and quiz yourself. 

  

    

53  

SCHEDULE OF TOPICS  

Day  Lecture Lab Week 1  Introduction to Syllabus

Scientific MethodMetric Measurement lab 

Week 2  Chemistry  

Microscope lab 

Week 3  

Biochemistry  PH lab 

Week 4  Cell Exam I  

Cell Lab I  

Week 5  Cell  

Diffusion & Osmosis lab  

Week 6  Photosynthesis &Cellular respiration  

CellLab II 

Week 7  Cell Division: mitosis  

Photosynthesis & Cellular respiration lab  

Week 8  Cell Division: meiosisExam II  

Mitosis lab 

Week 9  Genetics  

Meosis lab 

Week 10  Human Genetics 

Genetics lab 

Week 11  Evolution  

Human Genetics lab 

Week 12  Ecology Exam III  

Evolution lab

Week 13  Ecology  

Ecology lab

Week 14  Bioethics  

Presentation 

  FINAL EXAM (comprehensive)