课例:北京师大二附中 /刘启宪
评析:北京教科院基教研中心 /张华
教学背景
本节教材内容介绍的是 “孟德尔遗传定律”。此定律被发现的科学史背景,主要在于说明决定生物性状的遗传因子----基因是“颗粒式遗传”,而非“混合式遗传”(即父、母本遗传给子代的基因会彼此“沾染、混淆不清”)的。定律在一定程度上解释了纯种能够稳定遗传、杂种子代会产生性状分离的事实,并对于子代性状分离发生的几率提出有指导意义的理论预测。
在前续教材内容里,已对遗传的物质基础 ----基因及其传递和表达的实质有过介绍,也在前一册中较详细的介绍了有丝分裂、减数分裂和受精作用等相关知识,这也是学生进入本章学习的主要知识基础。但学生对于“遗传基本规律”提出的问题背景并不了解,因此象孟德尔那样,将复杂问题从简分析、再从简单到复杂地研究和解决问题的科学策略,对学生进行科学教育而言,十分必要和有意义。
教学指导思想
在影响学生认知心理和学习能力的发展上,要本着科学分析问题的逻辑,以揭示问题情景、探讨求证思路为基本教学策略,恰当地引导学生建构新的知识结构。
课题
遗传的基本规律
课时
1
教学目标
一、知识目标:简要说出性状的遗传与变异、性状与相对性状、自交与杂交、稳定遗传与性状分离、纯种与杂种等概念
二、能力方面:简单模仿构建杂交实验的最基本求证思路
三、情感、态度方面:基本认同“复杂问题从简分析”的策略思想。
教学方法
启发式讲授、导问、概念化
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
导入
从“中心法则”的意义上说说基因是怎样控制性状的?
1.问题原型联想----典型事件、启发联想
【像爸爸还是像妈妈?】
百年前人们对亲代和子代之间性状的变化是如何发生的就产生了浓厚的兴趣。孟德尔当时面对的问题是有时亲代的性状可以稳定的在后代出现,而有时并非如此,引出要讨论的问题 ----孟德尔的发现。
孟德尔发现了什么?孟德尔是怎么发现的?
----(性状分析)
在那个年代就有这样的认识,生物传递的并不是性状本身,曾经有人猜想精子和卵细胞的细胞核里,一定是有某种物质传递给了后代!而孟德尔的思想是:遗传物质是极为细小的颗粒。
通过控制没来控制代谢的过程…
人们推测原子的物质属性的认识可以引导到对孟德尔的规律的认识能否反映基因的传递对性状产生的控制。
----性状与相对性状;
【亲本性状优良,子代又将如何?】
----(遗传性分析)
解释有关概念 ----稳定遗传与性状分离、纯种与杂种、自交与杂交
介绍孟德尔必须了解其研究思路,孟德尔采用的方法是实验的方法,什么是实验的方法呢?
实验是能在一种控制条件下完成的过程,通过控制一些影响因素来观察结果,发现规律。
孟德尔采用了杂交的实验,首先观察了一对相对性状的遗传。
相对性状是同一物种同一性状在表现上的差异。
2.问题逻辑探讨----提出问题、建构假设
【“性状分离”说明生么?】
----(遗传物的“微粒性”分析)
----父、母双亲的“遗传物”在杂合体内是混淆不清的“胶水”还是互不沾染的“颗粒”?
----孟德尔猜想(假设)是颗粒----遗传因子(后来被称为基因)
3.求证思路推演
【首先只观察 1对相对性状】
----复杂问题从简分析的最合理策略
【要控制杂种及其子代的产生】实验,控制条件下的观察。
----遗传因子(基因)的来源必须清楚
【要统计子代性状分离的数量比例】
----统计数量的充分可信才能说明问题
要明确杂种亲本的来源,就如同化学反应发生时,必须清楚反应物是什么一样的道理。
杂种亲本自交
↓
观察性状分离
↓
通过数据分析规律
什么样的生物材料在控制上比较容易操作呢?
【选择实验材料】
孟德尔选择了豌豆做实验材料,豌豆何以如此幸运被选呢?
----严格自交,能得到自然纯种
----易控制杂交得到杂种(可人为操作)
----相对性状很容易区分豌豆!孟德尔的选择
----控制杂交过程方便可靠。
----子代个体数量多易统计
4.课后作业:
①阅读“孟德尔的豌豆杂交试验”,简要说明孟德尔德的假设与实验思路;②解释:性状、相对性状;稳定遗传、性状分离
学生倾听、思考
学生倾听、思考
评析:
本节课的内容属于高中生物必修课本第二册《遗传的基本规律》,学生通过前面的学习已经了解到什么是生物的遗传物质,同时还了解到作为“基因”的遗传物质对性状产生影响的“中心法则”,这些有关遗传的基本知识是学生进一步探讨遗传现象的必要基础。学生在进入生物的遗传和变异知识的学习时,往往显现出较高的学习热情,但同时这部分内容的学习对于高中二年级的学生而言是有一定难度的,也需要教师有比较高的把握度。
刘启宪老师对于本节课的处理区别于常见的教学,独具特色。通常教师们带领学生探讨孟德尔遗传规律时,常采取直叙的方式,将孟德尔及其实验一一作介绍,从中阐述遗传的基本规律。或通过孟德尔时代有关科学史的介绍来阐述遗传的基本规律。而刘老师正如他的指导思想所述,是“本着科学分析问题的逻辑,以揭示问题、探讨求证思路为基本的教学策略出发,来帮助学生构建先观知识概念的”。本节课的最大特点是:清晰的科学探究思路,严密的逻辑性,深刻的理性思维,可以说是充分体现了科学方法的一节生物课。具体有以下几点:
1.课堂引入:简要、直入主题
教师首先让学生回忆了学习过的“中心法则”的内容,从原理上明确了生物性状是通过“转录”和“翻译”的过程来控制和表达的,继而教师提出问题:百年前人们对性状在亲子代之间的传递就给予很大关注,孟德尔发现了什么?又是怎么发现的?提出了什么样的规律?将课题引入。
2.突出方法、切中实质
新的国家课程标准在制定高中生物课程标准中,明确将提高学生的生物科学素养放在总目标的首位,由此可见对于学生的科学素养的重视程度之高。如何才能有效的落实在生物的课堂教学中呢?孟德尔揭示遗传规律的过程,非常突出的反映了科学方法的运用,这部分内容对于学生理解科学探究、科学实验而言有很重要的意义,关键在于教师如何利用。在学习遗传的基本规律时,刘老师先将有关概念用最简洁的解释和恰当的比喻介绍给学生,例如:性状、相对性状、纯种、杂种等概念的介绍,然后直接告诉学生孟德尔是用实验的方法来揭示规律,向学生阐明“实验是在可被控制条件下的过程,通过控制一些影响因素来观察结果”。教师的这种处理从本质上阐明了什么是科学实验,理解科学实验是一种在人为控制条件下的观察,如此一点到位的解释避免了学生对于科学实验的机械性理解。我们在教学中常常发现,由于学生理解的科学实验往往仅限于其形式而非本质,致使学生学习生物学概念以及探讨生物学问题的出发点容易走偏。学生在学习生物学概念和了解生物学现象和事实时,方法的问题决定了它对科学问题的理解程度,同时更对学生进一步研究科学产生重要的作用,方法也反映了科学思想,所以高中生物教学中突出方法对于学生科学素养的培养十分必要。
3.理性思维、过程清晰
高中生物学属于科学教育的范畴,归为理科课程,理科教育突出理性的思维过程,这对于培养学生正确的思考生物学问题是很重要的。刘老师的教学设计中非常好的显示了这一点。众所周知,孟德尔揭示遗传基本规律的科学历史,突出反映完整的科学探究的基本过程,是生物教师常常利用进行科学方法和科学探究方面的好素材,教学的关键在于教师自身是否清楚地理解和如何帮助学生理解和建构。从刘老师在教学流程中可发现:孟德尔思想中的颗粒遗传的假设(设计的求证思路);一对性状杂交实验(复杂问题从简处理的策略);控制杂种及其后代的产生(清楚遗传“因子”的来源);统计子代性状分离的数量比(数学方法的运用);最后剩下的就是选材和科学家的运气等等。抛开教学中的细节,就整体设计而言,教师的设计思路轮廓清晰地反映了科学探究的思维路径,再现了孟德尔的研究思想方法过程,颇有说服力地带学生亲历思想上的探究,而这正是目前生物学在高中教学中较为欠缺的地方。
当然刘老师在教学中若能及时和适时运用多媒体技术图文并茂直观展现就会产生更丰满和有效的教学结果,这一点也是本节课值得注意的问题。