硬幣在高中生物課堂教學(xué)中的妙用

龐四喜

教師不僅要合理利用好現(xiàn)有的課程資源，還要積極開發(fā)新的課程資源，要善于活用身邊的材料來輔助教學(xué)。小小的硬幣不僅能把一些復(fù)雜、抽象的知識變得簡單、直觀、容易理解，還能讓學(xué)生在課堂中隨硬幣而動，讓他們興趣盎然地參與到知識的獲取過程之中。

1 用硬幣做模擬實驗

教師應(yīng)盡可能多地讓學(xué)生參與實驗和其他實踐活動。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，課堂是學(xué)堂不是講堂。教師要創(chuàng)造機會讓學(xué)生唱主角，讓學(xué)生動手、動口、動腦，讓學(xué)生在做中學(xué)。

1.1 模擬一對相對性狀的性狀分離比

在高中生物必修二中安排了“性狀分離比的模擬”實驗，多數(shù)教師在處理這部分內(nèi)容時，并沒有讓學(xué)生動手做，他們大多帶領(lǐng)學(xué)生看課本，少數(shù)教師只在黑板上做實驗即在黑板上把實驗的原理、目的要求、方法步驟、注意事項等寫一下。他們之所以不讓學(xué)生動手操作，原因有以下幾個：（1） 高考是紙筆檢測肯定不會讓學(xué)生動手操作，因此部分教師也就緊跟指揮棒轉(zhuǎn)，不讓學(xué)生做實驗，忽略了學(xué)生興趣和動手能力的培養(yǎng)。（2） 受材料用具限制，兩個小桶及幾十個不同顏色的彩球不好找。（3） 這個實驗要重復(fù)做50～100次，受課堂教學(xué)時間的制約，即使材料齊全，也只能由個別學(xué)生象征性操作，根本不可能重復(fù)50～100次，大部分學(xué)生此時只能當(dāng)觀眾。

怎樣讓所有學(xué)生都動起來？讓他們都有操作機會？小小的硬幣可以幫助解決這個問題。方法如下：

每個學(xué)生拿出一個硬幣，1元、5角、1角均可。同桌的兩個學(xué)生組成一個實驗小組，這兩個學(xué)生硬幣的面值可以相同也可不同。假定正面向上代表D配子，則反面向上代表d配子。一個學(xué)生手中的硬幣代表雄配子、另一個學(xué)生手中的硬幣代表雌配子，2個學(xué)生將硬幣握在手中晃動幾下后置于課桌上，同時松開手，記錄本次實驗兩枚硬幣所代表的字母組合。假如兩個硬幣都是正面向上，代表DD，一正一反代表Dd，兩個都是反面向上則代表dd。重復(fù)操作。如果全班有60個學(xué)生，實驗小組就有30個，每一小組做3次，全班合起來就達90次，最后統(tǒng)計全班實驗結(jié)果。這樣只要2～3 min，就可完成這個實驗，且人人參與。這時還可組織形式討論：為什么你做的3次實驗，DD∶Dd∶dd的比不是1∶2∶1？通過討論，進一步加深對該部分知識的理解。

1.2 模擬兩對相對性狀的遺傳實驗中相關(guān)內(nèi)容

孟德爾完成了一對相對性狀的研究后，開始研究兩對相對性狀的雜交實驗。在這個實驗中，部分內(nèi)容也可用硬幣來模擬。

1.2.1 配子種類及比例

同桌的兩個學(xué)生組成一個實驗小組，每個人都代表基因型為YyRr的豌豆。根據(jù)基因的分離定律知道：在形成配子時，等位基因Y與y、R與r隨著同源染色體的分開而分離。一學(xué)生左手中握有2個硬幣，面值相同如都是1元硬幣，正面代表Y，反面代表y。右手中握兩個硬幣面值一樣如都是5角硬幣，正面代表R，反面代表r。左右手中的硬幣面值不同，以代表2對不同的等位基因。

實驗方法：握硬幣的學(xué)生將手中的硬幣晃動后，同桌的另一位從該學(xué)生左、右手中各取出一枚硬幣，置于桌上。如果兩個硬幣都是正面向上，代表YR配子；如果兩個硬幣都是反面向上，代表yr配子；一正一反，代表Yy或Rr。記錄每次結(jié)果，重復(fù)幾次。然后握硬幣和取硬幣的兩個人，交換角色后繼續(xù)實驗。統(tǒng)計全班實驗結(jié)果。

1.2.2 兩對相對性狀遺傳實驗中F2的性狀分離比

同桌的兩位學(xué)生組成一個實驗小組。每個人左手中握有2個硬幣，面值相同如都是1元硬幣，正面代表Y，反面代表y；每個人的右手中握有兩個硬幣面值一樣如都是5角硬幣，正面代表R，反面代表r。左右手中的硬幣面值不同，以代表兩對不同的等位基因。

實驗方法：每人都將左右手中所持的硬幣晃動一下，一個學(xué)生（甲）從左右手中各漏出一個硬幣在桌上，假如它們的組合代表雄配子，另一個學(xué)生（乙）漏出的兩枚硬幣組合就代表雌配子。假如某一次甲學(xué)生漏在桌上的硬幣都是正面向上，則代表雄配子為YR，假如乙漏在桌上的硬幣都是反面向上，則代表雄配子為yr，雌雄配子結(jié)合，得到的基因型為YyRr，表現(xiàn)型是黃色圓粒。當(dāng)然，實驗結(jié)果也可能是：基因型為YYRR，表現(xiàn)型是黃色圓粒；基因型為yyrr，表現(xiàn)型是綠色皺?！貜?fù)實驗。最后匯總，統(tǒng)計全班學(xué)生的實驗結(jié)果。

2 用硬幣幫助學(xué)生理解遺傳學(xué)的概率問題

“教育的藝術(shù)不在傳授，而在鼓舞和喚醒”。在課堂教學(xué)中，教師一定要設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生自由思考、自由敘述、大膽表演。概率計算是遺傳學(xué)上的一個重點和難點內(nèi)容。不少學(xué)生遇到概率計算就不知所措，究其原因還是沒有掌握概率計算的2個基本法則：相乘法則和相加法則。可通過拋硬幣，做游戲，讓學(xué)生輕松愉快地理解、掌握這兩個法則。

2.1 相乘法則

2個或2個以上互不影響的事件同時出現(xiàn)的概率是它們各自概率的乘積。如：當(dāng)同時拋1元硬幣和5角硬幣，正面同時向上的概率是多少？

知道單拋一個1元硬幣正面向上的概率為1/2，單拋一個5角硬幣正面向上的概率為1/2，1元硬幣正面向上不影響5角硬幣正面向上，它們是2個獨立事件，互不影響。當(dāng)同時拋1元硬幣和5角硬幣，正面同時向上的概率是1/2×1/2=1/4。豌豆的子葉顏色可能是黃色也可能是綠色，概率均為1/2，種子可能是圓粒也可能是皺粒，概率也均為1/2。黃或綠的出現(xiàn)不影響圓或皺的出現(xiàn)，它們是獨立事件。也就是說，黃色豌豆中有圓粒也有皺粒，圓粒豌豆中有黃色也有綠色。自然界中一粒豌豆是黃色圓粒的概率就是它們各自概率的乘積，即1/2×1/2=1/4。

2.2 相加法則

如兩個事件是非此即彼的，或相互排斥的，那么出現(xiàn)這一事件或另一事件的概率是2個個別事件的概率之和。

還可用拋硬幣來理解這個問題。拋一次硬幣，要么正面向上，要么反面向上，不可能既正面向上又反面向上，它們是互斥事件。

對一粒豌豆來說，是圓粒就不是皺粒，是皺粒就不是圓粒，不可能既是圓粒又是皺粒，兩者是互斥事件。在Dd×Dd實驗中，產(chǎn)生DD、Dd、dd是互斥事件，也就是說，當(dāng)一個合子是DD，不可能同時是Dd或dd，所以后代表現(xiàn)型為顯性的概率為：1/4+2/4=3/4。

3 用硬幣構(gòu)建相關(guān)模型

教師要創(chuàng)造機會讓學(xué)生唱主角，讓學(xué)生動手、動口、動腦，讓學(xué)生在做中學(xué)；要努力尋找或創(chuàng)設(shè)一些情境，讓學(xué)生通過模擬實驗或角色扮演，深刻領(lǐng)悟生物學(xué)知識。

在學(xué)習(xí)激素調(diào)節(jié)時，人教版必修三生物教材P26（人教版2007）上安排一個模擬活動：建立血糖調(diào)節(jié)的模型。課本上的做法是用三種不同顏色的紙，分別剪成糖卡、胰島素卡、胰高血糖素卡，安排三位學(xué)生到黑板前表演，其他學(xué)生觀看。這樣處理，學(xué)生的參與度較低。如果選用硬幣，則可充分調(diào)動所有學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，讓他們都參與到模型的構(gòu)建之中。

課前準(zhǔn)備：每位學(xué)生課前準(zhǔn)備4枚硬幣。前后位的4個學(xué)生組成一個實驗小組，一個小組的16枚硬幣中13個硬幣面值相同，3個硬幣面值與它們不同。如13個1元硬幣，3個5角硬幣。

每個1元硬幣正面向上代表“每1 L血液中的0.1 g葡萄糖”，背面代表“糖原”，翻轉(zhuǎn)過來代表葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原，再翻轉(zhuǎn)回來表示糖原轉(zhuǎn)化為葡萄糖。5角硬幣正面代表胰高血糖素，反面代表胰島素。4人一組，一個負責(zé)檢查、評判，其余三人分別簡稱甲、乙、丙，在課桌上表演。

甲將9個1元硬幣正面朝上放在課桌上，代表正常血糖水平（0.9 g/L），手中還握有2枚1元硬幣。乙扮演肝臟，拿著剩下的2個1元硬幣，反面向上正面朝下，代表儲存著的糖原。丙扮演胰島，保管另外3枚5角硬幣，正面代表胰高血糖素，反面代表胰島素。3人協(xié)作，一個監(jiān)督，共同表演。

3.1 剛吃過飯后，血糖濃度變化及調(diào)節(jié)過程

甲將另外2個硬幣正面向上放在桌上，加上原有9個正面朝上的1元硬幣，代表此時血糖濃度為1.1 g/L。討論：怎樣做才能使血糖濃度恢復(fù)正常？小組討論，達成共識后由乙、丙嘗試用硬幣操作。丙出示一枚5角硬幣，反面向上，代表胰島素分泌增多；乙將桌上的2枚1元硬幣翻過了，即反面向上，代表葡萄糖合成糖原。此時桌上的一元硬幣中只有9枚向上，代表血糖濃度恢復(fù)為正常水平（0.9 g/L）。

3.2 運動時，血糖濃度變化及調(diào)節(jié)過程

桌上的硬幣為9枚，正面向上。甲從桌上拿走2枚硬幣，代表運動時血糖濃度下降。小組討論：怎樣操作才能使血糖濃度恢復(fù)正常？學(xué)生討論后，用硬幣操作。乙將自己手中的2枚1元硬幣放在桌上，開始反面朝上，代表糖原。此時丙出示一枚5角硬幣，正面向上，代表胰高血糖素分泌增多；接著乙將剛才放在桌上的2個1元硬幣翻過來即正面向上，代表肝糖原分解為葡萄糖。桌上的1元硬幣恢復(fù)為9枚且都向上，代表血糖濃度恢復(fù)為正常水平。

通過這樣的表演，學(xué)生熱情高漲，積極參與到新知識的獲取過程之中。通過這樣的表演，復(fù)雜抽象的血糖調(diào)節(jié)，變得簡單、直觀、容易理解。

4 其他用途

在介紹綠色植物葉綠體結(jié)構(gòu)時，可將一個基粒比喻為由許多1元硬幣垛疊而成的一摞硬幣。在學(xué)習(xí)細胞的能量通貨——ATP時，用硬幣幫助學(xué)生理解“通貨”。在學(xué)習(xí)有絲分裂時，通過一枚硬幣在課桌上旋轉(zhuǎn)，讓學(xué)生理解動物細胞是類似于球形的結(jié)構(gòu)，而不是課本上畫的一個平面。