“雜交育種與誘變育種”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計

張 冉

(遼寧省大連市第二十三中學(xué) 116031)

1 教材分析

“雜交育種與誘變育種”是人教版高中生物學(xué)教材《遺傳與進化》第6章第1節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)在課程標準中所對應(yīng)的具體內(nèi)容標準為“搜集生物變異在育種上應(yīng)用的事例”，在知識層面要求達到“理解”水平。本節(jié)內(nèi)容與初中生物學(xué)教學(xué)相銜接，其中初中側(cè)重于對遺傳和變異的現(xiàn)象和應(yīng)用的感性認識，高中則側(cè)重于內(nèi)在實質(zhì)的理性分析，并應(yīng)用原理解決相關(guān)問題。從高中生物學(xué)課程整體來看，必修2前五章集中講述了遺傳和變異的基本原理，由于是按照科學(xué)史線索展開的，為使主線清晰，較少涉及對這些原理的實際應(yīng)用。本節(jié)所在的第六章集中講述這些原理在生產(chǎn)生活實踐上的應(yīng)用，有重要的STS教育價值。同時也是學(xué)習(xí)選修3“植物細胞工程的實際應(yīng)用”的知識基礎(chǔ)。

基于以上分析，將本節(jié)最核心的內(nèi)容“遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物和培育家畜品種等方面的應(yīng)用”確立為教學(xué)重點。由于學(xué)生缺少實際操作經(jīng)驗和感性認識，對于各種育種方法的優(yōu)點和局限性不易理解，因而成為教學(xué)的難點之一。另一難點則是“設(shè)計實驗方案并用遺傳圖解或流程圖的形式表示各種育種過程”，學(xué)生之前有過相應(yīng)的訓(xùn)練，但訓(xùn)練中對科學(xué)性、系統(tǒng)性、完整性關(guān)注不足。

2 教學(xué)目標

2.1 知識目標 說出雜交育種和誘變育種的概念、方法、優(yōu)點和局限性；舉例說出雜交育種、誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用；比較雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種異同點。

2.2 能力目標 運用遺傳和變異的原理解決實際情境中的育種問題，并進行分析、展示、比較、評價；進行實驗程序設(shè)計和概念模型建構(gòu)，運用遺傳圖解、流程圖等形式科學(xué)地表達育種過程；進行資料分析，從中提取、整合、運用、表達有效信息。

2.3 情感態(tài)度與價值觀目標 關(guān)注我國育種技術(shù)的發(fā)展及在國際上的競爭力，認同育種技術(shù)的改進對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、促進經(jīng)濟與社會發(fā)展的重要性。

3 教學(xué)過程

3.1 激趣導(dǎo)入 教師播放袁隆平“超級稻風波”視頻。過渡語：“超級稻”出現(xiàn)了如此嚴重的問題，如何才能從根本上解決這個問題呢？那就需要培育出既高產(chǎn)又能抗稻瘟病的超級稻。前五章已經(jīng)學(xué)習(xí)了遺傳和變異的基本原理，從本章開始就集中學(xué)習(xí)這些原理在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，其中最主要的一個方面就是進行育種。

設(shè)計意圖：選擇時事熱點新聞作為導(dǎo)入的材料，引起學(xué)生的關(guān)注，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生做好學(xué)習(xí)心里準備。創(chuàng)設(shè)一個真實的問題情境，促進學(xué)習(xí)的遷移，引出問題主線，即水稻的育種問題。

3.2 自主梳理 引導(dǎo)學(xué)生畫一個概念圖，將遺傳、變異、基因的分離定律、基因的自由組合定律、基因突變、基因重組、染色體變異這些概念之間的內(nèi)在聯(lián)系表示清楚。學(xué)生代表用投影儀展示概念圖，其他學(xué)生修正、補充、質(zhì)疑。

設(shè)計意圖：應(yīng)用“先行組織者”策略，促進學(xué)生知識的結(jié)構(gòu)化與系統(tǒng)化。補習(xí)前提知識，促進學(xué)生形成良好的認知結(jié)構(gòu)，提高解決問題時提取已有知識經(jīng)驗的速度和準確度，促進學(xué)習(xí)的遷移。

3.3 合作探究 教師提供選擇育種、雜交育種、誘變育種等方面的相關(guān)資料，引導(dǎo)學(xué)生進行小組合作探究。

3.3.1 選擇育種 教師拋磚引玉展示資料，引出選擇育種，提出問題。學(xué)生分析問題，思考討論出選擇育種的優(yōu)點和不足。

設(shè)計意圖：通過資料分析，讓學(xué)生厘清選擇育種的實質(zhì)和不足，引發(fā)思考新的方法。

3.3.2 雜交育種 過渡語：現(xiàn)在我們要加入袁隆平的科研團隊，做袁隆平的研發(fā)助手。運用所學(xué)的遺傳和變異的相關(guān)知識，幫助袁隆平解決水稻育種的相關(guān)問題。讓學(xué)生閱讀學(xué)案中呈現(xiàn)的相關(guān)資料，進行小組合作探究。

資料1是有關(guān)袁隆平牽頭的 “中國超級稻育種計劃”的相關(guān)背景、實施、進展和成果。 資料2是介紹稻瘟病的相關(guān)信息。教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀學(xué)案資料，組織小組完成學(xué)案探究任務(wù)：根據(jù)資料，嘗試從理論上探索如何培育既高產(chǎn)又抗稻瘟病的“超級稻”。將本小組的解決方案用遺傳圖解的形式表示出來。同時設(shè)置問題：①育種過程中采用何種方法？②在自主梳理繪制的概念圖中標注出所用方法依據(jù)的遺傳學(xué)原理；③預(yù)計在實際操作中可能會遇到哪些困難？怎樣才能解決這些困難？

教師巡回及時發(fā)現(xiàn)問題，適時予以個別指導(dǎo)。最后，找小組代表用投影儀進行展示，并組織引導(dǎo)其他小組成員進行互評、質(zhì)疑、補充、完善，進而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)雜交育種的概念、方法、優(yōu)缺點。

設(shè)計意圖：資料精選與導(dǎo)入視頻中的內(nèi)容相關(guān)的信息，形成教學(xué)問題主線。根據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論為學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架。同時，提高學(xué)生的信息獲取、處理能力。組織、引導(dǎo)學(xué)生進行合作探究，突破教學(xué)重難點，促進學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、自主性、探索性。

3.3.3 誘變育種 由雜交育種的不足引出新的問題，激發(fā)學(xué)生新的思考，鼓勵學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識設(shè)想解決的辦法，布置完成學(xué)案探究任務(wù)：假設(shè)沒有找到合適的抗稻瘟病的優(yōu)良水稻品種，現(xiàn)僅用“兩優(yōu)0293”超級稻如何培養(yǎng)出既高產(chǎn)又抗稻瘟病的超級稻，同時又能彌補上述方法的缺陷呢？試以流程圖的形式寫出設(shè)計方案，并說明其中所運用的遺傳學(xué)原理、方法及該方法的優(yōu)缺點。

設(shè)計意圖：促使學(xué)生頭腦中產(chǎn)生新知識與原有經(jīng)驗之間的聯(lián)系，完成知識的建構(gòu)。同時，理解所學(xué)知識的價值，引導(dǎo)學(xué)生認識科學(xué)技術(shù)與社會之間相互影響、相互制約的關(guān)系。

3.3.4 多倍體育種與單倍體育種 指導(dǎo)學(xué)生閱讀學(xué)案資料3：2013年袁隆平和武漢多倍體生物科技有限公司的相關(guān)信息，展示有關(guān)多倍體育種研究的最新成果。組織討論探究任務(wù)：該資料中采用的育種方法所依據(jù)的遺傳學(xué)原理是什么？采用的方法是什么？該育種方法有何優(yōu)點和不足？

設(shè)計意圖：進一步引導(dǎo)學(xué)生用已有知識分析問題，讓學(xué)生體會育種方法的多樣，感悟科技的發(fā)展在促進經(jīng)濟與社會發(fā)展方面的價值。

3.4 歸納升華 引導(dǎo)學(xué)生填寫幾種育種方法的比較(表1)。

表1 幾種育種方法的比較

設(shè)計意圖：促進記憶與遷移應(yīng)用，同時對本節(jié)進行小結(jié)，并檢測教學(xué)目標達成情況。

3.5 課后延伸 讓學(xué)生課后繼續(xù)搜集其他的育種實例，分析其中所依據(jù)的遺傳學(xué)原理和方法，并與小組同學(xué)分享。

設(shè)計意圖：促進知識的遷移應(yīng)用；體會我國育種工作的國際影響力，生成積極的情感態(tài)度價值觀。

4 教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計充分體現(xiàn)了新課程理念和學(xué)習(xí)方式，教學(xué)目標明確，以“解決水稻育種問題”為主線，有利于教學(xué)目標的有效達成。在教學(xué)過程中，設(shè)計創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，以充分激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，通過合作探究習(xí)得知識和科學(xué)思維方法、發(fā)展分析推理等思維能力、生成情感態(tài)度價值觀。此外，對教材進行了適當?shù)募庸ず吞幚?，并結(jié)合導(dǎo)學(xué)案將教學(xué)內(nèi)容和時間合理分配，以突破教學(xué)重點與難點。