從情感態(tài)度價(jià)值觀入手優(yōu)化《分離定律》的課堂教學(xué)

盛欽欽

【摘 要】在分離定律學(xué)習(xí)過(guò)程中，詳細(xì)解讀孟德爾的生平及研究歷程，化抽象為生動(dòng)具體，從情感態(tài)度價(jià)值觀入手，引起學(xué)生的共鳴，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主探究。

【關(guān)鍵詞】分離定律；孟德爾；教學(xué)

分離定律是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書浙科版《生物·必修二·遺傳與進(jìn)化》第一章：孟德爾定律的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生從必修一《分子與細(xì)胞》的宏觀學(xué)習(xí)到《遺傳與變異》的微觀認(rèn)識(shí)的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。由于學(xué)生以前沒有接觸過(guò)類似的生物學(xué)知識(shí)，且本節(jié)內(nèi)容新穎、概念抽象、關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)有一定難度。

在遺傳定律的教學(xué)中，傳統(tǒng)的授課方式是先講減數(shù)分裂，再講基因的分離定律和自由組合定律，直接將減數(shù)分裂的知識(shí)和學(xué)生已有的基因知識(shí)融入其中，從理論實(shí)質(zhì)講起。其優(yōu)點(diǎn)是使學(xué)生能更快地理解遺傳定律的基本內(nèi)容及其本質(zhì)。 但這種教學(xué)策略忽視了孟德爾當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)背景和時(shí)代背景，忽視了對(duì)孟德爾實(shí)驗(yàn)的思路和方法的解讀，不利于學(xué)生真正理解孟德爾實(shí)驗(yàn)的操作目的、提出的問(wèn)題、作出假說(shuō)和進(jìn)行的分析及解釋，更不利于學(xué)生學(xué)習(xí)其中重要的科學(xué)方法——“假說(shuō)——演繹法”等[1]。因此，在教學(xué)中以孟德爾的生平事跡導(dǎo)入，分析豌豆雜交實(shí)驗(yàn)并且總結(jié)科學(xué)方法，在學(xué)生心中建立起孟德爾的偉岸形象，從情感態(tài)度價(jià)值觀入手，引起學(xué)生的共鳴，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而引導(dǎo)學(xué)生自主探究。

一、貧賤不能移——堅(jiān)定的科學(xué)探究精神

孟德爾祖籍德國(guó)，出生于農(nóng)民家庭，有四個(gè)姐妹，他是家中的唯一男丁。家里田地很少，他的父親靠打短工和租種田地來(lái)維持全家生活。而孟德爾從小就勤奮好學(xué)，被稱為“鄉(xiāng)村中學(xué)的高材生”，然而由于家境貧寒，他經(jīng)常飽一頓餓一頓，常常餓著肚子聽課，能讀完高中，也是依靠做家庭教師的收入。而雪上加霜的是，他父親在一次工作中，意外負(fù)傷，且長(zhǎng)期不愈。無(wú)奈之下，他父親只能將家里的土地全部賣掉，但這對(duì)于孟德爾的大學(xué)學(xué)費(fèi)來(lái)說(shuō)，也是杯水車薪。最后，特蕾西亞，也就是他妹妹，做出了犧牲，拿出了部分嫁妝給他交了學(xué)費(fèi)。但是，為了擺脫饑寒交迫的窘境，孟德爾違背了自己的內(nèi)心，進(jìn)入了神學(xué)院學(xué)習(xí)，最后成為了修道院的一名見習(xí)修道士。但當(dāng)時(shí)孟德爾所在的修道院負(fù)有的使命之一就是通過(guò)學(xué)術(shù)研究，推進(jìn)當(dāng)?shù)氐墓I(yè)和文化，因此，孟德爾在修道院里進(jìn)行學(xué)術(shù)研究，而且，幸運(yùn)的是，修道院的院長(zhǎng)同時(shí)也是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)的負(fù)責(zé)人，他積極地倡導(dǎo)人們研究物種的遺傳規(guī)律。孟德爾積極向上，幾經(jīng)周折他被準(zhǔn)許在維也納大學(xué)學(xué)習(xí)，從1851年一直到1853年。在此期間，他學(xué)習(xí)了很多門學(xué)科，這為他以后的科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。在求學(xué)期間的貧苦生活，使孟德爾換上了嚴(yán)重的疾病，他患有尿血癥和水腫，心率達(dá)120次/分，但他仍然堅(jiān)持研究，卻也由于身體原因，在1884年6月6日死于慢性腎臟疾病[2]。

通過(guò)這一段孟德爾生平的介紹，使學(xué)生對(duì)孟德爾有了大致的了解，并且孟德爾堅(jiān)定不移的科研之心對(duì)學(xué)生起到一種激勵(lì)和示范作用。

二、科學(xué)的選擇材料

孟德爾堅(jiān)信：“任何試驗(yàn)的價(jià)值和效用，決定于所使用材料對(duì)試驗(yàn)?zāi)康牡倪m合性?！庇谑敲系聽栠x取了豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料，因豌豆是嚴(yán)格的自花閉花授粉植物，所以在自然界都是純種，且品種多，差異大，而且豌豆成熟后籽粒都留在豆莢中，便于觀察和計(jì)數(shù)。在研究豌豆時(shí)，孟德爾選取了花色、子葉的顏色、種子的形狀、豆莢的顏色、豆莢的形狀、花的位置和植株的高度等七個(gè)性狀。

但是，這與當(dāng)時(shí)許多生物學(xué)家關(guān)心的那些性狀的遺傳不同。當(dāng)時(shí)，生物學(xué)家主要以實(shí)用為目的，一般研究都是對(duì)人類有益的部分，比如家禽生活力的強(qiáng)弱，?；蜓蛉赓|(zhì)的高低，奶的產(chǎn)量高低等等。但這些性狀并不是單一的由一對(duì)遺傳因子控制的，這些性狀的遺傳比較復(fù)雜。

而孟德爾卻推陳出新，堅(jiān)持用豌豆進(jìn)行了歷時(shí)八年的種植試驗(yàn)，并在最后獲得了巨大的成功，所以，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康那‘?dāng)?shù)倪x取實(shí)驗(yàn)材料以及堅(jiān)持不懈的努力。

三、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)過(guò)程

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，孟德爾先研究一對(duì)相對(duì)性狀，接著研究多對(duì)相對(duì)性狀，遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的科學(xué)方法與重復(fù)性原則，例如就單一性狀上，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)；對(duì)于豌豆的紫花和白花性狀，用純種的紫花和白花雜交，統(tǒng)計(jì)子一代的性狀和數(shù)量。然后再讓子一代的紫花自交，統(tǒng)計(jì)子二代的性狀和數(shù)目。用同樣的處理方式拓展到其他多對(duì)性狀。

從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、重復(fù)性原則等都是生物實(shí)驗(yàn)中最基本的實(shí)驗(yàn)原則。孟德爾在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中充分考慮到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，這一點(diǎn)很值得我們?cè)谄匠５纳飳?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)。

四、恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分析

十九世紀(jì)的科學(xué)家們，幾乎沒有人能理解孟德爾的分析思路。雖然當(dāng)時(shí)已普遍進(jìn)行植物雜交試驗(yàn)，但沒有一個(gè)植物學(xué)家曾想到要對(duì)所有的雜交種后代作數(shù)學(xué)探討。孟德爾能對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，這與他在1851年到1853年在維也納大學(xué)里學(xué)到的相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)是分不開的。就孟德爾決定采用的統(tǒng)計(jì)方法及進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)說(shuō)，他的工作是獨(dú)一無(wú)二的。孟德爾實(shí)現(xiàn)了從定性觀察到定量研究。

在課堂教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行思考和探討，發(fā)現(xiàn)一些雜交過(guò)程中的問(wèn)題，再現(xiàn)孟德爾實(shí)驗(yàn)和思維，比如：①為何子一代白花消失了？②為何白花又在子二代中出現(xiàn)了，而且還有紫花：白花=3∶1的性狀分離比？③對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你能做出怎樣的解釋？④怎么來(lái)證明你解釋的正確性？

五、大膽的假設(shè)演繹

孟德爾通過(guò)遺傳實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)基因的分離定律過(guò)程是“假說(shuō)——演繹法”的具體體現(xiàn)。其基本步驟是：

①觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紫花和白花豌豆雜交，子一代全為紫花，子一代紫花豌豆自交，子二代紫花和白花的比例為3∶1，且其他的相對(duì)性狀均是如此。②提出問(wèn)題：為何子一代都是紫花而沒有白花呢？為何子二代中白花性狀又出現(xiàn)了呢？子二代中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比是偶然的嗎？③分析形成假說(shuō)：生物的性狀是由遺傳因子決定的；體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在的；生物體在形成生殖細(xì)胞時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中；受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)假說(shuō)：測(cè)交實(shí)驗(yàn)。[3]

“假說(shuō)——演繹法”使得孟德爾能成功解釋為何子二代會(huì)出現(xiàn)3∶1，并且歸納出了分離定律。

六、創(chuàng)新的思維表達(dá)

孟德爾龐大的實(shí)驗(yàn)體系，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)思路的呈現(xiàn)，如果用平白的語(yǔ)言來(lái)描述，可以寫一大篇文章，而孟德爾創(chuàng)新用遺傳圖解的方式來(lái)表示?；蛐汀⒈憩F(xiàn)型這兩個(gè)概念的模型的建立，親代、子代、雜交、自交等符號(hào)的創(chuàng)造，并且綜合運(yùn)用到一副簡(jiǎn)單的示意圖中，將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表述的如此簡(jiǎn)單易懂。這需要清晰的邏輯思維及大量的科學(xué)知識(shí)作為鋪墊。

遺傳圖解清晰地羅列出各種世代關(guān)系以及各世代的表現(xiàn)型，這樣有利于孟德爾在當(dāng)時(shí)的研究、推理和假設(shè)。在教學(xué)過(guò)程中，可讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程及結(jié)果的表達(dá)方式，然后與格式化的遺傳圖解相比較，從而加深學(xué)生對(duì)遺傳圖解的構(gòu)成要素的理解。

孟德爾是位開創(chuàng)性人物，他的成功是建立在他無(wú)限的努力和堅(jiān)持之下的。在進(jìn)行《分離定律》教學(xué)時(shí)，還原孟德爾的生平和探究歷程，從而先在學(xué)生心中建立起孟德爾的偉岸形象，這樣有利于學(xué)生的自主探究和深入學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡道旭.孟德爾實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法的分析與應(yīng)用[J].中學(xué)生物學(xué)，2011，27（10）：31-32

[2]洛伊斯·N·瑪格納.生命科學(xué)史[M].百花文藝出版社，2002：578-586

[3]楊金怡.孟德爾遺傳定律教學(xué)中科學(xué)史教學(xué)的嘗試[J].中職教育，2011：45endprint