情境式教學(xué)在生物課堂中的實(shí)踐
——以“基因的分離定律”為例

呂甜甜 沈浩寧

（南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院 江蘇南京 210097）

1 教材分析

“基因的分離定律”是人教版高中必修二第一章第一節(jié)的內(nèi)容，是遺傳學(xué)的開篇之作。本節(jié)內(nèi)容主要包括孟德爾一對相對性狀的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和解釋、對解釋的驗(yàn)證、基因分離定律的應(yīng)用等，其中一對相對性狀的實(shí)驗(yàn)和對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋、驗(yàn)證是本節(jié)內(nèi)容的重、難點(diǎn)所在。

2 學(xué)情分析

高一學(xué)生對遺傳和變異方面的現(xiàn)象有著來源于生活經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，但僅僅停留在認(rèn)識(shí)的表面，對遺傳和變異的本質(zhì)機(jī)理尚不了解。雖然，學(xué)生在初中和生物必修一學(xué)習(xí)了科學(xué)探究的一般方法，但是對孟德爾一對相對性狀的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，卻無從下手。鑒于此，開創(chuàng)豐富的課堂教學(xué)情境，將有利于學(xué)生獲得直觀體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)效率。

3 設(shè)計(jì)思路說明

本節(jié)的內(nèi)容特點(diǎn)是以一對相對性狀的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)為主線，涉及科學(xué)史教育、科學(xué)探究的方法論教育，內(nèi)容相對抽象。教師應(yīng)結(jié)合多種教學(xué)方法，在創(chuàng)設(shè)的具體教學(xué)情境中，促進(jìn)學(xué)生調(diào)動(dòng)眼、耳、口、腦、手等多種感官，在充分體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中獲得較高的自我效能感。

本節(jié)內(nèi)容分兩課時(shí)進(jìn)行，以下課堂教學(xué)設(shè)計(jì)是第一課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

4 教學(xué)目標(biāo)

（1）準(zhǔn)確判斷所給性狀是否為相對性狀；

（2）概述孟德爾一對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)的過程；

（4）運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、分析；

（5）認(rèn)同孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的成功離不開其敢于質(zhì)疑、堅(jiān)持、創(chuàng)新等品質(zhì)。

5 教學(xué)過程

5.1 利用對“遺傳”的早期解釋創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的探究熱情

教師展示柏拉圖和亞里士多德對人類遺傳現(xiàn)象的早期解釋的言論：柏拉圖認(rèn)為，子女更像父親還是更像母親，取決于受孕時(shí)，哪一方的感情投入更濃烈些。而亞里士多德則認(rèn)為，雄性提供“藍(lán)圖”，母體提供物質(zhì)。

教師：那么到底什么是遺傳呢？孟德爾通過不斷實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)遺傳學(xué)的兩大定律，分別是“基因分離定律”和“基因的自由組合定律”。這節(jié)課將共同探討第一節(jié)“基因的分離定律”。

學(xué)生展開議論，提出自己對遺傳的見解。

5.2 運(yùn)用“孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)史創(chuàng)造情境，進(jìn)行道德情感熏陶

教師請各個(gè)小組代表以PPT或視頻等形式匯報(bào)課前搜集到的孟德爾生平的資料，并出示相應(yīng)圖片，以一首打油詩總結(jié)孟德爾的生平事跡：① 8年堅(jiān)持源自于對科學(xué)的熱愛；② 一株株豌豆暗藏遺傳的秘密；③“假說——演繹”方法嚴(yán)謹(jǐn)且巧妙；④ 數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)一步步揭示遺傳規(guī)律。教師使學(xué)生感悟：勇于質(zhì)疑、實(shí)踐和創(chuàng)新方能攀登科學(xué)的高峰，因此學(xué)習(xí)的道路上也要敢于質(zhì)疑、學(xué)會(huì)創(chuàng)新并持之以恒。

學(xué)生對孟德爾的遺傳實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚興趣，并在情感上產(chǎn)生像孟德爾堅(jiān)韌品質(zhì)學(xué)習(xí)的意向和愿望。

5.3 動(dòng)手實(shí)踐，在真實(shí)體驗(yàn)中突破核心概念“相對性狀”

教師提出問題：孟德爾選擇豌豆為實(shí)驗(yàn)材料的原因之一是豌豆具有易于區(qū)分的相對性狀，那么什么是相對性狀呢？教師請學(xué)生雙手交叉合攏并保持該狀態(tài)，同桌以及前后桌的同學(xué)相互觀察彼此雙手交叉合攏的狀態(tài)的區(qū)別。

對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)“智慧審查”。在保障數(shù)據(jù)安全的情況下，積極整合人大代表政協(xié)委員名單及財(cái)政供養(yǎng)人員、水費(fèi)電費(fèi)、城鄉(xiāng)低保、漁業(yè)油補(bǔ)、耕地補(bǔ)貼、土地流轉(zhuǎn)、涉農(nóng)項(xiàng)目、殘疾補(bǔ)助、工商登記等信息，并納入平臺(tái)管理，建立身份證關(guān)聯(lián)算法模型、異常數(shù)據(jù)分析模型、關(guān)系網(wǎng)數(shù)據(jù)分析模型三項(xiàng)算法模型，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)問題線索，提高紀(jì)律審查工作智慧化水平。

學(xué)生動(dòng)手比劃，發(fā)現(xiàn)有的同學(xué)左手在上，有的則右手在上，從而認(rèn)識(shí)到生物學(xué)知識(shí)與生活的聯(lián)系。

教師及時(shí)做出總結(jié)：其實(shí)這就是一對相對性狀，并板書相對性狀的概念：“同種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)類型。”對關(guān)鍵詞同種、同一、不同做出重點(diǎn)標(biāo)注。教師提出問題：你能舉出相對性狀的例子嗎？第一、第二和第三小組分別考慮以植物、動(dòng)物和人為例，列舉出能想到的相對性狀。

講練相結(jié)合，學(xué)生以個(gè)人搶答、小組加分的形式辨析并判斷以下性狀是否為相對性狀：①狗的卷毛和貓的短毛；②貓的短毛和灰毛；③貓的短毛和長毛。教師進(jìn)一步在變式練習(xí)中強(qiáng)調(diào)相對性狀概念中的兩個(gè)“同”、一個(gè)“不同”。

5.4 模擬“一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)”不斷創(chuàng)設(shè)問題情境，引起認(rèn)知沖突，活躍思維

教師播放動(dòng)畫，提出系列問題，促進(jìn)學(xué)生思考。

①用純種高莖豌豆作母本，純種矮莖豌豆作父本，進(jìn)行雜交。那么雜交后的F1豌豆是什么性狀呢？

學(xué)生有的回答高莖，有的則回答矮莖，也有的回答介于高莖和矮莖之間。教師播放模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，揭示答案：全為高莖。

②如果用純種高莖豌豆作父本，純種矮莖豌豆作母本，進(jìn)行雜交。那么雜交后的F1豌豆又是什么性狀呢？

學(xué)生信誓旦旦地認(rèn)為這次肯定都是矮莖。

教師追問：F1豌豆真的都是矮莖嗎？教師繼續(xù)播放模擬實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫，揭示答案：仍然全為高莖。學(xué)生更加困惑：矮莖性狀到底哪里去了呢？

③矮莖性狀究竟哪里去了呢？是“隱而未現(xiàn)”還是“永久消失”了呢？假如矮莖只是暫時(shí)隱藏在F1高莖豌豆中，F(xiàn)1高莖豌豆自交后，F(xiàn)2會(huì)有什么性狀呢？

教師播放模擬實(shí)驗(yàn)的過程動(dòng)畫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示既有高莖，又有矮莖?？梢姡o性狀在子一代（F1）中未表現(xiàn)出來，只是隱而未現(xiàn)?；谏鲜鰧?shí)驗(yàn)過程，教師分別講解并板書重要概念：顯性性狀、顯性基因、隱性性狀、隱性基因和性狀分離。

5.5 創(chuàng)設(shè)“彩球模擬性狀分離比”的游戲情境，解釋3:1的分離現(xiàn)象

教師：孟德爾沒有停留在對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和描述上，而是對F2中不同性狀的個(gè)體進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。計(jì)算F2中高莖豌豆與矮莖豌豆的數(shù)量之比。你會(huì)有什么發(fā)現(xiàn)嗎？F2中高莖與矮莖3∶1的性狀分離比是偶然嗎？請計(jì)算豌豆的其他6對相對性狀的性狀分離比。

學(xué)生計(jì)算得出6對相對性狀的分離比均約為3∶1。

教師提出問題：可見，F(xiàn)2中3∶1的性狀分離比不是偶然，是什么原因?qū)е逻z傳性狀在雜交后代中按一定比例分離呢？

學(xué)生開展“彩球模擬性狀分離比”活動(dòng)：每組分發(fā)2個(gè)小桶（甲、乙兩個(gè)小桶分別代表雌雄生殖器官，彩球代表雌雄配子）、兩種不同顏色的彩球各20個(gè)，一種彩球標(biāo)記D，另一種彩球標(biāo)記d。4～6人一組，分工合作。教師最后統(tǒng)計(jì)全班的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并求出平均值，則DD∶Dd∶dd約為1∶2∶1，得出高莖：矮莖約為3∶1。

最后，教師通過板畫“高莖豌豆與矮莖豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的分析圖解”，同時(shí)對孟德爾的分離現(xiàn)象進(jìn)行解釋、總結(jié)和歸納。

6 教學(xué)反思

學(xué)生課堂上聽到的會(huì)忘記，看到的會(huì)記住，但動(dòng)手做過的則會(huì)真正理解。本節(jié)作為人教版必修二“遺傳與變異”模塊的第一節(jié)，是遺傳與變異的開篇之作。教師絕不能在新課伊始讓學(xué)生感到生物遺傳部分枯燥、難以理解。

因此，教師通過采取創(chuàng)設(shè)問題情境、生物科學(xué)史情境、動(dòng)手比劃實(shí)踐和模擬游戲等情境，使學(xué)生能夠在活動(dòng)中獲得真實(shí)體驗(yàn)，從而愉悅、輕松地建構(gòu)基因分離定律的相關(guān)知識(shí)。