實(shí)驗(yàn)教學(xué)對遺傳學(xué)基礎(chǔ)概念理解的促進(jìn)作用

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）15-0013-03

遺傳學(xué)是生命科學(xué)的關(guān)鍵分支，涵蓋基因、性狀、變異等深奧概念，這些概念的抽象性往往成為學(xué)生理解的“攔路虎”。盡管傳統(tǒng)講授方式能構(gòu)建基礎(chǔ)的理論框架，卻難以激發(fā)學(xué)生的參與熱情與探索欲望。實(shí)驗(yàn)教學(xué)因而應(yīng)運(yùn)而生，成為促進(jìn)學(xué)生領(lǐng)悟遺傳學(xué)概念的有效途徑。借助實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能直觀地洞悉遺傳的奧秘，更能通過親手操作，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)融合，從而更深刻地把握遺傳學(xué)的精髓。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)對遺傳學(xué)基礎(chǔ)概念理解的促進(jìn)作用

（一）增強(qiáng)直觀感受與體驗(yàn)

遺傳學(xué)主要探究生物遺傳規(guī)律及現(xiàn)象，涉及基因分離、性狀遺傳等抽象且理論性強(qiáng)的概念。實(shí)驗(yàn)教學(xué)則通過模擬、觀察和實(shí)操，讓學(xué)生直接觸及遺傳學(xué)的核心現(xiàn)象。以經(jīng)典遺傳實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生通過種植豌豆，進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，能直接觀察到顯性基因與隱性基因的作用效果，從而更深刻地理解基因分離與性狀遺傳。這種直觀感知不僅深化了學(xué)生對遺傳學(xué)原理的理解，還使記憶更為牢固。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可直觀感受到基因的傳遞與表現(xiàn)，將抽象的遺傳學(xué)理論轉(zhuǎn)化為具體的視覺體驗(yàn)。比如，在觀察減數(shù)分裂裝片時(shí)，學(xué)生通過顯微鏡通常可以看到染色體在不同時(shí)期的形態(tài)變化，如染色體的排列和分離。這種實(shí)操感知方式相較于單純理論學(xué)習(xí)更為生動易懂。由此，學(xué)生認(rèn)識到減數(shù)分裂產(chǎn)生了染色體數(shù)量減半的精細(xì)胞，遺傳學(xué)的抽象概念變得觸手可及，成為學(xué)生易于掌握的知識。

（二）促進(jìn)理論與實(shí)踐的結(jié)合

理論教學(xué)構(gòu)建遺傳學(xué)知識框架，而實(shí)驗(yàn)則讓抽象理論通過實(shí)操得到驗(yàn)證與深化。例如，學(xué)生學(xué)習(xí)了孟德爾遺傳定律后，進(jìn)行果蠅一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，親身觀察并驗(yàn)證其真實(shí)性。這種教學(xué)方式不僅傳授實(shí)驗(yàn)技能，更將理論知識轉(zhuǎn)化為生動的操作經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生深人探究遺傳學(xué)原理及其應(yīng)用，學(xué)生依據(jù)理論知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察記錄現(xiàn)象、分析結(jié)果，并與理論相互印證，進(jìn)一步鞏固了遺傳學(xué)知識，更錘煉了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析能力，推動理論與實(shí)踐的完美交融。

（三）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與動機(jī)

通過設(shè)計(jì)富有趣味性和挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生更樂于主動學(xué)習(xí)。例如，在植物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通過種植太空種子觀察基因突變或不同基因型植物的雜交，能直觀展現(xiàn)性狀在后代中的傳遞，讓學(xué)生認(rèn)識到由基因突變、染色體變異引起的變異是可以遺傳的，從而讓學(xué)生感受到遺傳學(xué)的魅力，更意識到其在農(nóng)業(yè)改良、疾病研究等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。且實(shí)驗(yàn)與生活的結(jié)合，提升了學(xué)生的興趣，更激發(fā)了他們自主學(xué)習(xí)的動力。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中解決實(shí)際問題的過程，也讓學(xué)生領(lǐng)悟到理論知識的實(shí)用價(jià)值，進(jìn)一步點(diǎn)燃學(xué)術(shù)探索的激情。親身參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作，不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力，更培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力，這種主動求知的態(tài)度將助力他們在遺傳學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)深造。

（四）培養(yǎng)科學(xué)探究能力

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的全過程，從設(shè)計(jì)、操作到數(shù)據(jù)分析，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)遠(yuǎn)非簡單的理論驗(yàn)證，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、分析數(shù)據(jù)并自主得出結(jié)論。這種教學(xué)方式為學(xué)生提供了廣闊的探索空間，使他們能基于已有理論設(shè)計(jì)個(gè)性化實(shí)驗(yàn)方案，極大地促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新思考。以果蠅遺傳實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生需理解基因分離定律，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)剖析個(gè)體的基因型，推導(dǎo)性狀遺傳方式。此過程錘煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技巧，更提升了他們對科學(xué)問題的洞察與分析能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索欲，培養(yǎng)了他們的批判性思維和問題解決及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，同時(shí)為未來的學(xué)習(xí)和科研奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（五）提升綜合素養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅關(guān)注遺傳學(xué)的理論知識傳授，還著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，包括科學(xué)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和社會責(zé)任感。通過遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論知識，還能在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度和精神。例如，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和責(zé)任心。在團(tuán)隊(duì)合作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，學(xué)生之間需要共同分工、協(xié)作，增強(qiáng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通能力。此外，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程還通過引入一些具有社會意義的課題，如轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因組編輯技術(shù)的倫理討論，增強(qiáng)了學(xué)生的社會責(zé)任感。通過綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，學(xué)生在獲得專業(yè)知識的同時(shí)，也具備了良好的職業(yè)素養(yǎng)和社會責(zé)任感。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在理解遺傳學(xué)基礎(chǔ)概念中的應(yīng)用策略

（一）精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，與教材緊密銜接

教師應(yīng)當(dāng)依據(jù)教材的章節(jié)脈絡(luò)，緊密貼合學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與興趣導(dǎo)向，匠心獨(dú)運(yùn)地篩選實(shí)驗(yàn)素材。通過精準(zhǔn)對接實(shí)驗(yàn)與理論，學(xué)生得以將遺傳學(xué)基礎(chǔ)概念轉(zhuǎn)化為具體可感的實(shí)踐體驗(yàn)，從而增強(qiáng)了理解的深度與廣度。以“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）”為例，學(xué)生通過模擬不同基因型親本雜交并詳細(xì)記錄后代性狀分離比，直觀揭示了性狀分離的規(guī)律。此方式不僅讓學(xué)生觀察到基因型對表現(xiàn)型的直接影響，還幫助他們洞察到性狀分離的數(shù)學(xué)比例，進(jìn)而深入理解基因遺傳遵循的“分離定律”。這種結(jié)合操作實(shí)踐與數(shù)據(jù)分析的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將抽象的遺傳原理具象化，使學(xué)生不再局限于理論認(rèn)知，而能通過實(shí)驗(yàn)親自驗(yàn)證遺傳規(guī)律，深刻領(lǐng)會其科學(xué)內(nèi)涵。進(jìn)一步地，將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐緊密融合，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得以獲取更為鮮活、具體的知識體驗(yàn)。他們通過觀察、記錄不同基因型后代的表現(xiàn)，加深了對孟德爾定律普遍適用性的認(rèn)識，還洞悉了遺傳學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在邏輯與規(guī)律。在此過程中，教師應(yīng)依據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難易程度，做出合理選擇，確保實(shí)驗(yàn)既不過于膚淺，也不過分艱澀，以免影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需與學(xué)生的認(rèn)知水平相契合，通過設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，不斷激發(fā)學(xué)生的探索熱情，穩(wěn)步提升他們的科學(xué)探究能力。

（二）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，提高實(shí)驗(yàn)效果

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法常因操作單一、互動匱乏而難以持續(xù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，融合現(xiàn)代科技手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)革新，能為實(shí)驗(yàn)增添趣味性，更能助力學(xué)生深刻理解復(fù)雜的遺傳學(xué)概念。以“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”實(shí)驗(yàn)為例，教師在保留手工模型制作經(jīng)典環(huán)節(jié)的同時(shí)，可巧妙融入3D打印技術(shù)。讓學(xué)生通過打印出精巧細(xì)致的DNA結(jié)構(gòu)模型，在親身實(shí)踐中深人探究DNA結(jié)構(gòu)的精微之處。這種融合手工藝與現(xiàn)代科技的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生能直觀感受DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的精妙對稱性，以及堿基配對的嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)律性，進(jìn)而更透徹地領(lǐng)悟遺傳信息在分子層面的傳遞機(jī)制。隨后，引入虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）設(shè)備，學(xué)生將置身于DNA分子內(nèi)部，見證基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等遺傳學(xué)過程的精彩演繹。這種虛擬實(shí)驗(yàn)不僅突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在設(shè)備與材料上的局限，更讓學(xué)生得以從直觀且多維的角度洞悉遺傳學(xué)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)知識的深度掌握。此外，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)作為有益補(bǔ)充，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中自由模擬復(fù)雜的遺傳過程，如基因突變、基因重組等。通過模擬操作，學(xué)生得以觀察不同條件下遺傳現(xiàn)象的變化，從而在互動與探索中進(jìn)一步加深對遺傳學(xué)核心原理的理解。這些創(chuàng)新方法的應(yīng)用，極大地提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的互動性與趣味性，更拓寬了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)視野，助力他們深入探索遺傳學(xué)的奇妙世界。

（三）注重實(shí)驗(yàn)過程指導(dǎo)，培養(yǎng)科學(xué)思維

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的精髓，在于培育學(xué)生的科學(xué)思維，而非僅僅局限于實(shí)驗(yàn)操作的完成。教師應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中充分發(fā)揮引領(lǐng)作用，借助提問、研討等多元化方式，啟發(fā)學(xué)生深人剖析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的科學(xué)真諦，從而錘煉他們嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科學(xué)思維。以“觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片”實(shí)驗(yàn)為例，在指導(dǎo)學(xué)生觀察減數(shù)分裂不同時(shí)期的過程中，教師巧妙設(shè)計(jì)問題串，如“同源染色體何時(shí)分離”“減數(shù)分裂如何保障子代基因的獨(dú)特性”，以此引導(dǎo)學(xué)生深人探究染色體行為與遺傳多樣性之間的聯(lián)系。這種層層遞進(jìn)的問題引導(dǎo)，有助于學(xué)生洞察同源染色體聯(lián)會、分離和非同源染色體自由組合的規(guī)律，讓學(xué)生認(rèn)識到有性生殖過程中，基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表現(xiàn)型有多種可能，揭示了減數(shù)分裂對遺傳多樣性的關(guān)鍵作用。在此過程中，學(xué)生得以深刻理解了減數(shù)分裂與遺傳多樣性的核心要點(diǎn)，更學(xué)會了從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提煉科學(xué)規(guī)律，有效融合了理論與實(shí)踐，塑造了完整的遺傳學(xué)認(rèn)知體系，并培育了批判性思維。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程中，教師還需著重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考與問題解決能力。通過循序漸進(jìn)的過程性指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生更加透徹地理解遺傳學(xué)的核心概念，并在親身實(shí)踐中不斷培養(yǎng)科學(xué)推理與數(shù)據(jù)分析的技能。

（四）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，提升表達(dá)能力

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的精心撰寫，在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占據(jù)著舉足輕重的地位，它是學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)知識、提升科學(xué)表達(dá)能力的有效途徑，更是他們對所學(xué)知識深度思考與反思的寶貴載體。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，教師都應(yīng)高度重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫的規(guī)范性與邏輯性，悉心指導(dǎo)學(xué)生以精準(zhǔn)的語言，系統(tǒng)闡述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作流程、數(shù)據(jù)分析及最終結(jié)論。以“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生需詳盡記錄實(shí)驗(yàn)的每一步驟，更需深入剖析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從中提煉出有價(jià)值的結(jié)論。在報(bào)告撰寫時(shí)，學(xué)生應(yīng)首先清晰勾勒實(shí)驗(yàn)的背景、自的與原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，隨后準(zhǔn)確呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上，著重進(jìn)行結(jié)果分析的科學(xué)性與邏輯性構(gòu)建，確保報(bào)告的嚴(yán)謹(jǐn)與深入。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，是對學(xué)生遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)理解深度的檢驗(yàn)，更是對其邏輯思維與寫作能力的全面鍛煉。教師在批閱過程中，應(yīng)細(xì)致入微地給出反饋，幫助學(xué)生精準(zhǔn)定位寫作中的不足，并提供切實(shí)可行的改進(jìn)建議，助力他們不斷提升表達(dá)能力。此外，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫過程，實(shí)則也是學(xué)生自我反思與成長的寶貴契機(jī)。它促使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行全面回顧，從而更加深刻地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)，作為學(xué)術(shù)交流的重要形式，實(shí)驗(yàn)報(bào)告還能有效提升學(xué)生的表達(dá)與溝通能力，培養(yǎng)他們以科學(xué)的語言準(zhǔn)確傳達(dá)研究成果的能力。

（五）開展實(shí)驗(yàn)評價(jià)，反饋教學(xué)效果

通過構(gòu)建多元化評價(jià)體系，教師能夠全方位、深層次地洞察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)與掌握情況，進(jìn)而依據(jù)評價(jià)結(jié)果靈活調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)成效的最大化。以“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化\"實(shí)驗(yàn)為例，教師可精心設(shè)計(jì)一份綜合性測試卷，內(nèi)容涵蓋實(shí)驗(yàn)原理的深入剖析、操作步驟的精準(zhǔn)復(fù)述、數(shù)據(jù)記錄的詳盡展示，以及分析能力的邏輯展現(xiàn)，便于清晰了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的掌握情況，準(zhǔn)確評估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可能遇到的挑戰(zhàn)與困惑，從而及時(shí)、有效地反饋教學(xué)效果。除測試之外，教師還可通過細(xì)致審閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告、鼓勵(lì)學(xué)生小組間進(jìn)行互動評價(jià)等多種方式，進(jìn)一步探知學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解深度與掌握廣度。這種多層次、全方位的評價(jià)體系，有助于教師精準(zhǔn)定位教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加有的放矢、高效有力。同時(shí)，學(xué)生參與自我評價(jià)與生生互評的過程，也是他們深化實(shí)驗(yàn)反思、提升合作素養(yǎng)與溝通能力的寶貴契機(jī)，可助力實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量與效果的全面提升。

三、結(jié)論

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合了理論與實(shí)踐，加深了學(xué)生對遺傳學(xué)基礎(chǔ)概念的理解。通過選擇與教材緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、創(chuàng)新方法，并強(qiáng)調(diào)對實(shí)驗(yàn)過程的細(xì)致指導(dǎo)，學(xué)生能直觀地理解遺傳學(xué)原理，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和批判性思維。同時(shí)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫和采用多元評價(jià)方式，進(jìn)一步提升了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。未來，科技的持續(xù)發(fā)展將為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入更多創(chuàng)新元素，為學(xué)生提供更加豐富多彩的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉芳芳.新課標(biāo)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略[J].亞太教育，2022（13）：175-177.

[2]楊一，邱明慧，鄧祎婕，等.依托情境提高高中生物學(xué)動物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略[J.大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2023（24）：132-134，137.

[3]董麗君，張道川，李新江，等.遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)層次化教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2023（6）：93-96.

[4]王玉，徐倩倩.研究性教學(xué)模式在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的改革探析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021（10）：268-269，272.