○ 黔东南州振华民族中学 罗成芳
《普通高中生物学课程标准(2017年版)》阐明高中生物学教学要做到:构建重要概念和发展生物学核心素养。本文结合笔者的州级示范课进行学习任务和问题设计,有效实现了学生构建生物学概念。
一、教学分析
《孟德尔杂交实验(一)》本节为高中生物学人教版必修2(遗传与进化)》第1章第1节内容,《普通高中生物学课程标准(2017年版)》课程标准与本节对应的“内容要求”是:“阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。”
二、教学目标设计
(一)《遗传因子的发现》单元教学目标设计
通过引导学生重演孟德尔豌豆一对相对性状到两对相对性状的杂交实验,启发学生从“观察、分析实验结果→发现问题→作出解释(提出假说)→演绎推理实验验证→总结规律”的过程中,进步培养学生实验探究的思路和培养学生归纳与演绎抽象与概括的科学思维、体会假说一演绎法,学会用分离定律和自由组合定律分析和解决生产生活中的遗传学问题;通过提出生物体内存在遗传因子的假说来分析和阐明孟德尔的豌豆杂交实验,体现生物遗传的物质性,树立学生“物质观”和“遗传观”的生命观念。
(二)《孟德尔的豌豆杂交实验(一)》教学目标设计
(1)引导学生重演孟德尔对豌豆一对相对性状的杂交实验研究过程,根据实验结果和数据分析设计问题串,由表及里地引发学生理性思考形成从现象到本质的科学研究思路,培养学生归纳与演绎、抽象与概括的科学思维,体会假说——演绎法在对实验现象和事实的分析中构建遗传学的有关概念,阐明分离定律。
(2)通过性状分离比模拟实验,使抽象化的事物具象化地展现理解遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系,体验孟德尔的假说。
(3)运用分离定律解释或预测一些遗传现象,设计实验方案,尝试解决生产生活问题。
三、核心问题与任务设计
(一)核心问题
生物的性状与基因遗传有什么规律。
(二)学习任务设计
任务1 能说出豌豆用作遗传实验材料的优点。拆分问题串:①为什么只有豌豆杂交实验才成功;②有哪些优点使得其适合作为遗传实验研究材料?
设计意图:在分析豌豆性状特征过程中,认同正确选择实验材料对科学实验的重要性,同时构建单性花、自花传粉异花传粉,两性花、闭花授粉、纯种等概念等生物学概念。
任务2 能说出一对相对性状杂交实验过程。拆分问题串:①什么是正交、反交?②如果用纯种高基豌豆与纯种矮基响豆作为亲本进行杂交,豌豆在自然状态下是闭花传粉且自花授粉,如何操作才能实现纯种豌豆之间的杂交?并请你预测子一代将表现出什么性状?
设计意图:构建人工异花传粉、父本、母本的概念,通过观察分析图片,以及学生利用课余时间完成人工异花传粉实操,使学生体验人工异花传粉的操作步骤。进一步设计问题串:①什么是显性性状?隐性性状?②什么是性状分离?③为什么F1全表现为显性性状?④为什么F2代出现3∶1的性状分离比?
设计意图:构建人工异花传粉、父本、母本的概念,通过观察分析图片,以及学生利用课余时间完成人工异花传粉实操,使学生体验人工异花传粉的操作步骤。
任务3 分析孟德尔对分离现象提出的假说。拆分问题串:①生物的性状是由什么决定的?②根据F2中出现性状分离的事实,F1体细胞中的遗传因子是单个存在还是成对存在的?请说出你判断的理由。(备注:引导学生学会用遗传图解的方式进行表达)③F1体细胞中的显性和隐性遗传因子分别来自哪个亲本?④亲代是纯种,由此类推亲本的体细胞的遗传因子组成的类型是什么?写出亲本和F1体细胞中的遗传因子组成。⑤F1在产生配子的过程中体细胞的遗传因(Dd)要有什么行为变化?产生配子的种类及其比例是怎样的?以及配子要经过什么生理过程才会使得F2出现接近于3∶1的性状分离比呢?
设计意图:通过设计问题串,由表及里地引导学生理性思考,培养学生归纳与演绎抽象与概括的科学思维。在对实验现象和事实的分析中构建遗传学的有关概念。
任务4 通过性状分离比模拟实验体验孟德尔的假说。拆分问题串:①甲、乙两个小桶和彩球分别模拟什么?②两个桶内放入数量相等的彩球的含义是什么?③分别从两个桶内随机抓取一个彩球组合模拟什么生理过程?④为什么要将抓取的彩球放回原来的小桶内并摇匀?⑤为什么步骤(3)和(4)重复做30次以上?⑥指导学生用Excel设计实验结果记录表,并分析比较各组实验结果与全班实验结果,说明了什么?
设计意图:通过阅读,培学生获取信息、分析能力。通过模拟活动使学生了解模拟实验是科学研究中常用的一种方法,培养学生记录实验结果的能力、交流合作的能力,体验运用科学的方法分析实验结果的过程。
任务5 能进行演绎推理验证孟德尔的假说
拆分问题串:①除了孟德尔的杂交实验组合外,还可以进行其他哪些实验组合?②其他的实验组合类型中,哪种组合才能用于验证孟德尔的假说?并说明理由。
设计意图:依据假说进行演绎,让学生体会设计实验并预测实验果就是演绎的过程。通过对各种实验方案的评价、选择,训练学生缜密的科学思维。训练学生的批判性思维,构建测交的概念。
任务6能阐明分离定律的内容。拆分问题串:①孟德尔对一对相对性状的杂交实验中运用了什么科学方法?②你能归纳提炼分离定律的内容吗?
任务7 设计实验。教材第8页思维训练
设计意图:引导学生深度学习。
四、教学反思
传统教学模式下,部分教学设计对本节课内容中概念的教学是直接陈述,不利于学生的深度学习,也不得于有效推进新课改。围绕生物学概念进行教学设计,紧扣核心问题设置学生任务和问题串,通过层层递进的思维活动逐步生成生物学概念,发展学生的生物学核心素养。