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1、多维表征导思导悟导行探疑释疑独学对学群学“基因在染色体上”的教学设计武汉市吴家山中学彭俊多一、教材分析1.1内容地位 授课主题选自人教版普通高中课程标准实验教科书生物2（必修）遗传与进化第2章第2节。授课内容是在 “孟德尔的豌豆杂交实验”、“减数分裂”、“受精作用”相关知识学习之后，学生已对“基因、染色体在形成生殖细胞过程”的知识具有一定的认知和思维基础。1.2教学目标：1.2.1 知识方面:说出基因和染色体行为存在的平行行为;说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据;运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的现代解释。1.2.2情感态度与价值观方面:认同遗传规律的发现和理论的确立是一个开
2、拓、继承、修正和发展的过程;认同科学研究需要丰富的想像力、溯果求因的实践精神。1.2.3能力方面:尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上，并在探究过程中多维度延展逻辑推理过程; 尝试运用假说演绎的方法，解释基因在染色体上的实验证据；在探究过程中依托语言表达以及实践动手的平台，教师协助学生反思感悟自身多向发展的相关维度。1.3教学重点和难点1.3.1.教学重点:基因位于染色体上的理论假说和实验证据;孟德尔遗传规律的现代解释。1.3.2.教学难点:依托类比推理方法和假说演绎方法的应用实践素材，一方面协助学生运用自己的分析解释说明基因位于染色体上，另一方面协助学生理解基因位于染色体上的实验验证
3、过程。二、教学方法列表比较法、对话法、探究法三、教学设计思路三条主线： “类比推理”方法对应的萨顿假说知识生成主线，“假说演绎”方法对应的摩尔根知识生成主线，“教材文字细节”“教材静态模式图”“动态模拟演示图”“图（表）文转换实践信息”“师生协作交流样式”对应的多维信息表征知识主线。四、 教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图问题探讨1.问题串递进引导学生阅读“问题探讨”、内容：孟德尔分离定律研究的对象是相对性状还是性状？相对性状与性状的区别相对性状、显性性状、隐性性状的区别具有显性性状的生物个体自交是否会出现性状？如果出现性状分离，其根本原因是什么？遗传因子、等位基因、同源染色体三者
4、的联系和区别是什么？2.用模式图表示遗传因子、等位基因、同源染色体的关系阅读、回顾之前所学相关内容，结合教师设疑，结合思维断点、知识节点缺失自觉主动或者同伴协作整合相关信息。通过引题、展开、设问、师生协作解析围绕厘清概念目标营造情景铺垫的氛围，以及通过图文表征方式考察分析学生已有知识结构细节。一、萨顿的假说1. 围绕建构知识框架呈现信息载体（1）“flash动态演示减数分裂染色体变化”（2）“哺乳动物精子形成过程、卵细胞形成过程静态图解”（3）“具体文本内容框架式补充填写（见附件1）”（4）“配子形成模式图演进过程补充绘制（见附件2）”2.围绕建构知识拐点搭建认知支点（1）讨论铺垫：萨顿将基因
5、与染色体的行为进行类比，根据一致性，提出基因位于染色体上的假说，其中的“一致性“具体含义如何理解？（2）问题串引导：“基因和染色体行为存在着明显的平行行为”主要与哪些生命活动存在联系。“体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的”“体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此”两句表述是否准确，理由是什么？（3）文字表格对比表征概念基因和染色体行为存在着明显的平行关系：基因染色体在 形成和时保持完整性和 性保持相对稳定的形态结构在 的存在方式在配子中，成对中的一个或者 （什么情况下）在体细胞中，位于 上的基因成对存在，位于 的基因可以不成对存在在配子中，成对中的 个在体细胞中，
6、 存在体细胞中的来源1.一个来自父方，一个来自母方2.只来自父方（什么情况下）3.只来自母方（什么情况下）一个来自父方，一个来自母方形成配子时的行为 上的非等位基因自由组合非同源染色体自由组合1.根据自己的学习习惯选择学习载体，完成附件1或者附件2。2.通过讨论，辨析萨顿的假说是建立在“基因与染色体行为”层面，还是建立在 “基因与染色体 ”层面3.通过教师的问题串和表格填写引导，在小组头脑风暴中逐步明晰表述细节中隐含的思维拓展点1.通过呈现不同学习载体，针对不同学习小组采取主干提炼、内容因果、分类层级、关联关系条理引导，帮助不同学习风格学生体验、分析、认知萨顿假说的发现过程。(2)依托“问题串
7、”“文字表格转化”“细节补注”三种信息转换方式，以小组学习为主轴，通过激发“言语型学习风格学生”“循序渐进型学习风格学生” “直觉型学习风格学生”的学习激情，带动“视听型学习风格学生”“感觉型学习风格学生”逐步提高（3）通过设置细节直接指向学生认知易失衡点，一方面协助学生直观理解萨顿的假说的理解，另一方面为后续关注“性染色体上的基因”做好思维引申铺垫。类比推理思维引申1围绕生活信息重构，实现师生多维互动问题1. 金刚石石墨 A. 氧气氮气B. 生石灰熟石灰 C. 红磷白磷D. 二氧化碳干冰问题2. 水果苹果A. 鱼鲸鱼B. 粮食蔬菜 C. 花卉兰花D. 大豆高粱问题3. 工匠钟表A. 飞鸟飞机
8、B. 上帝世界 C. 建筑工人楼房D. 蜜蜂蜂巢2.围绕“本质属性”“共同属性”“表面相似和偶然”三个层面，侧重引导学生按照一定的线索归类、整理、构建新旧知识间的联系围绕问题1.2.3，感悟类比推理辨析的基本思维方法，尝试围绕身边熟悉的案例体验思维转换的节点。依托多媒体呈现出生活化、形象化的信息、相似信息循环梯次呈现，循环梯次强化不同学习风格学生对类比推理方法的认识二、基因位于染色体的实验证据1.设问：萨顿的假说，是如何通过生物学实验来进一步检验呢？2.展示摩尔根实验材料果蝇（静态图片、动态视频一个屏幕显示）3.设问：果蝇作为实验材料有何优势？请根据孟德尔的遗传实验材料玉米类比推理分析4.围绕
9、引导点（个体小易饲养、繁殖快、后代多、相对性状明显，便于观察和统计，而且染色体数少），选择性在同一个信息屏幕呈现玉米和果蝇作为遗传材料的优势。5围绕引导点（性染色体形态差异），采取画中画样式，两幅雌雄果蝇的染色体组成位于画面左右侧，中间画面采取点击放大图像-使用authware 或者flash动画制作。6师生协同建构知识出示摩尔根的红白眼果蝇杂交实验图谱：P 红眼（雌）白眼（雄）F1 红眼（雌、雄）F1雌雄交配F2 红眼(雌、雄) 3/4 白眼（雄）1/4出示问题串“红眼、白眼这对相对性状中哪个是显性性状？” “此遗传能否表明果蝇的红眼和白眼受一对等位基因控制，理由是？”“该遗传现象与孟德尔一
10、对相对性状的杂交实验比较，存在不同，请同学们以小组为单位，分析存在不同的依据，根据依据提出相应的实验假设。”教师巡堂指导7学生小组同伴协作建构知识教师出示三个假设，引导学生依据教材p29图2-8，以小组为单位绘制遗传图解辨析A控制白眼的基因是只在Y染色体上，X染色体上不含它的等位基因B控制白眼的基因在X、Y染色体上C控制白眼的基因只在X染色体上，Y上染色体上不含它的等位基因。8教师围绕假设B、假设C，解释p29图2-8带给学生的困扰，针对性引导学生分析9教师针对部分直觉型学生、知识层次欠缺的学生，重点围绕教材p29页信息引导学生辨析教材文本信息的知识关联10归纳总结：采取教师语言和多媒体信息同
11、步呈现如下关联信息1.测交实验对象选择的重要性；2摩尔根的果蝇杂交实验，提供了有力的实验证据，证实了萨顿的“基因位于染色体上”的假说。3充分利用性染色体上基因对应的性状会与性别联系的特点入手，假定待测实验对象的基因型，然后遗传演绎寻找不同假设的差异性1.结合教师设问，分析摩尔根的实验思路。2结合静态图片、动态视频、教材文本信息，尝试应用类比推理方式解决设问23结合静态与动态信息载体，尝试表达对性染色体“同型”“异型”的理解。4尝试经历绘制遗传图谱的节点关联、知识层次表达、关联推理分析条例过程中思维方式应用过程。1.通过设问1为学生回忆追问已阅信息的体验过程提供必要的氛围支持，侧重在“看不见的基
12、因”和“看得见的性状“之间逻辑推理。2通过静态与动态信息的转换设置，利用视觉暂留特点，直接呈现关键节点，协助学生重点理解果蝇作为遗传材料的优点。3通过巡堂指导，小组合作，为学生经历应用假说演绎法的的实践过程提供心理和知识引领支持。第2课时介绍现代分子生物学技术的研究成果，通过多媒体信息逐次呈现。根据自身学习风格，依托声、像信息，各取契合点关注新知。通过重点信息标注、文字信息标注、关键信息视觉暂留等形式使信息简约直接。三、孟德尔遗传规律的现代解释1围绕引导重点：A同源染色体与非同源染色体 B等位基因的位置、非等位基因的位置呈现模式图补充信息方式搭建新知构建支点2根据班情差异，通过设问方式呈现同源
13、染色体上的非等位基因和非同源染色体上的非等位基因的差异比较。3依托新知关键信息以文字纲领补充方式深化信息分离定律：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，独立地随配子遗传给后代。自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。1.经历通过绘制图像呈现教师重点强调的信息要点的思维和实践过程。2.补充文本信息，体会同中求异、异中求同、顾后瞻前，概念前置后置条件突破的学科语言表达方式1通过绘制图像，协
14、助抽象化知识相应欠缺的学生领会抽象知识的逻辑联系。2.针对言语性表达信息欠缺的学生，侧重引导学生关注限制性的条件背景收敛思维点拨，丰富该类学生的感悟信息的敏感度或直觉能力。附件1.实例以染色体为依据以孟德尔假设的一对遗传因子（等位基因）为依据雄性蝗虫通过减数分裂可以形成多少种类型的精子雌性蝗虫通过减数分裂可以形成多少种类型的卵细胞附件2：绘制配子中染色体附件3 五、分析及反思： 本设计以“教师多维设置情景导趣设疑学生多维学习体验质疑释疑”“教师多维点拨导思导误学生多维展示迁移”“教师思维聚敛提升学生自主展示迁移生成”为着力点，围绕“基因在染色体上”的探索过程，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教法，尝试通过知识问题化，问题活动化、信息呈现简约直接化，多维延展师生互动、生生互动的维度。在教学实践中，大多数学生课后反馈表明：在预习时感觉难以把握的知识，通过课堂教学，疑问处大多可以通过多维的活动逐步解决。但由于整堂课信息呈现虽然力求简约直接，但相互之间存在着层层深入的要求，仍有部分学生在不同信息转换中存在不适，部分学生生成性问题难以全面兼顾。