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1、“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”一节的探究式教学设计摘要应用科学史资料进行探究式教学，引导学生顺着孟德尔的思路去发现问题，通过假设、演绎和推理;按照自主合作的学习方式让学生提出推论、分析推论、设计实验验证推论，体验科学探究的一般方法。关键词孟德尔豌豆杂交实验科学史探究式教学1教材分析“孟德尔豌豆杂交实验(一)”是人教版高中生物学教材 遗传与进化 第一章第一节的内容。本节的重点在于阐明基因的分离定律以及孟德尔的科学方法，难点是阐明基因的分离定律。孟德尔阐明分离定律的过程被称为近代生命科学发展史上的“第一座智力高峰”，其演绎推理背后的思维过程是极有价值的教学素材。教学中应注重引导学生理解孟德尔提出推
2、论的过程，体验科学探究的方法，提高思维能力。在充分把握科学史材料的基础上，将孟德尔在研究过程中所碰到的不能解释的现象、问题逐一呈现给学生，引导他们以自主合作的方式顺着孟德尔的思路发现问题、假设、演绎、提出推论，并设计实验验证推论。2教学目标2 1知识目标概述基因分离定律的主要内容。22能力目标尝试以假说演绎的方式解释性状分离现象;模拟性状分离现象产生的经过。2 3情感态度与价值观目标体验科学探究的一般过程和方法，激发尊重科学、热爱科学的情感。3教学过程31问题导入，展示孟德尔时代有关遗传的主流观点，激发学生探究欲望教师展现一家三口的照片，提出:为何子女常能兼具父母的特点呢?接着，简要地介绍孟德
3、尔，展现关于混合遗传的资料:在孟德尔进行豌豆杂交实验之前，普遍认为双亲的遗传物质会在子代体内混合，使子代表现出介乎双亲之间的性质，这样的遗传称为混合遗传。教师设疑:那么这种观点正确吗?3 2引导学生分析实验现象，做出合理推论分离定律揭示过程中最有价值之处在于孟德尔在假说演绎过程中做出推论的过程。教师课前收集孟德尔的论文和书信，按学生的认知规律，对其中相关内容进行了处理，在课堂上引导学生循着孟德尔的思维过程做出推论，体验孟德尔假说演绎的过程。3 21推论 1:控制遗传性状的物质不融合，不消失，独立存在教师介绍豌豆是自花传粉和闭花授粉植物，只有进行人工处理，才能完成豌豆杂交。然后展示纯种高茎和矮茎
4、豌豆进行杂交，F1代出现的后代全是高茎。由此让学生发现混合遗传理论可能有问题。接着，展示 F1自交所产生的 F2中高茎和矮茎的数量接近 3 1。由此提出:控制性状的遗传物质在由亲代传递给子代的过程中是否融合?有没有消失?能否用混合遗传的理论去解释性状分离现象?引导学生推论:控制性状的遗传物质不消失、不融合，是独立存在的。3 2 2推论2:遗传因子成对存在教师继续提出:孟德尔称控制性状的遗传物质为遗传因子，他用 A 表示控制高茎的遗传因子，用 a 表示控制矮茎的遗传因子。接着，引导学生观察 F2中出现矮茎的植株，提出:既然出现了矮茎这样的性状，那么证明此豌豆中肯定含有哪一种遗传因子?引导学生答出
5、矮茎豌豆中含有 a，F2高茎豌豆和 F1中肯定含有 A。然后设疑:F2矮茎豌豆中的 a 是谁传递给它的?引导学生得出，在 F1豌豆中至少含有一个 A 和 a。然后引出显性性状和隐性性状的概念，同时得出推论:遗传因子至少是成对存在的，那么从最简单的组合出发，矮茎的遗传因子组成是 aa。接着，教师设疑:那么在 F2的高茎豌豆中，其遗传因子的组成是怎样的呢?(在 F2代高茎豌豆中，其遗传因子有可能是 AA 或者是 Aa)可以通过什么方法进行鉴别呢?(让 F2代高茎豌豆自交，看 F3代中是否出现性状分离)然后向学生展示 F2代自交结果:在 F2中，有1/3 的高茎自交后代全部高茎，另外的2/3 的高茎
6、豌豆自交后代出现了高茎:矮茎为 3 1 的分离比。由此得出:F2遗传因子组成为 AA Aa aa=1 2 1。教师再提出:孟德尔正是通过这样的方法初步判断 F2代中豌豆的遗传因子的组成(让学生自觉想法与孟德尔的想法不谋而合，提高其学习的积极性)。3 2 3推论 3:形成配子时，遗传因子分开，分别进入不同配子中，雌雄配子随机结合教师结合前面的推论提出:在 F2代的豌豆中为什么会出现 AA Aa aa=1 2 1 这样的结果呢?然后指出:根据推论，在 F2代中具有遗传因子为 AA 和 aa 的豌豆，那么大家想一想，杂合子 F1在形成配子时，组成其的遗传因子能否全部带入配子中?引导学生根据豌豆须经过
7、精子和卵细胞的结合形成受精卵，再由受精卵发育成个体这一事实推论:在形成配子的时候只有 A 和 a 分开进入不同的配子，然后同时与含有 A 或 a 的配子结合，才能产生 AA和 aa 这样的遗传因子组成。教师继续设疑:雌雄93生物学教学2016 年(第 41 卷)第 10 期探寻实验教学创新点培养学生创新能力 以“绿叶中色素的提取和分离”为例摘要针对传统实验教学存在的问题，从课前准备、教学模式以及实验总结评价三个方面挖掘实验教学创新点，培养学生的创新能力。关键词高中生物学实验教学创新点挖掘实验教学是生物学教学中不可分割的重要组成部分，它是帮助学生实现由“感性认识”到“理性认识”，由“具体思维”到
8、“抽象思维”飞跃的一个重要环节，应当引起广大生物学教师的高度重视1。如何在生物学实验教学中进行改革创新，使学生主动学习，乐于探究，勤于动手呢?笔者基于一堂高中生物学实验课“绿叶中色素的提取和分离”浅谈实验教学创新点的挖掘。1在课前准备方式上求新11实验材料选择的多元化对实验材料的准备不是拘泥于教材，而是给学生留有思维的空间和探索的余地。如在上“绿叶中色素的提取和分离”实验课的前一天，布置学生根据实验的目的要求准备实验材料。大部分学生准备了菠菜叶，但也有学生准备了教材中没有提及的材料，如韭菜叶、萝卜叶、蒿菜叶、天竺葵叶等。这样学生一开始就进入一个主动思维而非被动接受的状态。如果一开始就限定材料，
9、学生就只会简单、机械地去完成实验，至于为什么选择这些材料，能否用其他材料，可能很少去思考。1 2实验基础知识的有效铺垫实验之前，帮助学生了解与实验有关的基础知识，可以为实验的顺利进行创造有利的条件。教师要对相关知识进行有效筛选，内容不是面面俱到，而是触及实验的实际需要。例如，对“绿叶中色素的提取和分离”实验，引导学生明确叶片的选择原则和处理方法;櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄了解叶绿体色素是脂溶性配子通过什么方式的组合，才有可能出现推论 2 中出现的 AA Aa aa=1 2 1 的结果?引导学生独立思考，并列出可能的组合方式(随机
10、结合;A 和 A 结合、a 和 a 结合)，通过演绎法推出按每一种配子结合的方式，F2代可能出现的遗传因子组成，自主总结并得出推论 3:形成配子时，遗传因子分开，分别进入不同配子中，雌雄配子随机结合。33模拟实验，体验推论教师将全班分为 10 个小组，每组发 2 只不透明的布袋子，每只布袋子中装有黑白围棋子各 50 颗，以此模拟可以产生两种配子的雌雄生殖器官。并规定白棋子代表 A，黑棋子代表 a，每组派 1 位组员分别从 2 只袋子中随机抓取 1 只棋子组合在一起，由另一位组员统计每次遗传因子组合类型。第1 组进行10 次这样的模拟，从第2 组到第10 组依次递增 5 次增加模拟次数，这样第
11、10 组的模拟次数为 55次。然后让小组分别汇报本组统计的结果，并将 10 组的数据汇总。正常情况下，模拟的次数越多，其结果越接近理论值。设置此环节的目的是让学生体会准确的数据统计是建立在足够多的样本容量基础上的。34设计实验，验证推论教师提出:如何用实验证明推论是正确的呢?想一想，所做的推论中哪一个推论能直接解释性状分离现象?(推论 3 即“形成配子时，遗传因子分开，分别进入不同配子中，雌雄配子随机结合”可以直接解释分离现象)然后提出:怎么通过实验去验证这一推论呢?让学生认识验证推论 3 的关键在于验证 F1产生了 A 和 a 两种配子，并给出 F1代高茎豌豆、纯合高茎豌豆和纯合矮茎豌豆实验
12、材料，提出:你能否从所给材料中选取一株与 F1杂交，利用其后代出现的表现型及其数量比来判断 F1产生了几种配子?(即选取 F1和纯合矮茎杂交，通过看其后代高茎和矮茎是否为 1 1 来判断 F1是否产生了两种配子)展示测交的结果:F1和纯合矮茎杂交，其后代高茎:矮茎为11。由此使学生认识测交实验验证 F1为杂合子，从而证明推论。最后，让学生归纳总结出分离定律。4教学反思在教学实践中，经常发现很多学生很难把握孟德尔对性状分离现象的解释，进而影响其对分离定律的理解。究其原因，主要是在教学环节中缺乏对孟德尔提出推论背后思考过程的挖掘。因此，本节教学尝试应用科学史的材料，着重引导学生以探究的方式，通过分析实验现象、演绎和推理，以及模拟和设计实验等方式，在充分理解推论提出过程的基础上把握分离定律的含义和实质。由于孟德尔的思维方式的独特性和创造性，本节教学中需要特别注意的是，将科学史材料进行符合中学生物学教学规律的处理，引导学生循着孟德尔的思维方式做出符合当时历史认知水平的推论。?04生物学教学2016 年(第 41 卷)第 10 期