李桂梅

摘要：結(jié)合“孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋”的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例，談?wù)勆锝虒W(xué)中構(gòu)建模型、利用模型以提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：模型構(gòu)建 生物教學(xué) 遺傳規(guī)律 現(xiàn)代解釋

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)知對(duì)象所做的一種簡化的描述，通過建構(gòu)模型，可排除、舍棄事物的非本質(zhì)因素，突出事物的本質(zhì)特征，使生命現(xiàn)象或過程得到純化和簡化，讓學(xué)生更容易掌握知識(shí)之間的本質(zhì)聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律。我國的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中也指出：“要讓學(xué)生領(lǐng)悟建立模型的科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的作用?！币虼?，模型建構(gòu)是學(xué)生必須掌握的科學(xué)方法之一。

在生物教學(xué)中，如果教師能夠引導(dǎo)，讓學(xué)生在一定的情境中通過自己思考或動(dòng)手，建構(gòu)相關(guān)模型來學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，將會(huì)提高學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)效率。

1.教材分析

此部分內(nèi)容安排在遺傳與進(jìn)化模塊的第二章第二節(jié)“基因位于染色體上”的后面，即學(xué)完“孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)”和“減數(shù)分裂與受精作用”，并認(rèn)同基因位于染色體上之后。其實(shí)“孟德爾的遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋”就是對(duì)以上知識(shí)內(nèi)容的相互聯(lián)系、綜合、總結(jié)，使學(xué)生在細(xì)胞水平上理解孟德爾的遺傳規(guī)律，并深化和鞏固減數(shù)分裂的過程，是一個(gè)對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通的過程。雖然，教材上沒有對(duì)這部分內(nèi)容做很多的講解，但這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果，將決定著前面內(nèi)容的總體效果。

2.教學(xué)目標(biāo)

在“孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)”和“減數(shù)分裂與受精作用”的知識(shí)背景下，借助基因與染色體的關(guān)系，運(yùn)用模型構(gòu)建的方法，模擬減數(shù)分裂過程中基因、染色體的行為變化，闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)。

3.學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)基因分離定律、基因自由組合定律和減數(shù)分裂過程中染色體的數(shù)目、行為變化等知識(shí)，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，但理解不夠透徹，知識(shí)零散沒有聯(lián)系，需進(jìn)一步將知識(shí)進(jìn)行整合。同時(shí)，高中學(xué)生具備一定的認(rèn)知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還不夠完善，在模型構(gòu)建的目的性和方向性上需要教師指導(dǎo)。

4.教具準(zhǔn)備

用兩種不同顏色的剪紙剪出兩對(duì)同源染色體，兩對(duì)大小不一，每對(duì)一紅一白表示一條來自父方，一條來自母方。在兩對(duì)同源染色體上標(biāo)記出兩對(duì)等位基因，準(zhǔn)備8個(gè)磁鐵石，作為染色體的著絲點(diǎn)。

5.教學(xué)過程

導(dǎo)入：“既然基因位于染色體上，那我們?cè)賮砘仡櫹聹p數(shù)分裂的過程，把基因加到染色體上去，看看基因是如何分離和自由組合的。

5.1基因的分離定律（一對(duì)等位基因）

教師假設(shè)一個(gè)細(xì)胞只有一對(duì)同源染色體，上面只有一對(duì)等位基因Aa，請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)演示減數(shù)分裂過程（圖1），其他學(xué)生和教師一起回顧減數(shù)分裂過程各時(shí)期的特點(diǎn)，為演示的學(xué)生做引導(dǎo)：間期（染色體復(fù)制）→減I前期→減I中期→減I后期（同源染色體分離，非同源染色體自由組合）→減Ⅱ前期（無同源染色體，有染色單體）→減Ⅱ中期→減Ⅱ后期（著絲點(diǎn)分裂）→減Ⅱ末期（無同源染色體，無染色單體）。每演示一步，將前一個(gè)步驟的印記用紅白粉筆畫下，最后在黑板上呈現(xiàn)出一個(gè)完整的減數(shù)分裂過程圖（圖2）。

設(shè)問：①Aa這對(duì)等位基因是在細(xì)胞分裂的什么時(shí)期分離的？

②Aa這對(duì)等位基因是由于什么原因分離的？

③減數(shù)分裂得到的四個(gè)配子，每個(gè)配子得到一對(duì)等位基因的幾個(gè)？有幾種類型？

④等位基因分離的實(shí)質(zhì)是什么？（總結(jié)出分離定律的現(xiàn)代解釋）

設(shè)計(jì)說明：用剪紙和磁石模擬染色體，建構(gòu)物理模型，將染色體形象具體化，利用剪紙的活動(dòng)變化來模擬減數(shù)分裂中染色體的變化，給學(xué)生直觀的印象，更易理解和記憶。在演示染色體變化的同時(shí)，將每一步的印記留下，最后可以展示出完整的減數(shù)分裂過程，便于學(xué)生對(duì)整體過程的把握。同時(shí)，在讓學(xué)生回答問題時(shí)，黑板上的完整過程呈現(xiàn)可提供提示信息。由于高中生的邏輯思維能力還不夠完善，探究能力還在培養(yǎng)當(dāng)中，所以讓每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成這個(gè)過程模型的建構(gòu)，難度較大。因此，采取一個(gè)學(xué)生上臺(tái)演示，教師調(diào)動(dòng)所有的學(xué)生一起參與，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候給予提示和幫助。

5.2基因的自由組合定律（兩對(duì)等位基因）

在圖2的基礎(chǔ)上，如果再加一對(duì)同源染色體，這對(duì)同源染色體上有一對(duì)Bb的等位基因，那么在減數(shù)分裂的過程中，基岡是如何分離和組合的呢？請(qǐng)一位學(xué)生上黑板演示（圖3），并在黑板上呈現(xiàn)出一個(gè)完成的減數(shù)分裂過程圖（圖4）。其他學(xué)生畫在學(xué)案上。

設(shè)問：①Aa、Bb兩對(duì)等位基因是在什么分裂時(shí)期自由組合的？②兩對(duì)等位基因是由于什么原因自由組合的？③除了黑板上的組合方式，還有什么組合方式？（請(qǐng)?jiān)趯W(xué)案上畫出來）④基因自由組合的實(shí)質(zhì)是什么？（總結(jié)出自由組合定律的現(xiàn)代解釋）

設(shè)計(jì)說明：同樣也是利用剪紙的活動(dòng)來模擬減數(shù)分裂過程，不同的是，由于有前一次的基礎(chǔ)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)到這種構(gòu)建模型的方法，教師可以讓每位學(xué)生獨(dú)立完成過程模型的構(gòu)建，并且可以進(jìn)一步把它轉(zhuǎn)化為圖畫模型，呈現(xiàn)在學(xué)案上。此處學(xué)生不僅利用了實(shí)物模擬的物理過程模型，還利用了圖畫過程模型，鞏固和深化了物理模型構(gòu)建方法的學(xué)習(xí)。同時(shí)，又通過自己的構(gòu)建模型，獲得了相關(guān)知識(shí)。

6.教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)利用了實(shí)物模擬、圖畫等物理過程模型的構(gòu)建。物理模型最顯著的特點(diǎn)是形象直觀，讓看不見摸不著的知識(shí)變得形象、具體，使學(xué)生從形象思維人手，降低了學(xué)習(xí)難度。本節(jié)課中學(xué)生通過實(shí)物演示的過程，很快理解等位基因分離、非等位基因自由組合的原因，以及能自由組合的非等位基因，并能自己初步總結(jié)出基因的分離和自由組合定律的實(shí)質(zhì)，不再像以前那樣似懂非懂的死記硬背，提高了學(xué)習(xí)興趣。

模型的建立過程實(shí)際上是一個(gè)科學(xué)探究的過程，在構(gòu)建模型時(shí)，學(xué)生在親歷思考和探究中完成知識(shí)體系的構(gòu)建，領(lǐng)悟到科學(xué)探究的方法。因此，教師利用模型進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生置身于探索科學(xué)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的活動(dòng)中，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力。

構(gòu)建模型的教學(xué)方式提高了學(xué)生在教學(xué)中的參與度，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。模型建構(gòu)教學(xué)活動(dòng)，是以學(xué)生為主體，以建構(gòu)模型為主線，讓學(xué)生去探索、交流和學(xué)習(xí)，所有的學(xué)生都積極參與其中。

通過建構(gòu)模型還可以讓學(xué)生在自主探究又合作交流的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，增強(qiáng)合作意識(shí)等方面都有重要意義。

因此，在教學(xué)中教師要善于運(yùn)用模型構(gòu)建的教學(xué)方法，會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。