摘 要 結合教學實踐,以人教版“伴性遺傳”一課為例,從“基于實際問題解決的教學策略”在生物新課教學中的應用方面,闡述了該教學策略在新課教學中的實踐和體會。
關鍵詞 高中生物 伴性遺傳 問題解決
中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B
課程標準的基本理念是倡導探究性學習,注重與現實生活的聯(lián)系,培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。所謂“問題解決”是指當學習者面對問題情境時,綜合運用已有知識、技能和經驗指向于將已知情境轉化為目標情境的認知過程。而“實際問題解決”是一系列有目的、指向STS(科學、技術與社會)的認知操作活動。生活中充滿了需要解決的各類問題,解決實際問題是人類生活的核心,也理所當然地成為生物教學的出發(fā)點和目的地。下面就以“伴性遺傳”這節(jié)的新課教學為例,談談該理論在實踐中的應用及體會。
1 創(chuàng)設情境,引入問題
教師在電腦上展示三幅圖片(白化病患兒、紅綠色盲檢查圖、抗維生素D佝僂病患兒),同時展示以下材料:白化病是由于控制酪氨酸酶合成的基因異常,使患者體內缺乏酪氨酸酶,導致黑色素合成發(fā)生障礙,從而引起遺傳性疾病,經統(tǒng)計,男女患病的概率相等;紅綠色盲是一種常見的人類遺傳病,患者不能區(qū)分紅色和綠色,據調查,紅綠色盲患者中男性遠遠多于女性;抗維生素D佝僂病,也是一種人類遺傳病,患者的小腸由于對鈣、磷的吸收不良等障礙,常常表現出O型腿、骨骼發(fā)育畸形、生長緩慢等癥狀,抗維生素D佝僂病的患者中女性多于男性。
然后,教師提出以下問題:為什么有些遺傳病男女患病概率基本一樣,有些遺傳病男女患病概率不一樣呢?后兩種遺傳病都與性別相關聯(lián),但為什么男患者和女患者數目比例不相同呢?
設計意圖:新課導入時,教師用三幅圖片創(chuàng)設情境,以吸引學生的注意力,激發(fā)其學習興趣。學生觀看圖片和資料時,或慶幸或驚訝,課堂氣氛立刻活躍起來,這時教師再出示問題,使學生內心產生認知沖突,激發(fā)其問題意識和探究的欲望。
教師接著展示男女染色體顯微模式圖,引導學生觀察,對比分析,從而使學生明確常染色體的形態(tài)相同并突出性染色體的形態(tài)不同。然后投影男女性染色體的構成,要求學生認識X和Y的同源段和非同源段。知識鋪墊同源段的同一位置基因成對存在,而X非同源段的基因是X特有的,Y上沒有其相應的等位基因。本節(jié)課主要來探討這類基因的傳遞規(guī)律。
2 挖掘課本素材設計活動,通過“問題解決”突破難點
活動一:閱讀材料,解釋人類紅綠色盲的遺傳方式。
資料1:我國紅綠色盲男性患者占7%,女性患者占0.5%。
資料2:展示教科書34頁,資料分析的紅綠色盲家族的家系圖(圖1),討論并回答:
① 紅綠色盲基因屬于顯性基因還是隱性基因?
② 紅綠色盲基因位于X染色體上,還是位于Y染色體上?小組討論遺傳方式,說明理由并進行匯報。
③ 寫出圖中二代Ⅱ3與Ⅱ4的基因型、三代Ⅲ6的基因型?
設計意圖:分組討論的方式可以使人人參與,主動合作有利于學生省時高效地發(fā)現問題,全面深度思考。討論中教師可以適時引導學生思考:假設致病基因在Y染色體上,會有什么結果?為什么Ⅱ3和Ⅱ5有色盲基因,而沒有表現出色盲癥?學生要正確理解后,并具備清晰的思維才能將知識準確表述。因此,小組匯報既是對學生分析、歸納、闡述能力的訓練過程,也是教師了解學生、發(fā)現問題、糾正錯誤的良好機會。學生根據討論得出的遺傳方式,書寫紅綠色盲的5種基因型。學生展示,互相點評,體會性染色體基因型與常染色體基因型的書寫區(qū)別,培養(yǎng)正確的書寫規(guī)范。通過分析問題③讓學生學以致用,使其體會在系譜圖中推基因型的方法。
活動二:以紅綠色盲為例、歸納X隱性遺傳病的特點。
教師設計問題串,層層深入,暴露思維過程:(1) 參照教科書P35頁遺傳圖解的書寫格式,寫出活動一紅綠色盲系譜圖中Ⅰ1與Ⅰ2(設Ⅰ2不帶致病基因),Ⅱ3與Ⅱ4的遺傳圖解,并分析:對Ⅰ1男患者把色盲基因傳給他兒子和女兒的概率分別是多少?Ⅱ3與Ⅱ4婚配生一個色盲男孩的概率是多少?生一個男孩是色盲的概率是多少?(2) 如果某女性紅綠色盲患者與正常男性結婚,則他們應生男孩還是女孩?為什么?(3) 歸納X隱性遺傳病的特點。
學生獨立完成遺傳圖解,教師請學生代表在黑板書寫,再請其他學生修改,并解釋修改原因。生生互評,及時糾錯。小組討論活動二的問題,教師巡視,適時引領學生結合遺傳圖解分析:①男患者的色盲基因來自他的父親還是母親?傳給他的兒子,還是女兒?②女患者的父親、兒子表現型分別是什么?從而總結色盲的遺傳規(guī)律,得出結論:男患者多于女患者;往往有隔代交叉遺傳的現象。
設計意圖:在同一材料的情境下,教師采用“問題解決”的方法來引導探究,這樣有助于幫助學生牢固掌握遺傳圖解的書寫要求,深入體會孟德爾遺傳定律的應用,有充分的時間對色盲遺傳的特點進行思考,從而培養(yǎng)學生發(fā)現、討論、總結的能力。學生在解決這些層層遞進的問題中,積極主動地思考合作,凸顯了學生的主體地位。
活動三:以抗維生素D佝僂病為例,歸納X顯性遺傳病的特點。
教師提出問題:對于常見的人類遺傳病,除了紅綠色盲、血友病也是X染色體隱性遺傳,也表現為男患者多于女患者,但是抗維生素D佝僂病(展示圖片)的女患者卻多于男患者,你能通過給出的系譜圖(圖2),獨立完成活動三的內容嗎?獨立思考后小組討論,表達交流并修正。
教師要求學生回答:① 若該病由顯性基因D控制,寫出Ⅰ1女患者的基因型、Ⅰ2男患者的基因型。② 如果某患抗維生素D佝僂病的男子與一正常女性結婚的話,則他們應該生男孩還是女孩?為什么?③ 分析家系圖,歸納X顯性遺傳病的特點。
教師出示情境:人類有一種病叫外耳道多毛癥,只在男性表現,你能運用本節(jié)所學的知識加以解釋嗎?這樣從而引出只位于Y上的基因的傳遞特點。
設計意圖:讓學生在兩次探究中加深對所學知識的理解和應用,以培養(yǎng)學生知識遷移能力。學習的目的是學以致用,如何引導學生將遺傳學原理用于實踐,解決生活中的遺傳問題,促進知識和能力的同步發(fā)展。
3 知識網絡小結、課后探究
伴X隱性遺傳(紅綠色盲、血友病、果蠅的眼色遺傳)、伴X顯性遺傳(抗維生素D佝僂?。┌閅遺傳(外耳道多毛癥)的共同點是什么?伴性遺傳的概念是什么?基因位于常染色體上的遺傳是否屬于伴性遺傳?
教師利用知識網絡歸類總結本節(jié)課的知識,學生依照框架回顧并強調本節(jié)課的重難點,鞏固伴性遺傳的概念,總結性染色體上基因的遺傳方式。
課后探究:只位于X、Y染色體上的基因遵循遺傳定律,其表現的性狀與性別有關,那么位于X、Y同源區(qū)段的基因是否也遵循遺傳定律,表現的性狀也與性別有關嗎?教師要求學生課后思考。這樣的問題有助于幫助學生更全面地了解性染色體上基因的傳遞規(guī)律,對遺傳定律有更深入的認識。
4 教學反思
美國著名心理學家、教育學家布魯納說:“教育過程是一種提出問題和解決問題的持續(xù)不斷的活動?!苯嬛髁x學習論提出,教學環(huán)節(jié)由“創(chuàng)設情境—確定問題—自主學習—合作學習—效果評價”組成。高中新課程特別強調教師在課堂中深入分析和把握知識間的內在聯(lián)系,挖掘生物學知識的思維價值,從學生的實際出發(fā),根據生物學思維的特點和規(guī)律,在教學中選擇合適的發(fā)散點,精心設計一些具有啟發(fā)性、探索性的問題情境,讓學生的學習盡可能發(fā)生在現實的情境或者類似的情境中,使其在情境中產生聯(lián)想和情感的共鳴,在情境中發(fā)現問題、探究問題、解決問題、獲得結論。所以,在本課中,筆者借助三幅圖導入,激起學生的求知欲,在教學過程中,根據教學內容和目標,巧妙創(chuàng)設“問題情境”,通過三個活動,引導思維,讓學生相互交流,相互評價,誘導和激發(fā)學生學習的興趣,使學生保持旺盛的學習精力和良好的學習情緒,提高課堂教學的有效性。
學生通過活動中不斷的“問題解決”和課上的交流,體驗知識獲得的過程,感悟科學探究的方法,體會同學間合作的魅力,嘗到探究性學習的樂趣;同時也提高了學生分析問題的能力、語言表達能力,并進一步掌握科學探究的一般方法;避免了學生學而不思,思而不深,以提高學生知識、能力、情感三維度的生物科學素養(yǎng),來體現新課程所倡導的探究式學習的教育理念。