唐英姿

一、研究目的

“孟德爾的豌豆雜交實驗 （二）”一節(jié)是人教版新課標教材生物必修2《遺傳與進化》的內容，是在學習了 “孟德爾豌豆雜交實驗 （一）”的基礎上，以孟德爾的豌豆雜交實驗過程為主線，對一對相對性狀的遺傳現(xiàn)象到多對相對性狀的遺傳現(xiàn)象進行探究，在觀察和分析雜交實驗現(xiàn)象的基礎上發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，借助想象和推理提出解釋問題的假設，再通過實驗對假設進行驗證，然后運用數(shù)學統(tǒng)計方法分析數(shù)據(jù)并提出結論。

我們選擇廣州市協(xié)和中學2012級高一 （7）班學生，由授課教師運用講授式教學方法進行教學后，設計了一份針對這部分知識的紙筆測試題?？疾閮热莘譃閮刹糠?，第一部分考查自由組合定律的實質，第二部分考查自由組合定律的相關概率計算。在2012級高一 （7）班隨機抽取10名學生參加紙筆測試。學生紙筆測試的結果有以下特點：在考查自由組合定律實質的測試題中，絕大部分學生的正答率較低，有的出現(xiàn)正答率為0；在考查自由組合定律的相關概率計算測試題中，絕大部分學生的正答率相對較高。我們對此進行了反思并查閱相關資料，初步推測，這部分學生沒有真正掌握 “自由組合定律”這一重要概念的內涵和外延。

第二年，在該校2013級高一 （7）班教學中，由授課教師使用活動體驗式組織教學，以與傳統(tǒng)講授法的效果進行比較。目的在于比較兩種教學法的教學效果。

二、活動體驗式教學的設計

體驗式教學的理論基礎是美國大衛(wèi)·科爾布提出自己的經(jīng)驗學習模式亦即經(jīng)驗學習圈理論 （見圖1）?？茽柌颊J為，經(jīng)驗學習過程是由四個適應性學習階段構成的環(huán)形結構，包括具體經(jīng)驗，反思性觀察，抽象概念化，主動實踐。

圖1 科爾布的認知模型

關于體驗式學習，教育領域的學者從不同角度給出了不同的定義。張蓉認為，體驗式教學是通過實踐來認識周圍事物，用親身的經(jīng)歷去認知、理解、感悟、驗證教學內容的一種教學模式?！?〕孫瑜則認為體驗式學習是 “學生以自然或結構性的方式獲得親身體驗和實踐，接著反思發(fā)生在自己身上的直接、具體的生活事件，得出抽象、概況的結論，并據(jù)此調節(jié)或指導自己的后繼行為”?！?〕

我們根據(jù)本節(jié)課的三維教學目標，結合高一年級學生的認知特點，利用恰當?shù)慕叹咴O計課堂體驗活動如下。

（一）情境引入

〔情景1〕如圖2所示，親本純種黃色豌豆與純種綠色豌豆雜交，F(xiàn)1全是黃色，F(xiàn)1自交得到F2代中黃色種籽有416粒，綠色種籽有140粒，用遺傳圖解表示。

圖2

問題1：請指出圖中發(fā)生分離定律的部分。

問題2：雌雄配子是怎樣結合的？

設計意圖：知識重現(xiàn)，激發(fā)學生原有認知結構分離定律的實質的知識。

〔情景2〕如果親本純種圓粒豌豆與純種皺粒豌豆雜交，F(xiàn)1全是圓粒，F(xiàn)1自交得到F2代中圓粒種籽有423粒，皺粒種籽有133粒，用遺傳圖解表示 （圖略）。

設計意圖：知識再次重現(xiàn)，進一步激發(fā)學生對分離定律實質的認知。

〔情景3〕同時考慮豌豆的兩對相對性狀時，雜交結果如圖3所示。

設計意圖：利用概念同化模式學的原理，引發(fā)反思性思考，引導學生從分離定律探索自由組合定律。同時引導學生思考：兩對相對性狀雜交時，成對的遺傳因子分離后，到底發(fā)生了什么事情？產(chǎn)生了怎樣的配子才能在F2代中出現(xiàn)9：3：3：1的比例呢？

圖3

（二）體驗活動的設計

一般情況下，教師一般會引導學生閱讀課本，直接找出孟德爾的假設： “成對的遺傳因子分離，不成對的遺傳因子自由組合”。這樣做的結果是學生沒有經(jīng)過自己的思考、假設 （各種可能性）、推理、驗證等主動的思維過程，而是被動機械的接受孟德爾的假設。

F1代中，基因型為YyRr的雄性個體和雌性個體，在形成配子時，Y與y分離，R與r分離。我們分別用貼著上述4種字母的乒乓球表示，每一種各20各，共80個，Y與y、R與r分別放在同一個小桶內。兩個小桶分別代表雌雄個體的生殖器官 （見圖4、圖5）。那么，圖4（♂）小桶之間的乒乓球要怎樣組合，形成什么類型的精子，才能與圖5桶內的卵細胞受精后得到9：3：3：1的比例呢？讓學生們通過角色參與，體驗可能出現(xiàn)的各種情況。

圖4

圖5

（三）體驗活動的假設

學生做出的假設，除了課本所指出的孟德爾的那一種組合方式之外，還會做出各種各樣的假設，比如：

（1）各抓1個球，行嗎？

（2）各抓2個球，行嗎？4個球呢……

（3）各抓2個球，行嗎？

（4）能抓都是Y和Y，或者兩個都是y和y，不行，因為有可能兩個桶都是YY或yy，因為受精時隨機的，那受精后是YYYY或者yyyy。能抓Y與y嗎？不行，不符合分離定律。

（5）比較合理的假設：Y與y分離，R與r分離后，Y可以與R組合，形成YR配子，也可以與r組合，形成Yr配子；y可以與R組合，形成yR，也可以與r組合形成yr配子。

在這個過程中，學生能不斷地進行反思、猜想、推理、驗證。

（四）體驗活動的實施

學生們采用小組合作模式，每人抓50次，分別得出個人、小組、班級的最終實驗結果。

測交驗證，得出自由組合定律的內容。并領悟到分享規(guī)律的實質：等位基因彼此分開，非等位基因自由組合。

（五）應用提升

分離定律是自由組合定律的前提，自由組合定律是分離定律的進一步深化運用。兩個遺傳規(guī)律解決遺傳問題時，常常用分離定律解決自由組合的問題，即： “分支法”，這樣非?？旖莘奖愫蜏蚀_。

三、研究數(shù)據(jù)和分析

在2012、2013年級的兩個班分別運用講授式的教學方法、活動體驗式的教學方式完成教學，分別隨機抽取2012級高一 （7） 班的10名學生和2013級高一 （7） 班的10名學生進行紙筆測試，對每位學生每道題的答題情況進行統(tǒng)計。試題設計有10道題目，其中3道題目考查自由組合定律的實質，7道考查自由組合定律的相關概率計算。課題組對對每位學生3道考查自由組合定律實質考題的答題情況進行統(tǒng)計。每道題設置為5分，考查時間是新授課教學結束后。

研究使用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件是Excel和SPSS19.0。

（一）雙樣本方差齊性的顯著性檢驗

兩組學生答對的題目數(shù)量與總的題目數(shù)量的比值匯總如表1。在進行雙樣本等方差假設的t檢，要先判斷兩樣本的總體方差是否相等，若兩樣本方差相等，即方差齊性，則選用分析工具中的 “t檢驗：雙樣本等方差假設”；若兩樣本方差不相等，則選用 “t檢驗：雙樣本異方差假設”。經(jīng)F檢驗 （表2）得知兩樣本的總體方差相等，故可做雙樣本等方差t檢驗?！?〕

表1 在不同教學方式下兩組人的測試題答題情況

表2 F-檢驗：雙樣本方分析

（二）雙樣本等方差t檢驗

表3 t-檢驗：雙樣本等方差假設

（三）分析

雙樣本等方差t檢驗，結果兩個樣本測驗成線p<0.05，呈顯著性差異?？梢姡趦煞N不同的教學方式對學生測驗成績顯著不同。

四、結果討論

研究表明，活動體驗式教學對于學生準確理解 “自由組合定律”這一重要概念的實質具有顯著幫助。科學家的研究過程比較復雜和曲折，遠遠不是教材中幾行文字所能體現(xiàn)的。尤其是在當年的歷史條件和社會環(huán)境條件下，孟德爾提出這一重要的假設也不會是靈光一現(xiàn)，而是通過多次的假設、推理、驗證等過程才能得出。我們通過利用小桶和乒乓球等簡單用具設計組織一個巧妙的體驗過程，該過程能使學生深刻理解自由組合定律的本質特征。通過對乒乓球不同抓取組合的觀察、假設、推理等思維活動，學生不但獲得了知識，而且在體驗過程中，還發(fā)展了他們的歸納推理能力。此外，體驗的過程還可以促使學生體會孟德爾在科學研究過程中的曲折和艱辛，形成科學的探究思想和態(tài)度。

本研究采用的是紙筆測試的形式，對學生在兩種不同教學方式下的學習效果進行增值評價。然而，紙筆測試不是考查學生學業(yè)成績的唯一標尺。如果能采用多種考查形式，對學生進行學業(yè)增值評價評估，并進行相關數(shù)據(jù)分析，將會使本研究獲得更得力的證據(jù)。

從兩組數(shù)據(jù)我們可以看出，活動體驗式教學對學生學習有明顯的促進作用，傳統(tǒng)的講授式教學也具有相當?shù)纳Α１狙芯康幕顒芋w驗式教學中也穿插了講授式教學的方式，這兩種教學方式在課堂教學中分別占有多大比例才能帶來最好的教學效果呢？這要求教育工作者積極開展更多的教學實踐，從而獲得更豐碩的成果。

〔*本文系廣州市教育科學 “十二五”規(guī)劃課題 “新課程標準下 ‘活動體驗法’在高中生物教學中的探索與應用”（編號：11D028）成果之一?！?/p>

注釋：

〔1〕張蓉．體驗式教學模式淺析 〔J〕.四川教育學院學報，2006 （6） .

〔2〕孫瑜．體驗式學習理論及其在成人培訓中的運用 〔D〕.上海：華東師范大學碩士學位論文，2007.

〔3〕方紅，顧紀鑫．簡論體驗式學習 〔J〕.高等教育研究，2002 （2）： 82-83.