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        《實(shí)驗(yàn):模擬性狀分離比》教學(xué)設(shè)計(jì)

        2017-11-23 09:30:09
        數(shù)理化解題研究 2017年30期
        關(guān)鍵詞:孟德爾配子全班

        潘 惠

        (鄭州市第二十九中學(xué),河南 鄭州 450000)

        《實(shí)驗(yàn):模擬性狀分離比》教學(xué)設(shè)計(jì)

        潘 惠

        (鄭州市第二十九中學(xué),河南 鄭州 450000)

        性狀分離比的模擬”是高中生物人教版必修二第一章第一節(jié)的內(nèi)容.該實(shí)驗(yàn)是借助小球、小桶等實(shí)驗(yàn)材料模擬孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)后代性狀分離比.本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為簡單,操作的重復(fù)性強(qiáng),很難調(diào)動學(xué)生的興趣和積極性.從增加實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性,提升學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)出發(fā),對該課程內(nèi)容進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì).

        模擬;性狀分離比;教學(xué)設(shè)計(jì)

        1.教學(xué)背景及創(chuàng)新

        “性狀分離比的模擬”是高中生物人教版必修二第一章第一節(jié)的內(nèi)容.該實(shí)驗(yàn)是借助小球、小桶等實(shí)驗(yàn)材料模擬孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)后代性狀分離比.小球模擬雌雄配子,小桶模擬雌雄生殖器官,學(xué)生隨機(jī)從小桶中抽取小球,小球的組合類型模擬了受精作用過程中受精卵遺傳因子組成.學(xué)生通過對組合的種類和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),近似得到孟德爾一對性狀雜交結(jié)果.但本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為簡單,操作的重復(fù)性強(qiáng),很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性.從增加實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性,提升學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)出發(fā),對該課程內(nèi)容進(jìn)行了以下幾點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì):

        (1)將教材實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了改進(jìn).

        教材實(shí)驗(yàn)所選用的材料是體積形同的小球,且在甲乙兩個小桶內(nèi)的小球數(shù)目是相同的.實(shí)際上,進(jìn)行有性生殖的生物體,雌雄配子的體積、數(shù)量都有很大的差別,雄配子的數(shù)量遠(yuǎn)多于雌配子同時雄配子的體積小很多.將課本實(shí)驗(yàn)材料分別進(jìn)行了改進(jìn),將原來體積相同的小球換了成體積大小不同的小球,小球的數(shù)量多于大球,使實(shí)驗(yàn)更加貼近生命實(shí)際.

        (2)統(tǒng)計(jì)全班的數(shù)據(jù),增加實(shí)驗(yàn)可信度.

        教材實(shí)驗(yàn)要求每組同學(xué)重復(fù)抽取50~100次,實(shí)驗(yàn)重復(fù)操作,學(xué)生投機(jī)取巧,可能隨便抽取了50次就應(yīng)付了事,在計(jì)算分離比的時候發(fā)現(xiàn)和孟德爾的結(jié)果差別很大;還有一部分同學(xué)及時抽取次數(shù)很多,也很難接近孟德爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.由于孟德爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只有當(dāng)樣本數(shù)量足夠大時,實(shí)驗(yàn)值和真實(shí)值才能更加貼近,為了節(jié)省課堂時間,可以對各組數(shù)據(jù)進(jìn)行全班統(tǒng)計(jì),從而確保樣本的數(shù)量.對比全班的數(shù)據(jù)結(jié)果和每組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,很好的解釋了孟德爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一個統(tǒng)計(jì)結(jié)果.

        (3)延伸拓展實(shí)驗(yàn),增加課程內(nèi)容的豐富度.

        本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對于高中生,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容易理解,實(shí)驗(yàn)操作簡單重復(fù),一個課時的時間在實(shí)驗(yàn)室僅完成這樣一項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容是對教學(xué)時間浪費(fèi).筆者考慮到相同的實(shí)驗(yàn)材料還可以模擬孟德爾其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因此在授課時間安排到學(xué)習(xí)完第一章《遺傳因子的發(fā)現(xiàn)》之后再進(jìn)行,可課本實(shí)驗(yàn)的啟發(fā),以及已學(xué)習(xí)的知識,充分組織小組討論還可進(jìn)行哪些模擬實(shí)驗(yàn).學(xué)習(xí)小組交流實(shí)驗(yàn)方案,最后確立了兩個探究命題:1.模擬一對相對性狀測交后代性狀分離比.2.模擬兩對相對性狀F1代產(chǎn)生配子的種類及比例.通過這兩個探究題目學(xué)生可以更好理解孟德爾的分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì).同時,在設(shè)計(jì)一對相對性狀測交實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生出現(xiàn)了不同的觀點(diǎn):一部分同學(xué)認(rèn)為大球一半標(biāo)記為D一半為d,小球全部為d;另一部分學(xué)生認(rèn)為小球一半D一半d,大球全部d.對于該問題讓學(xué)生分組進(jìn)行探究,最后對比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果.通過實(shí)際操作以及教師的講解,學(xué)生更加深刻正交和反交對孟德爾測交實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相同的,為后面基因在染色體上的學(xué)習(xí)是一個鋪墊.

        2.教學(xué)目標(biāo)

        (1)知識目標(biāo):①通過模擬實(shí)驗(yàn),更形象理解遺傳因子的分子,在受精作用時雌雄配子隨機(jī)結(jié)合的特點(diǎn),初步認(rèn)識性狀分離比是一個概率比,體驗(yàn)孟德爾的假說.②通過拓展延伸實(shí)驗(yàn),理解一對相對性狀測交后代性狀分離比.③通過拓展延伸實(shí)驗(yàn),理解兩對相對性狀F1代產(chǎn)生配子的種類及比例.

        (2)能力目標(biāo):①培養(yǎng)動手操作能力,以及數(shù)據(jù)處理分析能力.②通過探究性課題,學(xué)習(xí)小組合作交流,培養(yǎng)學(xué)生合作探究能力.③養(yǎng)成尊重事實(shí)、用于實(shí)踐、不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神.

        3.教學(xué)過程

        (1)學(xué)案引領(lǐng),學(xué)生動手操作.

        對于“性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)”利用學(xué)案(如圖1所示),充分發(fā)揮學(xué)生的自學(xué)能力,重點(diǎn)理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前必須弄清楚小桶、小球的含義,如何模擬孟德爾一對相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的,教師采用提問的方法進(jìn)行檢查.以實(shí)驗(yàn)小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小組成員進(jìn)行分工,統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).每小組實(shí)驗(yàn)完成之后統(tǒng)計(jì)全班實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對比小組數(shù)據(jù)和全班數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)數(shù)據(jù)樣本數(shù)量足夠大的時候,實(shí)驗(yàn)值才和理論預(yù)期更加接近.同時在實(shí)驗(yàn)完成之后設(shè)計(jì)了問題探討,加深學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)的理解.

        圖1

        (2)增加拓展探究實(shí)驗(yàn),提升學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng).

        學(xué)生學(xué)習(xí)了孟德爾的分離定律和自由組合定律,在進(jìn)行“性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)”之后,產(chǎn)生了這樣的疑問:利用這些材料能否設(shè)計(jì)其他的孟德爾的實(shí)驗(yàn)?zāi)??學(xué)生的積極性,探索求知的欲望給了對該課程內(nèi)容進(jìn)行拓展延伸一個很好的契機(jī).組織學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,小組之間分享、完善實(shí)驗(yàn)方案,最后將探究實(shí)驗(yàn)題目確定為兩個,“模擬一對相對性狀測交后代性狀分離比”,“模擬兩對相對性狀F1代產(chǎn)生配子的種類及比例”(如圖2所示).但在“模擬一對相對性狀測交后代性狀分離比”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生出現(xiàn)了分歧,關(guān)于正交、反交的結(jié)果是否相同?真實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)果才是最有力的證據(jù),教師沒有馬上對問題進(jìn)行解釋,而是將學(xué)生分成兩大組,進(jìn)行正交和反交模擬,最后證明了正交、反交對于孟德爾測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響,同時也為后面學(xué)習(xí)伴性遺傳是一個鋪墊.

        圖2

        4.課后反思

        本節(jié)課模擬了一對相對性狀雜交后代性狀分離比的具體情況,用10個大球代表雌配子,用20個小球代表雄配子,使模擬實(shí)驗(yàn)更加接近真實(shí)的生命現(xiàn)象.同時在數(shù)據(jù)處理方式上,匯總?cè)鄶?shù)據(jù)確保了樣本數(shù)量足夠多,平均值的計(jì)算與判斷使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)預(yù)期更加接近,很好的驗(yàn)證了孟德爾遺傳規(guī)律.

        對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展延伸,可以充分利用實(shí)驗(yàn)器材豐富課程內(nèi)容,加深學(xué)生對于孟德爾雜交、測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解,更加全面理解了孟德爾遺傳規(guī)律.

        [1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)).北京:人民教育出版社,2003(2).

        [2]朱正威,趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(生物必修2遺傳和進(jìn)化):第2版.北京:人民教育出版社,2007(6).

        [責(zé)任編輯:季春陽]

        G632

        A

        1008-0333(2017)30-0072-02

        2017-07-01

        潘惠(1986.7-),中學(xué)一級教師,本科,從事高中生物教學(xué).

        2015年河南省教育技術(shù)裝備和實(shí)踐教育研究立項(xiàng)課題(編號:PZS270).

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