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]

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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).