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        圍繞科學(xué)史進行高一專題復(fù)習(xí)

        2018-01-07 04:22:40尤潔
        關(guān)鍵詞:科學(xué)史基因

        尤潔

        【內(nèi)容摘要】復(fù)習(xí)課是在學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的基礎(chǔ)知識的前提下進行的,如果教師能夠立足于科學(xué)史這一事實,強化學(xué)生對核心知識的理解,繼而引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)史和核心知識為支撐,對原有知識進行必要的拓展、深化,以建立知識間的聯(lián)系,構(gòu)建體現(xiàn)高中生物知識的核心體系,實現(xiàn)知識的遷移利用,是實現(xiàn)高效復(fù)習(xí)的關(guān)鍵。

        【關(guān)鍵詞】科學(xué)史 “基因”專題

        本文以“基因”專題復(fù)習(xí)為例,主要探討如何利用科學(xué)史展開高一專題復(fù)習(xí)的策略。

        一、“基因”專題的科學(xué)史分析

        人教版普通高中生物教材中有許多有關(guān)生物學(xué)研究發(fā)展歷史、探索過程等方面內(nèi)容的介紹,一般出現(xiàn)在“資料分析”的板塊中。這些內(nèi)容的出現(xiàn),顯然目的不僅僅只是為了擴大學(xué)生的知識面,更重要的是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),激發(fā)學(xué)生探索生命奧秘的興趣和熱情,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,而這正是目前教育改革的重要課題?;谏鲜鰧茖W(xué)史的理解和認(rèn)識,結(jié)合《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》對本部分教學(xué)內(nèi)容的具體要求,筆者整理了有關(guān)“基因”專題的科學(xué)史。我認(rèn)為如果能在復(fù)習(xí)課中適當(dāng)?shù)丶尤脒@些元素,一定會起到畫龍點睛的作用。

        二、任務(wù)分析和目標(biāo)確定

        學(xué)生通過新課的學(xué)習(xí),已經(jīng)初步理解了“減數(shù)分裂”、“遺傳的基本規(guī)律”、“基因在染色體上”、“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”、“DNA的結(jié)構(gòu)”和“中心法則”等內(nèi)容,但對之間的內(nèi)在聯(lián)系缺乏深刻的認(rèn)識,尚未建立起貫穿“基因”的知識體系。因此本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)具體設(shè)計為:

        知識目標(biāo):(1)理解豌豆雜交實驗的過程和遺傳的基本規(guī)律(2)體會和認(rèn)同“基因在染色體上”的觀點(3)學(xué)會分析“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的實驗。

        能力目標(biāo):使用準(zhǔn)確的術(shù)語來概括“減數(shù)分裂”,使用準(zhǔn)確的圖示來構(gòu)建DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則。

        情感態(tài)度和價值觀目標(biāo):通過以生物科學(xué)發(fā)展史為線索來理解基因在生命中的延續(xù)性。

        三、教學(xué)過程分析和組織

        1.遺傳定律的發(fā)現(xiàn)和減數(shù)分裂

        基因是遺傳學(xué)這頂皇冠上的一顆明珠,而孟德爾又是遺傳學(xué)的奠基人,所以從孟德爾的豌豆雜交實驗的復(fù)習(xí)開始。首先回顧孟德爾的豌豆雜交實驗,設(shè)計一系列問題串,對這兩個實驗梳理,讓學(xué)生了解孟德爾的實驗過程。1866年孟德爾在《植物雜交實驗》中提出了遺傳因子,并對分離現(xiàn)象的原因提出了假說。可是,偉大的孟德爾的思維和實驗太超前了。直到孟德爾逝世16年后,來自三個國家的三位學(xué)者才同時獨立地“重新發(fā)現(xiàn)”孟德爾遺傳定律。1879年弗萊明(德)第一個發(fā)現(xiàn)了染色體,1883年由E. van貝內(nèi)登最初在動物體內(nèi)和1888年E. A. 施特拉斯布格最初在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了減數(shù)分裂。接著進入到減數(shù)分裂的復(fù)習(xí)過程,讓學(xué)生思考在減數(shù)分裂過程中遵循了遺傳的哪些基本規(guī)律?又如何體現(xiàn)這些遺傳規(guī)律的實質(zhì)?教師要因勢利導(dǎo),循循善誘,借助減數(shù)分裂過程設(shè)計問題串,出示減數(shù)分裂過程中染色體和DNA的數(shù)量關(guān)系圖,請學(xué)生辨析減數(shù)分裂中的圖形。

        2.“基因在染色體上”的假說和實驗證據(jù)

        1903年,美國遺傳學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作為實驗材料,研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。他發(fā)現(xiàn)了減數(shù)分裂過程中,基因和染色體的行為的一致性,所以薩頓用類比推理的方法提出假說:基因在染色體上。接下來,美國生物學(xué)家摩爾根用果蠅雜交實驗為基因位于染色體上提供了證據(jù)。通過這個探究過程也讓學(xué)生明白了科學(xué)研究的艱辛,感受了科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神和抓住機會,絕不放過一個例外的精神,也在這種潛移默化的學(xué)習(xí)中提升了學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

        3.證明“DNA是遺傳物質(zhì)”的經(jīng)典實驗

        1928年,格里菲斯把熱處理的S細(xì)菌與活的R細(xì)菌的混合物注射到小鼠中時,盡管這兩種細(xì)菌本身都不是致死的,但是小鼠還是死亡了!格里菲斯將這種引起轉(zhuǎn)化的未知物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化因子,但他不知道轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)。1935年至1944年,經(jīng)歷了10年的不斷研究,美國洛克菲勒學(xué)院的三位免疫化學(xué)家艾弗里、麥克勞德、麥卡提證明了DNA是肺炎球菌的遺傳物質(zhì)。其實艾弗里的實驗并不是如高中教材所說的那樣,“將提純的DNA、蛋白質(zhì)和莢膜多糖等物質(zhì)分別加入到培養(yǎng)了R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果發(fā)現(xiàn):只有加入DNA,R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌”。艾弗里等人的工作實際是:不斷地去除S型細(xì)菌中各種成分,然后得到純化的“轉(zhuǎn)化因子”;接著對純化的“轉(zhuǎn)化因子”進行鑒定,確認(rèn)它就是DNA。1944年,當(dāng)艾弗里等人提取的“最純”的DNA中,仍有1%的蛋白質(zhì)雜質(zhì)。通過這些科學(xué)家生平的介紹,還原當(dāng)年科學(xué)家的實驗過程,感受科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和獨特的人格魅力。

        4.總結(jié)升華

        讓學(xué)生重新審視本節(jié)課的內(nèi)容,利用這些科學(xué)史將基因?qū)n}的相關(guān)內(nèi)容串聯(lián)起來。

        四、實施效果反思

        在復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容時,通過科學(xué)史的講解順序進而復(fù)習(xí)基因?qū)n}的相關(guān)內(nèi)容,利用科學(xué)史讓學(xué)生把頭腦中零散的知識聯(lián)系起來,使學(xué)生對基因的內(nèi)容更加明確,認(rèn)識更加深刻。這種圍繞著科學(xué)史展開的相關(guān)知識復(fù)習(xí)的教學(xué)設(shè)計,不僅幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的核心內(nèi)容,構(gòu)建了知識體系,同時培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維和多種能力,對于其知識的理解和應(yīng)用有很大的幫助。

        【參考文獻】

        [1] 孟凡龍. 援引科學(xué)史探究DNA復(fù)制方式的POE教學(xué)策略分析[J]. 生物學(xué)教學(xué),2018(1):15-16.

        (作者單位:江蘇省天一中學(xué))

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