巧用雪花片突破孟德尔定律的教学难点余姚第三中学徐文垚摘要

巧用雪花片突破孟德尔定律的教学难点余姚第三中学徐文垚摘要 巧用雪花片突破孟德尔定律的教学难点 余姚市第三中学 徐文垚 摘 要 雪花片可以作为学生学习孟德尔定律的学习工具，能使抽象概念具体化，微观概念宏观化，帮助学生深入理解并解释分离现象和自由组合现象，从而突破教学难点，还能使学生的科学探究能力得以提高，合作意识得以增强并提高了学习的主动性和积极性。 关键词 雪花片;孟德尔定律;学习工具 孟德尔定律是按科学史的发展线索来安排的，学生在学习时缺乏减数分裂的知识，认知上有一定的难度，而且遗传因子是微观的概念，因此在用假说演绎法解释分离现象和自由组合现象时存在一定的难度。在教学过程中，学生通过利用雪花片小组合作学习进行推理和探究，不仅能激起学生的学习兴趣，使其积极主动地参与到学习过程中，而且可以化微观为宏观，直观又形象，从而提高学生探究能力和合作意识，突破教学难点。笔者利用雪花片作为学生学习工具，在“分离定律”和“自由组合定律”的教学中巧妙运用，收到了事半功倍的效果。 一、 雪花片作为模拟遗传因子材料的优点 雪花片是由塑料制成，是一种学生幼儿期开发智力的玩具，能唤起学生儿时的回忆，学生会有亲切感，又具有趣味性;雪花片形状相同但又各具颜色，其中有紫、白、黄、绿等颜色，这与豌豆花的颜色以及种子的颜色一致，因此可以直观形象地表示微观的遗传因子;雪花片使用简便，可以放置在一起，也可以拼插起来，用来模拟配子的结合。这种模拟材料最大的优点是生动形象，既能静态说明，也能动态展示，克服了多媒体演示转瞬即逝的缺点。学生亲自演绎推理，在教学中取得了很好的效果。 二、 利用雪花片的优点解释分离定律和自由组合定律，使抽象概念具体化， 微观概念宏观化 伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”也就是说一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知，去探索，去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。而孟德尔定律中的遗传因子是微观的概念，比较抽象，仅凭教师的讲授，无法激起学生的学习兴趣，而且很难理解，由此学生的主动求知的欲望受到了很大的限制。利用直观的雪花片实物代替微观的遗传因子，通过有形的学习工具来揭示无形的生物定律，有助于学生对相关知识的理解和掌握。 (一)、利用雪花片模拟遗传因子解释分离定律 1 孟德尔一对相对形状的杂交实验，学生很容易发现花色遗传过程中的现象，但需要运用假说演绎的科学方法，这是本节难点。笔者发现曾经有很多教师设计了多种教学策略来进行 [1][2]突破，如问题串教学法和资料型问题渐进性探究法等。通过实际教学发现，这些教学策略能一定程度帮助学生理解和掌握，但是教学时间很难把握，教学有效性无法保证，而且时间一长学生容易遗忘。 笔者先介绍假设内容的一部分，在形成配子时，遗传因子如何分配，引导学生自己建立假说，并在此基础上向学生演示演绎推理的思维过程，然后让学生完成后面的演绎和推理，即以紫色雪花片代表紫花遗 传因子，以白色雪花片代表百花遗传因子(见图1)，根据假说和推理，完成亲本到F的遗传1过程(见图2)。 教师引导学生构建教学模型分析配子比例。假设豌豆在形成配子时，产生的C和c两种配子的比例为a:b，若雌雄配子受精时随机结合，则a:b=1:1。在数学模型分析的基础上，提出分离定律的核心假设:即F可产生两种不同类型的配子，一种带有基因C，另一种带有1 基因c，并且数目相等，比例为1:1，且雌雄配子随机结合。接着教师提供每个学习小组实验材料:大信封两个，代表雌雄个体，每个信封装数量 F 2 图1 图2 图3 相等的紫色和白色两种雪花片，紫色雪花片模拟C配子，白色雪花片模拟c配子。学生分组合作开展形状分离比模拟实验(图3)。具体过程如下: ?.从每个信封中各随机抓取一枚雪花片，模拟参与受精的配子是随机的。 ?.配子的基因后将雪花片放回原信封，并将雪花片混匀。 ?.分析配子组合形成的子代基因型和表现型。 ?.重复实验20次。 ?.分析并统计各配子，基因型和表现型出现次数。 ?.将各小组的数据进行统计分析。 2 通过模拟活动，学生加深了对分离定律实质的理解，并为其运用分离定律解决实际问题打下基础，同时使学生认同模拟活动是进行科学探究的一种方法。活动中学生快乐的学习，不仅提高了合作学习的能力，还体验了用数学统计方法分析实验结果的必要性和重要性。通过模拟活动，学生体会到了孟德尔在科学探究时所付出的艰辛和努力，同时锻炼了质疑，猜想，推理，验证和实事求是的科学态度和科学精神。 (二)、根据已有经验利用雪花片自主探究自由组合定律 随着课程改革的深化，核心素养体系被置于这一改革的基础地位。高中生物学课程改革的深入进行也将以促进学生核心素养发展为目标。理性思维和科学探究就是其中重要组成部 [3]分。在实际教学过程中，教师把课后活动、模拟活动和学生实验纷纷搬上课堂，但是教学时间有限，而这些活动往往占用很长课堂时间，为了更好地使这些活动能够与课堂教学内容有效结合，以达到在短时间内既能高效完成探究活动，又能落实教学目标的目的。学习自由组合定律之前已经学习了分离定律，学生对遗传因子的分离已经有了一定的认识，但是学生还没有排列组合的知识，所 以对自由组合现象的解释还存在困难。笔 者利用雪花片明显的差异性，根据学生已 有经验利用学习小组在课后完成 “两对 相对性状杂交的模拟实验”探究活动，以 实现对“自由组合现象解释”这一难点的 突破，教师提供每个学习小组实验材料: 大信封四个，代表雄1雄2雌1雌2，雄1 和雌1信封中各放入数量相等的黄色和绿 图4 色两种雪花片，黄色雪花片模拟Y配子，绿 色雪花片模拟y配子，雄2和雌2信封中各放入数量相等的粉色和蓝色两种雪花片，粉色雪花片模拟R配子，蓝色雪花片模拟r配子，结果如图4。具体过程如下: ?.从雄1和雄2，雌1和雌2信封中各随机抓取一枚雪花片，模拟配子形成。 ?.记录配子的基因(画正)后将雪花片放回原信封，并将雪花片混匀。 ?.分析配子组合形成的子代基因型和表现型。 ?.重复实验100次。 ?.分析并统计各配子，基因型和表现型出现次数。 ?.将各小组的数据进行统计分析。(表1) 3 表1:两对相对性状杂交的模拟实验记录表 双显性性状 单显性性状 双隐性性状 类型 Y_R_ Y_rr yyR_ yyrr YYRR YYRr YyRR YyRr YYrr Yyrr yyRR yyRr yyrr 统计次 数(正) 合计 比例 模拟活动后，通过学生讨论交流，发现模拟实验的次数越多，自由组合比越接近9:3:3:1，另外每个信封中的雪花片数量增加，能更好地体现随机性，尽量减少偶然事件的发生。模拟实验证实了两对相对性状的杂交模拟实验和一对相对性状的杂交模拟实验的思想和方法是类似的。通过自主探究，不仅学生的科学探究能力得到了一定的提高，而且教师对探究也有了新的认识，更加深了学生对生物模型的认识，并学会了用类比的方法进行生物定律的学习。 三、 结语 以雪花片作为学习工具具有取材容易，形同色异和操作简便等优点。利用雪花片的优点解释分离定律和自由组合定律，使抽象概念具体化，微观概念宏观化。课前课中相结合的教学，大大提高了课堂教学的效率。把更多的时间和空间留给学生，让学生思考，参与并经历探究过程，使学生的生物核心素养得以提高，也突破了本章教学的难点。 参考文献 [1] 潘金元. 应用问题串进行“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”的教学 [J]. 生物学教学， 2015(4):28-29 [2] 苏明学. “基因的分离定律”的教学分析与设计[J]. 生物学通报，2006(1):30-33 [3] 唐晓春，张宜萍. “性状分离比模拟实验”引起的探究[J]. 生物学通报，2010(2):53-54 4