假说演绎法教学设计

2009年第44卷第1期生物学通报33

“基因的自由组合定律”中“假说—演绎法”的教学设计

宁又静

摘要

(江苏省淮阴中学

江苏淮安

223002)

阐述“假说—演绎法”的基本内涵,通过对孟德尔的2对相对性状豌豆杂交实验的

深入剖析,运用“假说—演绎”的科学方法,经过“观察实验、发现问题—分析问题、提出假设—设计实验、验证假设—归纳综合、总结规律”的科学研究一般过程建立起关于2对相对性状的遗传规律。让学生对科学研究的思路和方法有了更深的认识,并能够领会“假说—演绎法”在“自由组合定律”发现过程中的方法论价值,旨在培养学生的科学探究能力。

关键词

自由组合定律

假说—演绎法

教学设计

中国图书分类号:G633.91

文献标识码:C

的证实,那么就标志着假说已经转化为理论。所以,假说包含已知事实和推测性假定2种基本成分,假设就是通过在这2种成分之间构建问题解决的途径。例如,孟德尔的“自由组合定律”的假说构成如下:

①F1全部是黄色圆粒豌豆②从每对性状来说,F2的性状分离

比是3∶1,符合分离定律

推测

“假说—演绎法”是高中生物学课程标准在“遗传与进化”模块对高中学生提出的科学方法的要求,落实“假说—演绎法”的教学对于实现标准倡导的“提高每个中学生的生物科学素养”的课程理念是至关重要的。“自由组合定律”是孟德尔通过豌豆的2对相对性状的杂交实验,运用“假说—演绎”的科学方法,经过“观察实验、发现问题—分析问题、提出假设—设计实验、验证假设—归纳综合、总结规律”的科学研究一般过程建立起来的关于2对相对性状的遗传规律。教师只有自己先弄清楚“假说—演绎法”的真正内涵,才能领会“假说—演绎法”在“自由组合定律”发现过程中的方法论价值,并在教学设计中暴露科学家的思维过程,使学生运用“假说—演绎法”深刻地理解科学发现的过程,切实提高学生的科学探究能力。下面是对教学实践的一点思考。

①F2中新性状组合的类型是亲本性状

的重新组合

②在2对相对性状的遗传中,每一对

性状的遗传都遵循分离定律

③从2对性状的角度,F2出现新的

性状组合,性状表现为4种,比例为9∶3∶3∶1

科学事实

解释

③2对相对性状实验中9∶3∶3∶1与1对

相对性状实验中3∶1能建立数学联系

推测性成分

作为一种正确的假说,仅能够解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另一些实验结果。即除了解释性条件,还必须有预测性条件。而且,预测性条件如果得到实践的证实则比解释性条件更能作为假说是否转化为理论的标志。那么,怎样根据假说去预测未知的事实呢?这就需要根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理得到的结论是否正确。演绎推理是一种必然性推理,它是由一个或几个前提推出与其具有蕴含关系的必然性结论的推理过程和方式,分为直接推理和间接推理2类。孟德尔为了验证对自由组合遗传现象的解释是否正确,所做的结果如下表:

表现型

项目实际籽粒数

黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒

1“假说—演绎法”的基本内涵

“假说—演绎法”是指在观察和分析基础上提

出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。

科学假说是人们根据已经掌握的科学原理和科学事实,对未知的自然现象及其规律性经过一系列的思维过程,预先在自己头脑中作出的假定性解释。从科学活动的一般模式看,假说是通向科学理论的必要环节。科学理论就是对已有的经验和事实作出解释,并对未来的经验和事实提出预测,而科学假说正是实现这种解释和预测的基本思维形式。如果由假说作出的科学预测得到实际

F1作母本F1作父本

1

3124

27221

26251

26261

Ft(测交子代)表型比

34生物学通报2009年第44卷第1期

课本中提到:无论F1作母本还是父本,实验结果与预期相符合,从而证实F1是双杂合体,形成配子时,不同对基因是自由组合的。事实上,这里的“证实”是要有个论证过程的。为什么需要论证呢?因为测交子代(Ft)的表型比是一种遗传现象(一种事物),是实验获得的论据。我们要得出的论点是关于基因型及其遗传动态与结果(另一种事物),虽然2种事物之间具有因果联系,仍需要通过逻辑推理加以论证,使用的论证方法就是演绎法的直接推理。

直接推理是由一个真实可信的事物(或命题)作前提直接推出结论的过程,如果前提具有可信性,只要推理过程合乎逻辑,推出的结论也必然是可信的。这里,作为前提(证据)的事物就是无论

人类遗传病防治。

2.1.2能力目标通过学习孟德尔的2对相对

性状的杂交实验过程,体验科学研究的一般过程,认识遗传研究的一般方法;通过对孟德尔的2对相对性状的杂交实验结果的解释和验证的学习,培养获取和分析处理信息的能力;通过自由组合定律在实践中应用的学习,培养综合运用能力。

2.1.3情感态度价值观目标通过学习孟德尔

的2对相对性状的杂交实验过程以及对孟德尔取得成功原因的分析,引导学生努力探索、积极尝试,培养科学精神和科学态度;通过对基因与性状关系的分析以及对自由组合定律实质的认识,树立内因与外因、现象和本质的辩证观点,进一步形成对生物多样性的认识;通过尝试运用自由组合定律解决实际问题,认同科学、技术、社会相联系的观点。

F1作母本还是父本,其测交子代(Ft)表现型及比

例都为1∶1∶1∶1。论证方式大体如下:

测交子代(Ft)是F1与隐性亲本类型个体的后代,由于隐性亲本类型个体(绿色皱粒)的配子型为yr,对测交子代表现型及比例没有决定性作用,测交子代的表现型及其比例则取决于F1配子比。那么,Ft的表现型及比例:黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱=

2.22.2.1

突显假说演绎法的教学设计观察实验、发现问题

观察实验:2对相对性状的杂交实验。教师引导学生观察,并引导学生思考下列问

题:

1∶1∶1∶1,就真实地反映出F1产生的卵细胞或精子

的各自比例都是:YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。

配子是亲体的产物,子体的根源,上下代相连续的桥梁,是遗传信息传递的唯一媒介。因此,根据F1的配子比,顺理成章地得出结论:F1是杂合的基因型(YyRr),F1生成配子时等位基因分离的同时,非等位基因之间自由组合。

当然,对假说的实践检验过程是很复杂的,不能只靠一、二个实验来说明问题。只有在大量的实验都验证了孟德尔假说的真实性之后,孟德尔假说才发展成为遗传学的经典理论。这样的教材分析既能成为课堂教学的知识目标和能力目标,又为实现情感态度价值观目标提供好的素材。

①孟德尔使用了哪2个不同性状进行实验?

(粒色、粒形)

②各自的相对性状分别是什么?其中,显性性

状分别是什么?(粒色:黄色与绿色,黄色为显性;粒形:圆粒与皱粒,圆粒为显性)

③在2对相对性状的遗传实验中,每一对相

对性状的遗传都遵循什么规律?(遵循分离定律)

④从2对性状的角度,F1的性状表现是什么?

(黄色圆粒)F2代中性状重新组合类型有哪些?(黄色皱粒与绿色圆粒)

⑤F2代中有没有出现新的性状?(没有)⑥F2中新性状组合的类型与亲本性状有什么

关系?(新性状类型是原有的亲本性状的重新组合,即黄色可以和圆粒拆开与皱粒组合,绿色可以和皱粒拆开与圆粒组合。由此可以想象决定不同相对性状的遗传因子有相对的独立性,可以完全分开,自由组合)

22.1

“自由组合定律”的案例分析体现新课程标准的教学目标知识目标

阐明孟德尔的2对相对性状

2.1.1

的杂交实验,分析孟德尔遗传实验获得成功的原因;简述孟德尔的2对相对性状的杂交实验结果以及对实验结果的解释和验证,证明自由组合定律的内容和实质;说出基因型、表现型和等位基因的含义;举例说明自由组合定律指导育种工作及

⑦2对相对性状实验中的F2的性状表现9∶3∶3∶1与1对相对性状实验中的3∶1有什么关系?

[从数学角度分析9∶3∶3∶1是(3∶1)2的展开式,由此推知2对相对性状的遗传结果,是2对相对性

2009年第44卷第1期生物学通报35

状独立遗传结果3∶1的乘积———(3∶1)2]。

发现问题:F2为什么会出现不同性状自由组合遗传现象?即F2的性状分离比为什么是(3∶1)2?

③若后代有性状分离,即黄色圆粒∶黄色皱粒=1∶1,则F1代植株为(单)杂合子(YYRr)。

④若后代有性状分离,即黄色圆粒∶黄色皱粒∶

绿色圆粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1,则F1代植株为(双)杂合子(YyRr)。

实际结果:无论是以F1作母本还是作父本,黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1。证明假设是正确的。

2.2.2分析问题、提出假设

分析问题:

①体细胞中2对遗传因子(基因)控制2对性

状,在形成配子时,控制同一性状的成对遗传因子(基因)分离的同时,控制不同性状的不同对遗传因子(基因)自由组合,这样F1的遗传因子组成(基因型)是双杂合的(YyRr)。

2.2.4归纳综合、总结规律

归纳综合:孟德尔在所研究的豌豆7对相对性状中,任取2对性状进行杂交实验,结果都是一样的。他为什么要这样做?(总结归纳)符合实验设计的什么原则?(实验的重复性原则)

总结规律:预期结果与真实结果一致,假说正确,得出自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合

如果运用“假说—演绎法”进行“自由组合定律”的教学设计是安排在学生学习遗传的细胞学基础之后,不妨适时引导学生对自由组合定律的细胞学基础进行分析,认识到遗传因子(即“基因”)位于染色体上,在F1形成配子的减数分裂过程中,等位基因随着同源染色体的分离而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合,并进入到不同的配子中。笔者在教学中的处理是在多媒体课件中分析问题、提出假设的部分做了一个超链接,插入动物精(卵)原细胞经过减数分裂产生精(卵)细胞的过程(可以说明动、植物细胞形成配子的过程略有不同,但结果是一样的)。在引导学生按照孟德尔的思路演绎推理出F1产生的4种配子后,请学生用已学过的知识为孟德尔的科学发现提供一点现代生物学的证据。这种做法既帮助学生复习了已学过的知识,达到温故知新的效果,又使学生在细胞学水平上解释了基因的自由组合定律,形成对基因的自由组合定律的完整认识。

②当F1形成配子时,控制同一性状的Y与y

分离、R与r分离,Y与R、r自由组合,y也与R、r自由组合,共形成YR、Yr、yR、yr4种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1,其中,YR与yr为2种亲本型配子,Yr与yR为2种重组型配子。

③受精时,雌、雄配子结合机会是随机的,因

此有16种结合方式,形成9种组合形式、4种性状表现的子代。

提出假设:F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合。F1能够产生4种数量相等的雌雄配子(YR∶Yr∶yR∶yr)=1∶1∶

1∶1。2.2.3

设计实验、验证假设

设计实验:测交实验———将F1代植株与绿色皱粒豌豆杂交。

①测定F1的遗传因子组成

(YYRR、YyRR、YYRr、YyRr)

①F1是杂合子,遗传因子组成为YyRr

验证

②F1产生了YR、Yr、yR、yr4种类型的

配子,比值相等(为1∶1∶1∶1)

②测定F1配子的种类及比例③判断F1在形成配子时,不同对

的遗传因子是自由组合的

测交实验作用

预期

③F1在形成配子时,每对遗传因子彼此

分离,不同对遗传因子可以自由组合

测交实验验证

验证假设:孟德尔是通过测交实验对自己的解释进行验证的,在教学中教师可以先引导学生根据孟德尔的解释对测交的实验结果进行预期,再把孟德尔测交的实际结果与学生的实验结果进行对比,验证孟德尔的解释是正确的,最后师生共同总结遗传的自由组合定律的实质。

结果预期与分析:

3教学反思与建议

“假说—演绎法”在以前的中学生物学教学中

①若后代无性状分离,即都是黄色圆粒豌豆,

则F1代植株为纯合子(YYRR)。

没有明确要求,许多教师不能真正领会假说演绎的内涵,而“自由组合定律”又是绝大多数教师非常熟悉的内容,所以很容易按照思维的惯性我行

②若后代有性状分离,即黄色圆粒∶绿色圆粒=1∶1,则F1代植株为(单)杂合子(YyRR)。

36生物学通报2009年第44卷第1期

“血液循环”一节的教学安排

王卿璜

中国图书分类号:G633.91

(泉州市现代中学

福建泉州

362000)

文献标识码:C

实验教材,7年级下册,第9章,第2节,“血液循环”中的一个探究活动。根据教材的安排,“探究运动与脉搏的关系”是随堂进行的一个活动,然而,在教学实践中发现,该活动如果在教室里开展局限性较大。活动形式和活动强度受限制并有可能影响到其他班级的上课。因此,考虑将这堂课的活动地点设置在户外。但教材中“探究运动与脉搏的关系”是与“血压”、“脉搏”等知识安排在同一课时里完成的。于是,对“血液循环”这一节的教学内容进行了重新安排。整合出1节课的时间,让学生在适宜的场地上探究“运动与脉搏的关系”。

自课改以来,如何创造性地使用教材,一直是我们的一个研究课题。几年来,围绕“以学生发展为本”的目标,依据生物学课程标准,结合本地、本校的实际情况,大胆突破教材的内容编排,对所使用教材中的部分内容进行了重组、整合,从而解决了教材内容与学习时间、活动内容与活动场地等的矛盾,使课堂教学更加贴近实际,让学生在愉悦的学习氛围中主动获取新知。本文就重组、整合

7年级下册“血液循环”一节的教学内容,解决“探

究运动与脉搏的关系”这一课的活动场地问题,谈谈我们的一些做法。

1重组、整合“血液循环”一节缘由教学内容“探究运动与脉搏的关系”是北师大版生物学

2教学过程

→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→

我素,没有把“假说—演绎法”的精髓与“自由组合定律”的科学发现史紧密地结合起来,往往先讲“自由组合定律”的内容,然后提一下“假说—演绎法”的概念,学生根本就不能深刻理解孟德尔的“自由组合定律”中的“科学假说”是什么?“演绎推理”又是哪个步骤?使“假说—演绎法”在“自由组合定律”中的教学没有落实到位。不符合新的课程理念。

在新课程改革的新形势下,教师应该如何把新课程理念落实在自己的课堂教学中?首先,在思想意识层面上要克服下列倾向:①认知的偏差。教师要提高自己的职业责任感,热情、主动地参与课程改革。②习惯的惰性。教师要认真钻研课程标准、教材,不能犯经验主义的错误。③知识的缺失。教师要加强专业基础知识的学习,提高自身的业务素质。④职业的倦怠。教师要加强心理保健、自我调适的意识,增强自己的创新激情。其次,在课堂教学层面上,要做到以下几点:①认真研读课程标准。落实新课程标准中的三维目标,找出新旧教材中的不同内容以及同一内容不同的呈现方式、思维方式和知识的发生过程。②精心设计课堂教学。

12

抓住重点,突破难点,努力通过改变教师“教”的方式来促进学生学习方式的改变。③熟练运用教学媒体。促进信息技术和学科课程的整合,逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式,教师的教学方式和师生的互动方式的变革。④学会开发课程资源。目前课程资源的利用主要有3方面,即校内的课程资源、校外的课程资源、网络课程资源,教师应当学会创造性地利用一切有用资源,为课堂教学服务。⑤及时反思教学行为。反思是促进教师专业成长的一条重要途径。奥斯特曼等人提出教师反思的过程:具体经验→观察分析→抽象的重新概括→积极的验证。布鲁巴赫等人提出课后备课、反思日记、观摩分析、职业发展、行动研究等5种反思的方法和途径。总之,课程改革的成功、教学设计的完善与教师专业的发展是互动的,只有教师专业的发展,才有课程改革的发展。

主要参考文献

刘大椿.科学哲学通论.北京:中国人民大学出版社,1998.李红.“遗传与进化”模块中“假说—演绎法”的教学.生物学通报,2007,42(4):36—38.

(E-mail:ningyoujing@163.com)

2009年第44卷第1期生物学通报33

“基因的自由组合定律”中“假说—演绎法”的教学设计

宁又静

摘要

(江苏省淮阴中学

江苏淮安

223002)

阐述“假说—演绎法”的基本内涵,通过对孟德尔的2对相对性状豌豆杂交实验的

深入剖析,运用“假说—演绎”的科学方法,经过“观察实验、发现问题—分析问题、提出假设—设计实验、验证假设—归纳综合、总结规律”的科学研究一般过程建立起关于2对相对性状的遗传规律。让学生对科学研究的思路和方法有了更深的认识,并能够领会“假说—演绎法”在“自由组合定律”发现过程中的方法论价值,旨在培养学生的科学探究能力。

关键词

自由组合定律

假说—演绎法

教学设计

中国图书分类号:G633.91

文献标识码:C

的证实,那么就标志着假说已经转化为理论。所以,假说包含已知事实和推测性假定2种基本成分,假设就是通过在这2种成分之间构建问题解决的途径。例如,孟德尔的“自由组合定律”的假说构成如下:

①F1全部是黄色圆粒豌豆②从每对性状来说,F2的性状分离

比是3∶1,符合分离定律

推测

“假说—演绎法”是高中生物学课程标准在“遗传与进化”模块对高中学生提出的科学方法的要求,落实“假说—演绎法”的教学对于实现标准倡导的“提高每个中学生的生物科学素养”的课程理念是至关重要的。“自由组合定律”是孟德尔通过豌豆的2对相对性状的杂交实验,运用“假说—演绎”的科学方法,经过“观察实验、发现问题—分析问题、提出假设—设计实验、验证假设—归纳综合、总结规律”的科学研究一般过程建立起来的关于2对相对性状的遗传规律。教师只有自己先弄清楚“假说—演绎法”的真正内涵,才能领会“假说—演绎法”在“自由组合定律”发现过程中的方法论价值,并在教学设计中暴露科学家的思维过程,使学生运用“假说—演绎法”深刻地理解科学发现的过程,切实提高学生的科学探究能力。下面是对教学实践的一点思考。

①F2中新性状组合的类型是亲本性状

的重新组合

②在2对相对性状的遗传中,每一对

性状的遗传都遵循分离定律

③从2对性状的角度,F2出现新的

性状组合,性状表现为4种,比例为9∶3∶3∶1

科学事实

解释

③2对相对性状实验中9∶3∶3∶1与1对

相对性状实验中3∶1能建立数学联系

推测性成分

作为一种正确的假说,仅能够解释已有的实验结果是不够的,还应该能够预测另一些实验结果。即除了解释性条件,还必须有预测性条件。而且,预测性条件如果得到实践的证实则比解释性条件更能作为假说是否转化为理论的标志。那么,怎样根据假说去预测未知的事实呢?这就需要根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理得到的结论是否正确。演绎推理是一种必然性推理,它是由一个或几个前提推出与其具有蕴含关系的必然性结论的推理过程和方式,分为直接推理和间接推理2类。孟德尔为了验证对自由组合遗传现象的解释是否正确,所做的结果如下表:

表现型

项目实际籽粒数

黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒

1“假说—演绎法”的基本内涵

“假说—演绎法”是指在观察和分析基础上提

出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。

科学假说是人们根据已经掌握的科学原理和科学事实,对未知的自然现象及其规律性经过一系列的思维过程,预先在自己头脑中作出的假定性解释。从科学活动的一般模式看,假说是通向科学理论的必要环节。科学理论就是对已有的经验和事实作出解释,并对未来的经验和事实提出预测,而科学假说正是实现这种解释和预测的基本思维形式。如果由假说作出的科学预测得到实际

F1作母本F1作父本

1

3124

27221

26251

26261

Ft(测交子代)表型比

34生物学通报2009年第44卷第1期

课本中提到:无论F1作母本还是父本,实验结果与预期相符合,从而证实F1是双杂合体,形成配子时,不同对基因是自由组合的。事实上,这里的“证实”是要有个论证过程的。为什么需要论证呢?因为测交子代(Ft)的表型比是一种遗传现象(一种事物),是实验获得的论据。我们要得出的论点是关于基因型及其遗传动态与结果(另一种事物),虽然2种事物之间具有因果联系,仍需要通过逻辑推理加以论证,使用的论证方法就是演绎法的直接推理。

直接推理是由一个真实可信的事物(或命题)作前提直接推出结论的过程,如果前提具有可信性,只要推理过程合乎逻辑,推出的结论也必然是可信的。这里,作为前提(证据)的事物就是无论

人类遗传病防治。

2.1.2能力目标通过学习孟德尔的2对相对

性状的杂交实验过程,体验科学研究的一般过程,认识遗传研究的一般方法;通过对孟德尔的2对相对性状的杂交实验结果的解释和验证的学习,培养获取和分析处理信息的能力;通过自由组合定律在实践中应用的学习,培养综合运用能力。

2.1.3情感态度价值观目标通过学习孟德尔

的2对相对性状的杂交实验过程以及对孟德尔取得成功原因的分析,引导学生努力探索、积极尝试,培养科学精神和科学态度;通过对基因与性状关系的分析以及对自由组合定律实质的认识,树立内因与外因、现象和本质的辩证观点,进一步形成对生物多样性的认识;通过尝试运用自由组合定律解决实际问题,认同科学、技术、社会相联系的观点。

F1作母本还是父本,其测交子代(Ft)表现型及比

例都为1∶1∶1∶1。论证方式大体如下:

测交子代(Ft)是F1与隐性亲本类型个体的后代,由于隐性亲本类型个体(绿色皱粒)的配子型为yr,对测交子代表现型及比例没有决定性作用,测交子代的表现型及其比例则取决于F1配子比。那么,Ft的表现型及比例:黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱=

2.22.2.1

突显假说演绎法的教学设计观察实验、发现问题

观察实验:2对相对性状的杂交实验。教师引导学生观察,并引导学生思考下列问

题:

1∶1∶1∶1,就真实地反映出F1产生的卵细胞或精子

的各自比例都是:YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1。

配子是亲体的产物,子体的根源,上下代相连续的桥梁,是遗传信息传递的唯一媒介。因此,根据F1的配子比,顺理成章地得出结论:F1是杂合的基因型(YyRr),F1生成配子时等位基因分离的同时,非等位基因之间自由组合。

当然,对假说的实践检验过程是很复杂的,不能只靠一、二个实验来说明问题。只有在大量的实验都验证了孟德尔假说的真实性之后,孟德尔假说才发展成为遗传学的经典理论。这样的教材分析既能成为课堂教学的知识目标和能力目标,又为实现情感态度价值观目标提供好的素材。

①孟德尔使用了哪2个不同性状进行实验?

(粒色、粒形)

②各自的相对性状分别是什么?其中,显性性

状分别是什么?(粒色:黄色与绿色,黄色为显性;粒形:圆粒与皱粒,圆粒为显性)

③在2对相对性状的遗传实验中,每一对相

对性状的遗传都遵循什么规律?(遵循分离定律)

④从2对性状的角度,F1的性状表现是什么?

(黄色圆粒)F2代中性状重新组合类型有哪些?(黄色皱粒与绿色圆粒)

⑤F2代中有没有出现新的性状?(没有)⑥F2中新性状组合的类型与亲本性状有什么

关系?(新性状类型是原有的亲本性状的重新组合,即黄色可以和圆粒拆开与皱粒组合,绿色可以和皱粒拆开与圆粒组合。由此可以想象决定不同相对性状的遗传因子有相对的独立性,可以完全分开,自由组合)

22.1

“自由组合定律”的案例分析体现新课程标准的教学目标知识目标

阐明孟德尔的2对相对性状

2.1.1

的杂交实验,分析孟德尔遗传实验获得成功的原因;简述孟德尔的2对相对性状的杂交实验结果以及对实验结果的解释和验证,证明自由组合定律的内容和实质;说出基因型、表现型和等位基因的含义;举例说明自由组合定律指导育种工作及

⑦2对相对性状实验中的F2的性状表现9∶3∶3∶1与1对相对性状实验中的3∶1有什么关系?

[从数学角度分析9∶3∶3∶1是(3∶1)2的展开式,由此推知2对相对性状的遗传结果,是2对相对性

2009年第44卷第1期生物学通报35

状独立遗传结果3∶1的乘积———(3∶1)2]。

发现问题:F2为什么会出现不同性状自由组合遗传现象?即F2的性状分离比为什么是(3∶1)2?

③若后代有性状分离,即黄色圆粒∶黄色皱粒=1∶1,则F1代植株为(单)杂合子(YYRr)。

④若后代有性状分离,即黄色圆粒∶黄色皱粒∶

绿色圆粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1,则F1代植株为(双)杂合子(YyRr)。

实际结果:无论是以F1作母本还是作父本,黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1。证明假设是正确的。

2.2.2分析问题、提出假设

分析问题:

①体细胞中2对遗传因子(基因)控制2对性

状,在形成配子时,控制同一性状的成对遗传因子(基因)分离的同时,控制不同性状的不同对遗传因子(基因)自由组合,这样F1的遗传因子组成(基因型)是双杂合的(YyRr)。

2.2.4归纳综合、总结规律

归纳综合:孟德尔在所研究的豌豆7对相对性状中,任取2对性状进行杂交实验,结果都是一样的。他为什么要这样做?(总结归纳)符合实验设计的什么原则?(实验的重复性原则)

总结规律:预期结果与真实结果一致,假说正确,得出自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合

如果运用“假说—演绎法”进行“自由组合定律”的教学设计是安排在学生学习遗传的细胞学基础之后,不妨适时引导学生对自由组合定律的细胞学基础进行分析,认识到遗传因子(即“基因”)位于染色体上,在F1形成配子的减数分裂过程中,等位基因随着同源染色体的分离而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合,并进入到不同的配子中。笔者在教学中的处理是在多媒体课件中分析问题、提出假设的部分做了一个超链接,插入动物精(卵)原细胞经过减数分裂产生精(卵)细胞的过程(可以说明动、植物细胞形成配子的过程略有不同,但结果是一样的)。在引导学生按照孟德尔的思路演绎推理出F1产生的4种配子后,请学生用已学过的知识为孟德尔的科学发现提供一点现代生物学的证据。这种做法既帮助学生复习了已学过的知识,达到温故知新的效果,又使学生在细胞学水平上解释了基因的自由组合定律,形成对基因的自由组合定律的完整认识。

②当F1形成配子时,控制同一性状的Y与y

分离、R与r分离,Y与R、r自由组合,y也与R、r自由组合,共形成YR、Yr、yR、yr4种类型的配子,比例为1∶1∶1∶1,其中,YR与yr为2种亲本型配子,Yr与yR为2种重组型配子。

③受精时,雌、雄配子结合机会是随机的,因

此有16种结合方式,形成9种组合形式、4种性状表现的子代。

提出假设:F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合。F1能够产生4种数量相等的雌雄配子(YR∶Yr∶yR∶yr)=1∶1∶

1∶1。2.2.3

设计实验、验证假设

设计实验:测交实验———将F1代植株与绿色皱粒豌豆杂交。

①测定F1的遗传因子组成

(YYRR、YyRR、YYRr、YyRr)

①F1是杂合子,遗传因子组成为YyRr

验证

②F1产生了YR、Yr、yR、yr4种类型的

配子,比值相等(为1∶1∶1∶1)

②测定F1配子的种类及比例③判断F1在形成配子时,不同对

的遗传因子是自由组合的

测交实验作用

预期

③F1在形成配子时,每对遗传因子彼此

分离,不同对遗传因子可以自由组合

测交实验验证

验证假设:孟德尔是通过测交实验对自己的解释进行验证的,在教学中教师可以先引导学生根据孟德尔的解释对测交的实验结果进行预期,再把孟德尔测交的实际结果与学生的实验结果进行对比,验证孟德尔的解释是正确的,最后师生共同总结遗传的自由组合定律的实质。

结果预期与分析:

3教学反思与建议

“假说—演绎法”在以前的中学生物学教学中

①若后代无性状分离,即都是黄色圆粒豌豆,

则F1代植株为纯合子(YYRR)。

没有明确要求,许多教师不能真正领会假说演绎的内涵,而“自由组合定律”又是绝大多数教师非常熟悉的内容,所以很容易按照思维的惯性我行

②若后代有性状分离,即黄色圆粒∶绿色圆粒=1∶1,则F1代植株为(单)杂合子(YyRR)。

36生物学通报2009年第44卷第1期

“血液循环”一节的教学安排

王卿璜

中国图书分类号:G633.91

(泉州市现代中学

福建泉州

362000)

文献标识码:C

实验教材,7年级下册,第9章,第2节,“血液循环”中的一个探究活动。根据教材的安排,“探究运动与脉搏的关系”是随堂进行的一个活动,然而,在教学实践中发现,该活动如果在教室里开展局限性较大。活动形式和活动强度受限制并有可能影响到其他班级的上课。因此,考虑将这堂课的活动地点设置在户外。但教材中“探究运动与脉搏的关系”是与“血压”、“脉搏”等知识安排在同一课时里完成的。于是,对“血液循环”这一节的教学内容进行了重新安排。整合出1节课的时间,让学生在适宜的场地上探究“运动与脉搏的关系”。

自课改以来,如何创造性地使用教材,一直是我们的一个研究课题。几年来,围绕“以学生发展为本”的目标,依据生物学课程标准,结合本地、本校的实际情况,大胆突破教材的内容编排,对所使用教材中的部分内容进行了重组、整合,从而解决了教材内容与学习时间、活动内容与活动场地等的矛盾,使课堂教学更加贴近实际,让学生在愉悦的学习氛围中主动获取新知。本文就重组、整合

7年级下册“血液循环”一节的教学内容,解决“探

究运动与脉搏的关系”这一课的活动场地问题,谈谈我们的一些做法。

1重组、整合“血液循环”一节缘由教学内容“探究运动与脉搏的关系”是北师大版生物学

2教学过程

→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→

我素,没有把“假说—演绎法”的精髓与“自由组合定律”的科学发现史紧密地结合起来,往往先讲“自由组合定律”的内容,然后提一下“假说—演绎法”的概念,学生根本就不能深刻理解孟德尔的“自由组合定律”中的“科学假说”是什么?“演绎推理”又是哪个步骤?使“假说—演绎法”在“自由组合定律”中的教学没有落实到位。不符合新的课程理念。

在新课程改革的新形势下,教师应该如何把新课程理念落实在自己的课堂教学中?首先,在思想意识层面上要克服下列倾向:①认知的偏差。教师要提高自己的职业责任感,热情、主动地参与课程改革。②习惯的惰性。教师要认真钻研课程标准、教材,不能犯经验主义的错误。③知识的缺失。教师要加强专业基础知识的学习,提高自身的业务素质。④职业的倦怠。教师要加强心理保健、自我调适的意识,增强自己的创新激情。其次,在课堂教学层面上,要做到以下几点:①认真研读课程标准。落实新课程标准中的三维目标,找出新旧教材中的不同内容以及同一内容不同的呈现方式、思维方式和知识的发生过程。②精心设计课堂教学。

12

抓住重点,突破难点,努力通过改变教师“教”的方式来促进学生学习方式的改变。③熟练运用教学媒体。促进信息技术和学科课程的整合,逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式,教师的教学方式和师生的互动方式的变革。④学会开发课程资源。目前课程资源的利用主要有3方面,即校内的课程资源、校外的课程资源、网络课程资源,教师应当学会创造性地利用一切有用资源,为课堂教学服务。⑤及时反思教学行为。反思是促进教师专业成长的一条重要途径。奥斯特曼等人提出教师反思的过程:具体经验→观察分析→抽象的重新概括→积极的验证。布鲁巴赫等人提出课后备课、反思日记、观摩分析、职业发展、行动研究等5种反思的方法和途径。总之,课程改革的成功、教学设计的完善与教师专业的发展是互动的,只有教师专业的发展,才有课程改革的发展。

主要参考文献

刘大椿.科学哲学通论.北京:中国人民大学出版社,1998.李红.“遗传与进化”模块中“假说—演绎法”的教学.生物学通报,2007,42(4):36—38.

(E-mail:ningyoujing@163.com)


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