探究“花生果實大小的變異”活動設計

倡導探究性學習是生物課程標準的重要理念之一，設計好科學探究活動是落實這一理念的關鍵所在。探究“花生果實大小的變異”是人教版八年級下冊“生物的變異”一節的內容，通過該探究活動來突破本節的重難點，因此如何設計好該探究活動是本節課的關鍵。下面是該探究活動在課堂上的展現。

1 探究活動的目的和基本環節及方法

1.1 活動的目的

通過該探究活動，使學生總結引起生物變異的2種原因，使學生理解生物的性狀既受基因控制又受環境因素的影響，使學生認識到生物性狀的變異是普遍存在的。

1.2 準備材料用具

每一小組課前準備足夠數量的大小花生果實（隨機取樣）；測量工具（圓規、尺）；筆；記錄本和繪圖紙（設計好統計表和繪圖方法）。

1.3 基本環節和方法

創設探究情境→提出問題，作出假設→分組自主探究→觀察、分析、討論→總結、質疑、解疑。采用自主探究學習的方式進行，教師起點撥的作用。

2 探究實施過程

2.1 創設探究情境

由課本提供的圖片資料制成Flash動畫播放，使故事情節更加逼真，激發學生探究興趣，接著教師問：若你是曉剛其中的朋友你還會提出什么問題呢？調動了學生愛比的心理，學生紛紛舉手。用時1 min。

2.2 提出問題，作出假設

學生分別提出不同的問題:① 為什么同一個品種的花生有大有小呢？② 為什么大花生里有小花生，小花生里有大花生哪？③ 為什么基因組成相同的大花生（小花生）長度有長有短呢？④ 為什么大花生長的大而小花生長的小呢？……教師引導學生對不同的問題作出不同的假設。學生七嘴八舌地討論起來，踴躍舉手回答：① 是環境引起的，是營養問題；② 是基因變異引起的；③是環境不同引起的；④是基因不同引起的……教師調整探究問題的方向：可從基因和環境不同2個方面分析。用時3 min。

2.3 分組自主探究

學生按混合編組（前后桌，按成績好、中、中、差）4人為一組，確定“操作員、記錄員、繪圖員、完成報告員”（每次實驗都輪換角色）。按教材的提示，取出準備好的材料和用具進行實施實驗。教師點撥學生繪圖時，可提醒學生根據自己的觀察習慣繪制，這樣便于分析問題，提醒學生將測量的數據統計并記算出大花生和小花生果實長度的平均值。教師巡視各組完成情況并選擇繪制優秀的具有代表性的圖形和大小花生果實平均值，用實物投影儀展示。用時12 min。

2.4 觀察、分析、討論

學生完成實驗后，教師引導學生看屏幕上顯示的學生繪圖和大小花生果實平均值。結合教材提出的4個討論題，小組觀察和分析討論。用時8 min。

2.5 總結、質疑、解疑

對討論題1總結，學生甲1說：大花生和小花生果實大小總是在一定范圍內變化的，如：大花生約在30~40 mm之間，小花生約在20~30 mm之間。學生甲2提出問題：這種變化說明什么呢？學生甲1回答：這說明大花生（小花生）果實大小的變異是有一定限度的，主要是由環境變化引起的。學生甲3提出質疑：為什么說是環境引起的呢？我認為是基因不同引起的變異？學生甲4解疑：我認同甲1的說法，因為同一品種的大花生（小花生）的種子種在肥沃和貧瘠的土壤中，其果實大小不同。而組成大花生（小花生）的基因沒變，即遺傳物質沒有發生變化。甲3服了，大家投去贊賞的目光，教師點頭認可。教師接著引導學生說：你們認為主要由環境變化引起的變異能遺傳給后代嗎？學生甲5回答：我認為不能遺傳。像甲4所舉的例子中，種在肥沃土壤中的大花生結的果實大，把這個大花生的種子種在貧瘠的土壤中結的果實小，所以親代的果實大的性狀并沒有遺傳給子代。因此大花生果實的大小的變異主要是環境變化引起的，基因并沒有改變。教師鼓勵他。教師引導學生進一步說明：這種遺傳物質沒有發生改變而主要由環境變化引起的變異是不遺傳的變異。請學生舉例說明。學生甲6舉例：某黃種人長期在野外工作皮膚曬成了黑色，而這種黑色是不能遺傳給后代的。其他學生也舉很多例子，教師鼓勵他們。

對討論題2總結，學生乙1回答：從圖中看大花生的曲線大部分位于小花生曲線的上方；而從大花生和小花生果實長度的平均值比較，可以看出大花生果實的平均長度比小花生果實的平均長度大。這說明大花生和小花生的大小變異主要是由基因不同引起的。學生乙2提出質疑：為什么呀？學生乙3解疑：因為組成大花生和小花生的基因不同。若把大花生和小花生分別種在環境條件適宜且相同的2個花盆里，則大花生結的果實是大花生、小花生結的果實是小花生；雖然它們都是花生，但品種不同，即基因組成不同；而且這種大小的變異是可遺傳給后代的；就好象種瓜得瓜、種豆得豆一樣。全班學生鼓掌，教師贊賞。教師引導學生進一步說明：這種主要由遺傳物質發生改變引起的變異是可遺傳的變異，引導學生舉例說明。進而由學生總結得出結論：生物性狀的差異既受基因控制又受環境因素的影響。生物的變異是普遍存在的。討論題3學生容易答出。討論題4學生容易答出“環境”原因，對基因組成不同引起的變異，教師用基因遺傳圖解解釋，引導學生說明生物的變異是遺傳物質基礎和環境因素共同作用的結果，遺傳物質基礎不同是主要原因。用時11 min。

最后由學生小結。教師讓學生看屏幕上總結的結果（見附錄1）和一組鞏固性的練習題（分基礎、能力和思考題，使不同層次的學生都有收獲，學生自己完成，疑難問題師生共同解決）。用時8 min。

3 探究活動的評價與交流

通過自主探究活動的學習，培養了學生自主學習和分工合作、思考、相互交流及討論的能力；使學生學會分析問題和解決問題的能力；學會了測量方法、統計和整理數據、繪制圖表的能力；提高了學生的獨立性和創造性；實驗小組混編有利于互相取長補短。不足之處是：時間有限，相互交流的時間短；不能讓學生都表達自己的看法。所以課后，教師可再讓學生互相交流和談談自己的看法，如：

（1） 你跟同學們交流探究的過程與結果，分享成功的經驗和分析失敗的原因了嗎？

（2） 你認為探究活動中需要有改進的地方嗎？

（3） 你對探究的結果還有什么不同的看法嗎？

4 拓展實驗

探究材料可以換成大小紅棗或大小葵花果實（材料易得），可以繼續探究生物的變異現象是否是普遍存在的及形成變異的原因。用時1 min。

附錄：板書

1 生物的變異是普遍存在的現象

2 引起變異的原因

（1） 遺傳物質基礎的不同（主要原因）

（2） 環境因素的影響

3 類型

（1） 不遺傳的變異

（2） 可遺傳的變異

如圖1：大小花生果實長度的平均值

大花生果實長度的平均值：37.5 mm、38.2 mm、40.1 mm。

小花生果實長度的平均值：25.8 mm、26.2 mm、24.9 mm。