探究“花生果實大小的變異”活動設(shè)計

倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)是生物課程標(biāo)準(zhǔn)的重要理念之一，設(shè)計好科學(xué)探究活動是落實這一理念的關(guān)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(jié)的內(nèi)容，通過該探究活動來突破本節(jié)的重難點，因此如何設(shè)計好該探究活動是本節(jié)課的關(guān)鍵。下面是該探究活動在課堂上的展現(xiàn)。

1 探究活動的目的和基本環(huán)節(jié)及方法

1.1 活動的目的

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

1.2 準(zhǔn)備材料用具

每一小組課前準(zhǔn)備足夠數(shù)量的大小花生果實（隨機(jī)取樣）；測量工具（圓規(guī)、尺）；筆；記錄本和繪圖紙（設(shè)計好統(tǒng)計表和繪圖方法）。

1.3 基本環(huán)節(jié)和方法

創(chuàng)設(shè)探究情境→提出問題，作出假設(shè)→分組自主探究→觀察、分析、討論→總結(jié)、質(zhì)疑、解疑。采用自主探究學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行，教師起點撥的作用。

2 探究實施過程

2.1 創(chuàng)設(shè)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(jié)更加逼真，激發(fā)學(xué)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(diào)動了學(xué)生愛比的心理，學(xué)生紛紛舉手。用時1 min。

2.2 提出問題，作出假設(shè)

學(xué)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(dǎo)學(xué)生對不同的問題作出不同的假設(shè)。學(xué)生七嘴八舌地討論起來，踴躍舉手回答：① 是環(huán)境引起的，是營養(yǎng)問題；② 是基因變異引起的；③是環(huán)境不同引起的；④是基因不同引起的……教師調(diào)整探究問題的方向：可從基因和環(huán)境不同2個方面分析。用時3 min。

2.3 分組自主探究

學(xué)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(zhǔn)備好的材料和用具進(jìn)行實施實驗。教師點撥學(xué)生繪圖時，可提醒學(xué)生根據(jù)自己的觀察習(xí)慣繪制，這樣便于分析問題，提醒學(xué)生將測量的數(shù)據(jù)統(tǒng)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(yōu)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(xué)生完成實驗后，教師引導(dǎo)學(xué)生看屏幕上顯示的學(xué)生繪圖和大小花生果實平均值。結(jié)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(jié)、質(zhì)疑、解疑

對討論題1總結(jié)，學(xué)生甲1說：大花生和小花生果實大小總是在一定范圍內(nèi)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(xué)生甲2提出問題：這種變化說明什么呢？學(xué)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(huán)境變化引起的。學(xué)生甲3提出質(zhì)疑：為什么說是環(huán)境引起的呢？我認(rèn)為是基因不同引起的變異？學(xué)生甲4解疑：我認(rèn)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(zhì)沒有發(fā)生變化。甲3服了，大家投去贊賞的目光，教師點頭認(rèn)可。教師接著引導(dǎo)學(xué)生說：你們認(rèn)為主要由環(huán)境變化引起的變異能遺傳給后代嗎？學(xué)生甲5回答：我認(rèn)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(jié)的果實大，把這個大花生的種子種在貧瘠的土壤中結(jié)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(huán)境變化引起的，基因并沒有改變。教師鼓勵他。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步說明：這種遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變而主要由環(huán)境變化引起的變異是不遺傳的變異。請學(xué)生舉例說明。學(xué)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(xué)生也舉很多例子，教師鼓勵他們。

對討論題2總結(jié)，學(xué)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(xué)生乙2提出質(zhì)疑：為什么呀？學(xué)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(huán)境條件適宜且相同的2個花盆里，則大花生結(jié)的果實是大花生、小花生結(jié)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(xué)生鼓掌，教師贊賞。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步說明：這種主要由遺傳物質(zhì)發(fā)生改變引起的變異是可遺傳的變異，引導(dǎo)學(xué)生舉例說明。進(jìn)而由學(xué)生總結(jié)得出結(jié)論：生物性狀的差異既受基因控制又受環(huán)境因素的影響。生物的變異是普遍存在的。討論題3學(xué)生容易答出。討論題4學(xué)生容易答出“環(huán)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(dǎo)學(xué)生說明生物的變異是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)不同是主要原因。用時11 min。

最后由學(xué)生小結(jié)。教師讓學(xué)生看屏幕上總結(jié)的結(jié)果（見附錄1）和一組鞏固性的練習(xí)題（分基礎(chǔ)、能力和思考題，使不同層次的學(xué)生都有收獲，學(xué)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(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和分工合作、思考、相互交流及討論的能力；使學(xué)生學(xué)會分析問題和解決問題的能力；學(xué)會了測量方法、統(tǒng)計和整理數(shù)據(jù)、繪制圖表的能力；提高了學(xué)生的獨立性和創(chuàng)造性；實驗小組混編有利于互相取長補(bǔ)短。不足之處是：時間有限，相互交流的時間短；不能讓學(xué)生都表達(dá)自己的看法。所以課后，教師可再讓學(xué)生互相交流和談?wù)勛约旱目捶ǎ纾?/p>

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

（2） 你認(rèn)為探究活動中需要有改進(jìn)的地方嗎？

（3） 你對探究的結(jié)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(xù)探究生物的變異現(xiàn)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(xiàn)象

2 引起變異的原因

（1） 遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的不同（主要原因）

（2） 環(huán)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。