新手型教師在“自由組合定律”教學中出現的常見問題及矯治

自由組合定律是孟德爾遺傳定律的重要內容之一，也是教學中的重點和難點所在，筆者在多次聽年輕教師的課堂教學時發現，新手型教師在進行此部分內容教學時，經常會出現一些具有共性的問題，現歸納如下。

1 忽視分離定律在解釋自由組合現象中的作用

孟德爾在解釋自由組合現象時，首先對每一對相對性狀單獨進行了分析，結果發現無論是豌豆種子的粒形還是粒色都遵循分離定律，F2中的分離比均為3∶1。然而筆者在聽課中發現，不少年輕教師可能是認為這部分內容不重要的原因，在教學中或將此內容忽略不講，或僅僅簡單提一下。實際上，基因的分離定律是自由組合定律的基礎，孟德爾既然分析后發現每一對相對性狀的遺傳都遵循分離定律，那么分離定律就可以當成分析自由組合定律的工具，分離定律中的相關規律，如F1在產生配子時，每對遺傳因子彼此分離；受精時，雌雄配子隨機結合等都可以直接拿來運用去幫助解釋自由組合現象。孟德爾也正是運用了分離定律并結合自己的一些假設完美地解釋了自由組合現象。從這個意義上說，學生只有先了解孟德爾研究自由組合問題的思路，才能更好地理解和接受其對自由組合現象的解釋。因此重視和加強該部分內容的教學是非常有必要的。

另一方面，這部分內容也提供了一把今后解決自由組合問題的鑰匙，即所有的自由組合問題都可以先將每一對相對性狀分開單獨用分離定律分析，然后結合乘法原理解決。所以筆者建議在該部分教學時，教師可以先引導學生模仿孟德爾自己動手計算和歸納結論，再強調這一結論非常重要，在解決自由組合問題時用處極大，以引起學生的高度重視，為后面的教學埋下伏筆。而在完成“對自由組合現象的解釋”這部分內容教學后，教師可以適時的介紹這一分析方法，指導學生運用此規律去分析計算F2中各種基因型、表現型比例等問題，既避免了死記硬背，又可以提高學生學習興趣，讓他們輕易地掌握了解決自由組合問題的基本思路。

2 不能還原真實的歷史，無視科學的自然發展順序

教學中涉及科學史料的部分，首先要求真實可靠，另外在介紹科學家的研究工作時，要特別注意科學家所處的特定社會和科學背景，不能讓科學家用后來才發現的知識去解釋當時的科學現象，即不能“今為古用”。

教材中對自由組合現象的解釋是由孟德爾當時做出的，孟德爾在解釋該現象時，除了其天才般的假設外，所用的知識和名詞也只能是當時具有的，但有些年輕教師在教學中引用孟德爾的解釋時，說“F1通過減數分裂形成了4種數量相同的配子”，孟德爾知道減數分裂這個名詞嗎？我們不妨回顧一下減數分裂的研究歷史：1883年，德國科學家貝內登在研究馬蛔蟲的細胞分裂時發現，形成配子的細胞中只有一個染色體，而精細胞與卵細胞結合時(受精)，形成的合子細胞中的染色體為兩個，這和馬蛔蟲體細胞中染色體數目相同。但是貝內登的發現影響很小。德國科學家魏斯曼從理論上推測，在配子細胞形成時一定要發生減數分裂，使配子染色體數目減少一半。魏斯曼的這個理論促使許多實驗科學家努力尋找細胞的減數分裂現象。隨后，德國科學家赫特維希發現了動物細胞(海膽細胞)的減數分裂現象；19世紀90年代初，鮑維里也在馬蛔蟲細胞中發現了減數分裂和受精現象，明確地證明了減數分裂的存在。1905年，法爾默和莫爾創立了“減數分裂”一詞，并更為全面而詳細地描述了細胞的減數分裂過程。而孟德爾于1884年1月6日去世，他根本不可能知道減數分裂這一名詞，甚至可能不知道減數分裂這一現象，所以在轉述孟德爾對自由組合現象的解釋時要嚴格遵循歷史史實，不能胡編亂造，課后和一些教師討論該問題時發現，部分教師是受到課本插圖（人教版）的影響，課本插圖上就標注了減數分裂，筆者認為這是不恰當的，建議教材在再版時將這一名詞從插圖上刪去，避免對教師和學生造成誤導。

3 教學策略的選用不當

在分析自由組合定律的實質時，新手型教師面臨的主要問題是理不清，講不透，這與他們采取的教學策略密切相關，部分教師采取的措施僅僅是文字敘述，這顯然不能讓學生徹底理解“在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合”，還有一些教師采用了圖示法加以說明，但由于出示的僅僅是一張靜態圖，不能完整展示細胞分裂過程中染色體和基因的變化，而且指代不明，難以形象直觀的演示基因和染色體的相互變化關系。為彌補以上的不足，筆者建議采用如下的教學策略，其基本流程如下：

（1） 先指導學生繪制F1的細胞減數分裂圖（圖1）。

在這一過程中，教師應首先和學生一起復習減數分裂的知識，并繪出圖1（染色體和基因暫時不編號），此過程的主要目的是引導學生復習減數分裂過程中染色體的規律性變化，為下一步從減數分裂的角度去分析基因的遺傳規律做好知識性準備。

（2） 將細胞中的染色體和其上的基因進行編號。

進行編號的目的是為了讓學生可以直觀、具體地觀察染色體和基因的變化，本來同源染色體、非同源染色體、等位基因和等位基因這些名詞是相對抽象的，但通過圖中的編號，就可以將這些名詞直接與圖中的相應的染色體和基因對應起來，可以直接指出哪些染色體是同源染色體，哪些基因是等位基因。在本步驟中，先由教師將圖1上的染色體和基因編號，再讓學生思考細胞除了像圖1這樣分裂，還可以怎樣分裂？進而讓學生繪制圖2。并最后歸納出一個細胞在減數分裂時既可以像圖1，也可以像圖2那樣分裂，且概率相同。

在此基礎上，不妨舉個例子，將問題具體化，以讓學生更容易理解，假設某生物體內有1 000個精原細胞，理論上，有500個按照圖1的方式分裂，另外500個按照圖2的方式分裂，最后形成4種數量相同的精子。

（3） 引導學生分析以上圖解，先分析染色體，后分析基因的變化。

從思維的角度來講，學生更容易接受從具體實例到一般性結論和規律的推廣過程，所以教師可以指導學生先分析圖中有編號的染色體和基因如何變化，再讓學生意識到這些染色體哪些屬于同源染色體（非同源染色體），哪些基因屬于等位基因（非等位基因），最后再推出一般性的結論。

如圖1、2所示，在減數分裂第一次分裂后期，同源染色體（1與1’；2與2'）分開，非同源染色體（1與2；1’與2’或1與2’；1’與2）可以自由隨機組合。

基因位于染色體上，染色體的變化必然導致基因的相應變化，歸納基因相應變化為：等位基因（R與r；Y與y）分離，非等位基因（R與Y；r與y或R與y；r與Y）可以自由組合。

歸納板書為：

對照細胞分裂圖解和歸納板書，學生可以直接觀察到染色體和基因的變化，并很容易理解兩者之間的聯系，從而徹底理解自由組合定律的實質所在。