合作學(xué)習(xí)研究案例——孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)的建模

摘要：高中新課程改革倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主、合作、探究學(xué)習(xí)。這個(gè)建模活動(dòng)讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)孟德?tīng)栐谒挠忻耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)中所觀察到的現(xiàn)象，通過(guò)合作學(xué)習(xí)小組的集體活動(dòng)，全員參與討論，激發(fā)對(duì)雜交實(shí)驗(yàn)原理的濃厚興趣。鼓勵(lì)學(xué)生們利用和孟德?tīng)査玫南嗤挠^察和批判性思維技能。這個(gè)建模活動(dòng)適用于不同水平和數(shù)目的學(xué)生，也可適用于個(gè)人或兩兩成對(duì)的學(xué)生。水平較低的學(xué)生可能要從教師那兒得到更多的幫助。

關(guān)鍵詞：合作學(xué)習(xí)；案例；雜交實(shí)驗(yàn)；建模

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)生物必修2（人教版）《遺傳與進(jìn)化》第1章‘遺傳因子的發(fā)現(xiàn)’講述的是140年前孟德?tīng)枌?duì)遺傳現(xiàn)象的推測(cè)，以及根據(jù)推測(cè)總結(jié)出的遺傳規(guī)律。依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，分析孟德?tīng)柕目茖W(xué)研究方法，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是本節(jié)教學(xué)的主要目標(biāo)之一。體驗(yàn)孟德?tīng)栠z傳的科學(xué)方法和創(chuàng)新思維是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的一種行之有效的途徑，然而這一節(jié)時(shí)間不允許我們重復(fù)孟德?tīng)柕膶?shí)際實(shí)驗(yàn)，有沒(méi)辦法來(lái)進(jìn)行一次模擬呢？筆者發(fā)現(xiàn)，可以把真正的菜園豌豆用箔片“豆莢”代替來(lái)模擬孟德?tīng)柗N過(guò)的真正的豌豆豆莢。下面就該通過(guò)合作學(xué)習(xí)背景下的雜交實(shí)驗(yàn)建模這一新型學(xué)習(xí)方式來(lái)走近孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)過(guò)程。

1 合作學(xué)習(xí)（Collaborative Learning，簡(jiǎn)稱CL）的概念

合作學(xué)習(xí)是通過(guò)學(xué)生分工合作共同達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的一種學(xué)習(xí)方法。在這種方法中，學(xué)習(xí)者以多人為單位組成合作學(xué)習(xí)小組進(jìn)行學(xué)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)的效率。在合作學(xué)習(xí)過(guò)程中，個(gè)人學(xué)習(xí)的成功與否是與小組的成功是密不可分的。因此，這種學(xué)習(xí)方式有利于學(xué)習(xí)者之間保持融洽的關(guān)系、成員之間相互合作，平等參與，共享信息和資源，共同擔(dān)負(fù)學(xué)習(xí)責(zé)任，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。每個(gè)學(xué)生都有發(fā)言和充分展示自我的機(jī)會(huì)，真正使所有學(xué)生的主體地位和主體人格受到尊重。對(duì)單個(gè)學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，由于其對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深度和廣度、對(duì)事物的理解能力受到自身?xiàng)l件和認(rèn)知水平的限制，要想更快更好地學(xué)到更多的有用知識(shí)，就必須學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí)，在合作中依靠小組成員互賴來(lái)達(dá)到事半功倍的效果。

基于合作學(xué)習(xí)所能給學(xué)生帶來(lái)的諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合本節(jié)課程的特點(diǎn)，采用合作學(xué)習(xí)小組形式進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)的建模。

2 合作小組的異質(zhì)分組

小組的組建是將4至6名學(xué)生按性別、能力、個(gè)性特點(diǎn)、成績(jī)差異等混合編組，形成一個(gè)異質(zhì)學(xué)習(xí)團(tuán)體。為了保證每個(gè)學(xué)生都有公平的機(jī)會(huì)贏得成功，合作學(xué)習(xí)策略不僅強(qiáng)調(diào)小組內(nèi)的異質(zhì)性，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)各個(gè)小組之間的同質(zhì)性，即各小組在眾多的特征方面是可資比較的，學(xué)習(xí)‘快生’和‘慢生’都有機(jī)會(huì)表現(xiàn)自己并取得成功。各個(gè)小組的總體水平要基本一致，從而保證各個(gè)小組之間競(jìng)賽的公平。在分組前，教師根據(jù)人數(shù)適宜、合作小組組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)以及男女比例合理等原則把學(xué)生分成5人一組，共分9組。合作學(xué)習(xí)每個(gè)小組由小組長(zhǎng)、記錄員、檢查員和報(bào)告員等基本角色組成，每個(gè)組員承擔(dān)各自的責(zé)任。

“小組長(zhǎng)”負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)小組學(xué)習(xí)，包括角色分配、組織討論、掌握合作學(xué)習(xí)時(shí)間等，從中鍛煉宏觀調(diào)控能力和協(xié)調(diào)能力；“記錄員”負(fù)責(zé)在討論過(guò)程中記錄小組討論的結(jié)果，從中訓(xùn)練聽(tīng)寫(xiě)能力；“報(bào)告員”負(fù)責(zé)在討論結(jié)束后向全班匯報(bào)合作學(xué)習(xí)的成果，從中提高說(shuō)、讀能力和歸納能力；“檢查員”負(fù)責(zé)檢查小組成員在合作學(xué)習(xí)的全過(guò)程的學(xué)習(xí)情況，并負(fù)責(zé)對(duì)教師的反饋，從中提高綜合運(yùn)用能力。

3 教師準(zhǔn)備

購(gòu)買菜園豌豆2斤，圓粒與皺粒分開(kāi)、購(gòu)得鋁箔紙若干張、指導(dǎo)小組長(zhǎng)共同為每個(gè)小組的學(xué)生準(zhǔn)備豌豆“豆莢”。

把鋁箔切成15個(gè)方塊(7厘米×3厘米)。取出5塊箔片，每塊箔片中放進(jìn)5-6粒圓滑的豌豆種子，把鋁箔包著種子卷起來(lái)形成豌豆“豆莢”，標(biāo)上“子一代豆莢” (F1)；另取7粒皺縮的豌豆種子和21粒圓滑的豌豆種子作為子二代(F2)，把他們分別放進(jìn)余下的5張箔片中（每張箔片內(nèi)含5-6粒種子），包起來(lái)形成豌豆“豆莢”，標(biāo)上“子二代豆莢” (F2)。

4教學(xué)實(shí)施

4．1問(wèn)題引領(lǐng)，誘發(fā)探究心理

師：組織學(xué)生討論：哪些遺傳現(xiàn)象符合“融合遺傳”的觀點(diǎn)？哪些遺傳現(xiàn)象與“融合遺傳”相矛盾？

生：交流、探討身邊的生物遺傳現(xiàn)象是否符合“融合遺傳”的觀點(diǎn)。

師：列舉典型實(shí)例

意圖：激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣

師：在140多年前孟德?tīng)枮槭裁茨芡ㄟ^(guò)雜交實(shí)驗(yàn)揭示這一生物遺傳的基本規(guī)律這一科學(xué)奧秘？并對(duì)孟德?tīng)栕龊?jiǎn)介。

生：根據(jù)自己已有知識(shí)，交流對(duì)孟德?tīng)柕某醪秸J(rèn)識(shí)。

意圖：了解孟德?tīng)栐谶z傳實(shí)驗(yàn)研究中方法的創(chuàng)新、思維方式的創(chuàng)新、學(xué)習(xí)敢于挑戰(zhàn)權(quán)威的精神。

師：講述豌豆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，給出相對(duì)性狀、自交、雜交、正交和反交等概念。

生：析圖，總結(jié)討論雜交實(shí)驗(yàn)的含義？如何獲得雜交后代？通過(guò)實(shí)例辨析相關(guān)概念。

4．2雜交建模，體會(huì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

師：孟德?tīng)柺侨绾瓮ㄟ^(guò)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示分離定律的？

師：分發(fā)豌豆“豆莢”，進(jìn)行一對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)

生：模仿孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)過(guò)程，應(yīng)用豌豆“豆莢”進(jìn)行分組探究

師：告訴學(xué)生他們將開(kāi)始檢查實(shí)際栽培的一棵圓豌豆植株和一棵皺豌豆植株雜交育種產(chǎn)生的豆莢，這些后代被稱為雜種第一代( )世代。在打開(kāi)豌豆“豆莢”前，學(xué)生們應(yīng)該記錄他們對(duì)將會(huì)看到的種子模樣的預(yù)測(cè)。

個(gè)人或小組評(píng)價(jià)格式：

對(duì)子一代(F1)的假設(shè)：________________________

豆莢中豌豆的數(shù)目

組別：1 2 3 4 5 6 7 8 9 Total ％

圓粒

皺粒

對(duì)結(jié)果的可能解釋：_________________________

生：打開(kāi)豌豆“豆莢”并記錄找到的圓滑種子的數(shù)目，然后確定其百分比。學(xué)生為自己組的發(fā)現(xiàn)以及匯總后的結(jié)果提出可能的解釋。

師：讓一棵從子一代(F1)得到的豌豆植株進(jìn)行自花傳粉，這樣生長(zhǎng)出來(lái)的植株被稱為雜種第二代(F2)世代。

生：對(duì)這些種子作出另外-個(gè)預(yù)測(cè)。學(xué)生間可以讓他們分享自己的假設(shè)。取由子二代產(chǎn)生的豌豆“豆莢”并打開(kāi)。計(jì)算和記錄其結(jié)果并確定圓的豌豆對(duì)皺的豌豆的百分比。

個(gè)人或小組評(píng)價(jià)格式：

對(duì)子二代(F2)的假設(shè)：____________________

豆莢中豌豆的數(shù)目

組別：1 2 3 4 5 6 7 8 9 Total ％

圓粒

皺粒

對(duì)結(jié)果的可能解釋：_________________________

取決于學(xué)生的水平，也可以全班討論這些結(jié)果和可能的解釋或者由每個(gè)組簡(jiǎn)潔陳述自己的分析／結(jié)論和準(zhǔn)備一篇關(guān)于他們發(fā)現(xiàn)的向“科學(xué)社團(tuán)”(全班)宣讀的報(bào)告。

意圖：培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，給予學(xué)生發(fā)散思維的空間。使學(xué)生在親身參與過(guò)程中理解孟德?tīng)柕目茖W(xué)研究方法。更重要的是學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到提升。

生：在教師的引導(dǎo)下提出問(wèn)題并討論

為什么子一代只有圓粒？

為什么子二代又出現(xiàn)了皺粒?

師：在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，結(jié)合一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳圖解，引導(dǎo)學(xué)生分析：孟德?tīng)柺侨绾谓忉屪右淮怀霈F(xiàn)顯性性狀的？為什么子二代會(huì)出現(xiàn)性狀分離，且分離比為3：1？

生：觀察分析一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)過(guò)程，總結(jié)顯性性狀、隱性性狀與相對(duì)性狀之間的關(guān)系。邊聽(tīng)講邊掌握遺傳圖解的繪制要點(diǎn)，概述孟德?tīng)枌?duì)性狀分離的解釋要點(diǎn)。

結(jié)課：通過(guò)本結(jié)課的學(xué)習(xí)，我們明確了豌豆的特點(diǎn)、孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)法、相對(duì)性狀、顯性性狀、隱性性狀及性狀分離等；并發(fā)現(xiàn)了孟德?tīng)栆粚?duì)相對(duì)性狀遺傳試驗(yàn)的特點(diǎn)。一對(duì)相對(duì)性狀遺傳試驗(yàn)的特點(diǎn)，是否具有一般規(guī)律性呢？下節(jié)課我們繼續(xù)討論。

5相關(guān)說(shuō)明

必修2第1章第1節(jié)孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（一）可分為兩個(gè)課時(shí)，本案例是對(duì)第1課時(shí)進(jìn)行合作學(xué)習(xí)探究，重點(diǎn)介紹合作學(xué)習(xí)背景下的雜交實(shí)驗(yàn)建模。活動(dòng)本身需要約20分鐘，這不包括提前準(zhǔn)備活動(dòng)時(shí)間。在學(xué)生做完本組的雜交實(shí)驗(yàn)建模后，要允許他們?cè)谙噜彽男〗M間交流、分享他們的假設(shè)和解釋。

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