圍繞科學史進行高一專題復習

尤潔

【內容摘要】復習課是在學生已經掌握了一定的基礎知識的前提下進行的，如果教師能夠立足于科學史這一事實，強化學生對核心知識的理解，繼而引導學生以科學史和核心知識為支撐，對原有知識進行必要的拓展、深化，以建立知識間的聯系，構建體現高中生物知識的核心體系，實現知識的遷移利用，是實現高效復習的關鍵。

【關鍵詞】科學史 “基因”專題

本文以“基因”專題復習為例，主要探討如何利用科學史展開高一專題復習的策略。

一、“基因”專題的科學史分析

人教版普通高中生物教材中有許多有關生物學研究發展歷史、探索過程等方面內容的介紹，一般出現在“資料分析”的板塊中。這些內容的出現，顯然目的不僅僅只是為了擴大學生的知識面，更重要的是為了培養學生的科學素養，激發學生探索生命奧秘的興趣和熱情，培養學生的科學態度和科學精神，而這正是目前教育改革的重要課題。基于上述對科學史的理解和認識，結合《普通高中生物學課程標準（實驗）》對本部分教學內容的具體要求，筆者整理了有關“基因”專題的科學史。我認為如果能在復習課中適當地加入這些元素，一定會起到畫龍點睛的作用。

二、任務分析和目標確定

學生通過新課的學習，已經初步理解了“減數分裂”、“遺傳的基本規律”、“基因在染色體上”、“DNA是主要的遺傳物質”、“DNA的結構”和“中心法則”等內容，但對之間的內在聯系缺乏深刻的認識，尚未建立起貫穿“基因”的知識體系。因此本節課的教學目標具體設計為：

知識目標：（1）理解豌豆雜交實驗的過程和遺傳的基本規律（2）體會和認同“基因在染色體上”的觀點（3）學會分析“DNA是主要的遺傳物質”的實驗。

能力目標：使用準確的術語來概括“減數分裂”，使用準確的圖示來構建DNA的雙螺旋結構和中心法則。

情感態度和價值觀目標：通過以生物科學發展史為線索來理解基因在生命中的延續性。

三、教學過程分析和組織

1.遺傳定律的發現和減數分裂

基因是遺傳學這頂皇冠上的一顆明珠，而孟德爾又是遺傳學的奠基人，所以從孟德爾的豌豆雜交實驗的復習開始。首先回顧孟德爾的豌豆雜交實驗，設計一系列問題串，對這兩個實驗梳理，讓學生了解孟德爾的實驗過程。1866年孟德爾在《植物雜交實驗》中提出了遺傳因子，并對分離現象的原因提出了假說。可是，偉大的孟德爾的思維和實驗太超前了。直到孟德爾逝世16年后，來自三個國家的三位學者才同時獨立地“重新發現”孟德爾遺傳定律。1879年弗萊明（德）第一個發現了染色體，1883年由E. van貝內登最初在動物體內和1888年E. A. 施特拉斯布格最初在植物體內發現了減數分裂。接著進入到減數分裂的復習過程，讓學生思考在減數分裂過程中遵循了遺傳的哪些基本規律？又如何體現這些遺傳規律的實質？教師要因勢利導，循循善誘，借助減數分裂過程設計問題串，出示減數分裂過程中染色體和DNA的數量關系圖，請學生辨析減數分裂中的圖形。

2.“基因在染色體上”的假說和實驗證據

1903年，美國遺傳學家薩頓用蝗蟲細胞作為實驗材料，研究精子和卵細胞的形成過程。他發現了減數分裂過程中，基因和染色體的行為的一致性，所以薩頓用類比推理的方法提出假說：基因在染色體上。接下來，美國生物學家摩爾根用果蠅雜交實驗為基因位于染色體上提供了證據。通過這個探究過程也讓學生明白了科學研究的艱辛，感受了科學家嚴謹治學的精神和抓住機會，絕不放過一個例外的精神，也在這種潛移默化的學習中提升了學生的生物科學素養。

3.證明“DNA是遺傳物質”的經典實驗

1928年，格里菲斯把熱處理的S細菌與活的R細菌的混合物注射到小鼠中時，盡管這兩種細菌本身都不是致死的，但是小鼠還是死亡了！格里菲斯將這種引起轉化的未知物質稱為轉化因子，但他不知道轉化因子的本質。1935年至1944年，經歷了10年的不斷研究，美國洛克菲勒學院的三位免疫化學家艾弗里、麥克勞德、麥卡提證明了DNA是肺炎球菌的遺傳物質。其實艾弗里的實驗并不是如高中教材所說的那樣，“將提純的DNA、蛋白質和莢膜多糖等物質分別加入到培養了R型細菌的培養基中，結果發現：只有加入DNA，R型細菌才能夠轉化為S型細菌”。艾弗里等人的工作實際是：不斷地去除S型細菌中各種成分，然后得到純化的“轉化因子”；接著對純化的“轉化因子”進行鑒定，確認它就是DNA。1944年，當艾弗里等人提取的“最純”的DNA中，仍有1%的蛋白質雜質。通過這些科學家生平的介紹，還原當年科學家的實驗過程，感受科學家的嚴謹的科學態度和獨特的人格魅力。

4.總結升華

讓學生重新審視本節課的內容，利用這些科學史將基因專題的相關內容串聯起來。

四、實施效果反思

在復習相關內容時，通過科學史的講解順序進而復習基因專題的相關內容，利用科學史讓學生把頭腦中零散的知識聯系起來，使學生對基因的內容更加明確，認識更加深刻。這種圍繞著科學史展開的相關知識復習的教學設計，不僅幫助學生掌握相應的核心內容，構建了知識體系，同時培養了學生的發散思維和多種能力，對于其知識的理解和應用有很大的幫助。

【參考文獻】

[1] 孟凡龍. 援引科學史探究DNA復制方式的POE教學策略分析[J]. 生物學教學，2018（1）：15-16.

（作者單位：江蘇省天一中學）