情境式教學在生物課堂中的實踐
——以“基因的分離定律”為例

呂甜甜 沈浩寧

（南京師范大學教師教育學院 江蘇南京 210097）

1 教材分析

“基因的分離定律”是人教版高中必修二第一章第一節(jié)的內容，是遺傳學的開篇之作。本節(jié)內容主要包括孟德爾一對相對性狀的遺傳學實驗、對實驗現(xiàn)象的分析和解釋、對解釋的驗證、基因分離定律的應用等，其中一對相對性狀的實驗和對實驗現(xiàn)象的解釋、驗證是本節(jié)內容的重、難點所在。

2 學情分析

高一學生對遺傳和變異方面的現(xiàn)象有著來源于生活經驗的認識，但僅僅停留在認識的表面，對遺傳和變異的本質機理尚不了解。雖然，學生在初中和生物必修一學習了科學探究的一般方法，但是對孟德爾一對相對性狀的遺傳學實驗現(xiàn)象的解釋，卻無從下手。鑒于此，開創(chuàng)豐富的課堂教學情境，將有利于學生獲得直觀體驗，提高學習效率。

3 設計思路說明

本節(jié)的內容特點是以一對相對性狀的遺傳學實驗為主線，涉及科學史教育、科學探究的方法論教育，內容相對抽象。教師應結合多種教學方法，在創(chuàng)設的具體教學情境中，促進學生調動眼、耳、口、腦、手等多種感官，在充分體驗學習的過程中獲得較高的自我效能感。

本節(jié)內容分兩課時進行，以下課堂教學設計是第一課時的教學設計。

4 教學目標

（1）準確判斷所給性狀是否為相對性狀；

（2）概述孟德爾一對相對性狀雜交實驗的過程；

（4）運用數(shù)學統(tǒng)計法對實驗數(shù)據(jù)進行歸納、分析；

（5）認同孟德爾遺傳實驗的成功離不開其敢于質疑、堅持、創(chuàng)新等品質。

5 教學過程

5.1 利用對“遺傳”的早期解釋創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生的探究熱情

教師展示柏拉圖和亞里士多德對人類遺傳現(xiàn)象的早期解釋的言論：柏拉圖認為，子女更像父親還是更像母親，取決于受孕時，哪一方的感情投入更濃烈些。而亞里士多德則認為，雄性提供“藍圖”，母體提供物質。

教師：那么到底什么是遺傳呢？孟德爾通過不斷實驗，發(fā)現(xiàn)遺傳學的兩大定律，分別是“基因分離定律”和“基因的自由組合定律”。這節(jié)課將共同探討第一節(jié)“基因的分離定律”。

學生展開議論，提出自己對遺傳的見解。

5.2 運用“孟德爾豌豆雜交實驗”的科學史創(chuàng)造情境，進行道德情感熏陶

教師請各個小組代表以PPT或視頻等形式匯報課前搜集到的孟德爾生平的資料，并出示相應圖片，以一首打油詩總結孟德爾的生平事跡：① 8年堅持源自于對科學的熱愛；② 一株株豌豆暗藏遺傳的秘密；③“假說——演繹”方法嚴謹且巧妙；④ 數(shù)學統(tǒng)計一步步揭示遺傳規(guī)律。教師使學生感悟：勇于質疑、實踐和創(chuàng)新方能攀登科學的高峰，因此學習的道路上也要敢于質疑、學會創(chuàng)新并持之以恒。

學生對孟德爾的遺傳實驗產生濃厚興趣，并在情感上產生像孟德爾堅韌品質學習的意向和愿望。

5.3 動手實踐，在真實體驗中突破核心概念“相對性狀”

教師提出問題：孟德爾選擇豌豆為實驗材料的原因之一是豌豆具有易于區(qū)分的相對性狀，那么什么是相對性狀呢？教師請學生雙手交叉合攏并保持該狀態(tài)，同桌以及前后桌的同學相互觀察彼此雙手交叉合攏的狀態(tài)的區(qū)別。

對異常數(shù)據(jù)進行關聯(lián)分析，實現(xiàn)“智慧審查”。在保障數(shù)據(jù)安全的情況下，積極整合人大代表政協(xié)委員名單及財政供養(yǎng)人員、水費電費、城鄉(xiāng)低保、漁業(yè)油補、耕地補貼、土地流轉、涉農項目、殘疾補助、工商登記等信息，并納入平臺管理，建立身份證關聯(lián)算法模型、異常數(shù)據(jù)分析模型、關系網數(shù)據(jù)分析模型三項算法模型，準確發(fā)現(xiàn)問題線索，提高紀律審查工作智慧化水平。

學生動手比劃，發(fā)現(xiàn)有的同學左手在上，有的則右手在上，從而認識到生物學知識與生活的聯(lián)系。

教師及時做出總結：其實這就是一對相對性狀，并板書相對性狀的概念：“同種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)類型。”對關鍵詞同種、同一、不同做出重點標注。教師提出問題：你能舉出相對性狀的例子嗎？第一、第二和第三小組分別考慮以植物、動物和人為例，列舉出能想到的相對性狀。

講練相結合，學生以個人搶答、小組加分的形式辨析并判斷以下性狀是否為相對性狀：①狗的卷毛和貓的短毛；②貓的短毛和灰毛；③貓的短毛和長毛。教師進一步在變式練習中強調相對性狀概念中的兩個“同”、一個“不同”。

5.4 模擬“一對相對性狀的雜交實驗”不斷創(chuàng)設問題情境，引起認知沖突，活躍思維

教師播放動畫，提出系列問題，促進學生思考。

①用純種高莖豌豆作母本，純種矮莖豌豆作父本，進行雜交。那么雜交后的F1豌豆是什么性狀呢？

學生有的回答高莖，有的則回答矮莖，也有的回答介于高莖和矮莖之間。教師播放模擬實驗的結果，揭示答案：全為高莖。

②如果用純種高莖豌豆作父本，純種矮莖豌豆作母本，進行雜交。那么雜交后的F1豌豆又是什么性狀呢？

學生信誓旦旦地認為這次肯定都是矮莖。

教師追問：F1豌豆真的都是矮莖嗎？教師繼續(xù)播放模擬實驗動畫，揭示答案：仍然全為高莖。學生更加困惑：矮莖性狀到底哪里去了呢？

③矮莖性狀究竟哪里去了呢？是“隱而未現(xiàn)”還是“永久消失”了呢？假如矮莖只是暫時隱藏在F1高莖豌豆中，F(xiàn)1高莖豌豆自交后，F(xiàn)2會有什么性狀呢？

教師播放模擬實驗的過程動畫，實驗結果揭示既有高莖，又有矮莖。可見，矮莖性狀在子一代（F1）中未表現(xiàn)出來，只是隱而未現(xiàn)。基于上述實驗過程，教師分別講解并板書重要概念：顯性性狀、顯性基因、隱性性狀、隱性基因和性狀分離。

5.5 創(chuàng)設“彩球模擬性狀分離比”的游戲情境，解釋3:1的分離現(xiàn)象

教師：孟德爾沒有停留在對實驗現(xiàn)象的觀察和描述上，而是對F2中不同性狀的個體進行數(shù)量統(tǒng)計。計算F2中高莖豌豆與矮莖豌豆的數(shù)量之比。你會有什么發(fā)現(xiàn)嗎？F2中高莖與矮莖3∶1的性狀分離比是偶然嗎？請計算豌豆的其他6對相對性狀的性狀分離比。

學生計算得出6對相對性狀的分離比均約為3∶1。

教師提出問題：可見，F(xiàn)2中3∶1的性狀分離比不是偶然，是什么原因導致遺傳性狀在雜交后代中按一定比例分離呢？

學生開展“彩球模擬性狀分離比”活動：每組分發(fā)2個小桶（甲、乙兩個小桶分別代表雌雄生殖器官，彩球代表雌雄配子）、兩種不同顏色的彩球各20個，一種彩球標記D，另一種彩球標記d。4～6人一組，分工合作。教師最后統(tǒng)計全班的實驗結果，并求出平均值，則DD∶Dd∶dd約為1∶2∶1，得出高莖：矮莖約為3∶1。

最后，教師通過板畫“高莖豌豆與矮莖豌豆雜交實驗的分析圖解”，同時對孟德爾的分離現(xiàn)象進行解釋、總結和歸納。

6 教學反思

學生課堂上聽到的會忘記，看到的會記住，但動手做過的則會真正理解。本節(jié)作為人教版必修二“遺傳與變異”模塊的第一節(jié)，是遺傳與變異的開篇之作。教師絕不能在新課伊始讓學生感到生物遺傳部分枯燥、難以理解。

因此，教師通過采取創(chuàng)設問題情境、生物科學史情境、動手比劃實踐和模擬游戲等情境，使學生能夠在活動中獲得真實體驗，從而愉悅、輕松地建構基因分離定律的相關知識。