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的內容，是遺傳學的開篇之作。本節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象的解釋、驗證是本節內容的重、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象的解釋，卻無從下手。鑒于此，開創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）運用數學統計法對實驗數據進行歸納、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、創新等品質。

5 教學過程

5.1 利用對“遺傳”的早期解釋創設問題情境，激發學生的探究熱情

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，發現遺傳學的兩大定律，分別是“基因分離定律”和“基因的自由組合定律”。這節課將共同探討第一節“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 數學統計一步步揭示遺傳規律。教師使學生感悟：勇于質疑、實踐和創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，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的區別。

對異常數據進行關聯分析，實現“智慧審查”。在保障數據安全的情況下，積極整合人大代表政協委員名單及財政供養人員、水費電費、城鄉低保、漁業油補、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，建立身份證關聯算法模型、異常數據分析模型、關系網數據分析模型三項算法模型，準確發現問題線索，提高紀律審查工作智慧化水平。

學生動手比劃，發現有的同學左手在上，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”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，F1高莖豌豆自交后，F2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）中未表現出來，只是隱而未現。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 創設“彩球模擬性狀分離比”的游戲情境，解釋3:1的分離現象

教師：孟德爾沒有停留在對實驗現象的觀察和描述上，而是對F2中不同性狀的個體進行數量統計。計算F2中高莖豌豆與矮莖豌豆的數量之比。你會有什么發現嗎？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，F2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。本節作為人教版必修二“遺傳與變異”模塊的第一節，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。