核心素養要求下的高中生物遺傳規律教學再延伸探討

【摘要】傳統遺傳規律教學仍然是當前高中遺傳規律教學的主要方式，該模式有其存在的意義，但是也存在明顯缺陷。本文就傳統遺傳規律教學再發掘的必要性、可行性和途徑進行探討，期望能夠為高中遺傳規律教學改革提供一條可行途徑，以滿足生物學科核心素養的發展需求。

【關鍵詞】高中生物 ?遺傳規律 ?再延伸

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）29-0167-02

遺傳規律教學對學科素養的意義不僅僅體現科學探究上，對其他素養同樣重要。課程改革過程中對科學探究的重視越來越高，形式也越多樣化[1]。但現今生物課堂上，傳統教學方式仍然占主要地位[2]，對傳統課堂的再發掘可以應對新課標對學生的生物學科核心素養發展要求。下文筆者將探討傳統課堂再延伸的必要性與可行性，并通過案例探討再延伸的途徑。

一、傳統遺傳規律教學再延伸的必要性和可行性

（一）必要性

本文所指的傳統課堂教學具有以下特征：1.教材描述了孟德爾的遺傳規律的基本內容，包括觀察現象、提出問題、作出假說、假說的驗證和得出結論;2.采取教師講授，學生按要求理解記憶的教學方式。在傳統課堂教學上，學生通過教師的講解，能夠學習到關于遺傳基本規律的基本內容，能夠基于給定的遺傳現象的情景下解釋遺傳現象，從而達成生物學科素養中科學探究素養的水平一的要求[3]。但是傳統課堂教學也具有明顯的缺陷，不利于學生體驗完整的科學探究過程，難以形成積極的科學態度，難以養成科學的思維習慣[3]。簡單來講就是學生知道了怎么做，卻無法了解為什么要這么做。傳統課堂教學具有存在的意義，不能也無法做到一禁了之，因而進行再延伸以適應學科核心素養發展的要求就很有必要。

（二）可行性

1.學生在學習遺傳規律中發現問題是驅動科學探究的有效動力

科學探究的目的是通過科學手段解決問題，在課堂上，問題的來源一般有兩個。第一種是教師或教材直接提出的問題，這無法提高學生觀察現象提出問題的能力。第二種是在教師提供情境的基礎上，學生通過觀察思考提出問題。這些情境雖然經過教師的加工，對現實生活中的復雜信息進行篩選，保留符合教學目標及學生水平的內容，但大多情境是學生無法親歷的，因而學生往往難以提出符合教師預期的，具有探究意義的問題。課題任務式教學能使學生親歷真實情境，情境的復雜程度適中，是從簡單的虛擬情境向復雜的現實生活情境過度絕佳臺階。學生在實際探究中遇到的困難、發現的不同于預期的現象都可以激發學習興趣，促使學生提出有探究價值的問題，是驅動學生繼續探究問題背后的生物學規律的有效動力。

2.學生在課堂學習到的基本理論是進行科學探究的良好基礎

學生提出問題之后，教師要引導學生提出能夠解釋問題的合理假設。如果沒有相關的科學理論為基礎，學生就無法在實踐中驗證假設。這就使得高中生物課堂中的科學探究學習往往停留在理論階段，淪為“紙上談兵”。很多時候教師只能通過對孟德爾經典遺傳實驗的講解，呈現前人的實驗結果，來幫助學生體驗設計遺傳實驗、驗證假設的過程，但這顯然無法代替學生的實踐活動。而在傳統課堂上，學生在學習了相關的理論知識和基本雜交實驗操作技能后，就可以利用現有的遺傳實驗材料設計并完成實驗來驗證假設，真正體驗到探究的完整過程，體會解決問題的樂趣，從而推動內在素養的發展。

二、傳統遺傳規律課堂教學再發掘的案例

（一）豌豆雜交實驗觀察到的有趣現象

1.用高莖豌豆與矮莖豌豆雜交統計子二代高矮植株的分離比并不總是3：1，很多時候會觀察到如2：1，5：3等比值。甚至于有的組別結果并沒有出現形狀分離現象。

2.有的實驗小組將豌豆雜交后子代會出現介于高矮之間的植株現象。

（二）利用這些發現進行科學探究的教學設計實例—豌豆雜交異常現象再探究

第一階段——觀察現象，提出問題

學生在做豌豆雜交實驗時，教師要求學生用文字和圖像描繪觀察的豌豆雜交的實驗現象，并把這些內容寫進實驗報告。教師巡查，收集學生的觀察結果，主要收集豌豆雜交結果的異常現象，并把這些結果通過多媒體展示給學生。教師引導學生觀察、比較這些現象，提出問題：為什么豌豆雜交實驗出現的現象與教材的結果有較大差異？

第二階段——分析問題，做出假設

教師通過多媒體展示教師在預實驗中拍攝的豌豆雜交實驗結果進行再觀察，尋找類似的現象。在觀察的基礎上，教師引導學生提出第一種假設——統計數量不足引起分離比的異常，并要求學生用假設解釋問題。之后教師再通過多媒體展示資料——多組興趣小組在統計數量不足情況下導致分離比出現異常現象 。教師引導學生提出第二種假設——受粉的不隨機性導致分離比異常，并要求學生利用這一假設重新解釋問題。

第三階段——設計實驗，驗證假說

教師首先引導學生提出實驗思路，設置足夠多組的豌豆進行雜交實驗分別統計子代的性狀分離情況是否出現正常的分離比現象，并利用嚴格的傳粉方法保證受粉的隨機進行。教師進而引導學生思考兩個問題：一是如何進行合理的大數據統計，二是如何定量分析實驗結果。學生分小組合作提出方案，之后教師與學生共同分析方案的可行性。有的學生提出用分類收集，分類統計。但這是不可行的，因為豌豆的植株高度不會短時間內發生改變，而時間太長，植株可能已出現老化而影響結果的統計。學生進而提出將豌豆置于一有效溫室中，此法同樣無法在短時間內準確統計結果。可行的方法是用標記法來統計植株的高度以達到短時間內完成大量的數據分析。簡易的方法是用軟性的尺子在豌豆植株上做標記在短時間內測量植株的生長長度以區分高矮莖植株。至于定量分析實驗結果，可引導學生數出高莖植株總數，以及矮莖植株的數目，進而計算出不同高度植株的比例。最后引導學生對實驗結果進行預測，若在多組實驗結果中的植株高矮比接近理論3：1則說明出現2：1或5：3是由于統計數量不足導致的。

第四階段——實施實驗，得出結論

教師拿出事先預備的豌豆幼苗，學生根據方案進行實驗，待一定實驗周期內設計表格記錄數據。教師收集各小組的結果，進行展示、整合，引導學生根據結果得出結論。實驗結果可能與預期不相符，教師要與學生共同分析原因，提出改進方案，或者提出新的假說。最后教師要求學生在課后整理實驗過程、實驗數據，撰寫實驗報告。教師對實驗報告進行批改，按一定標準給予評價。

三、傳統遺傳規律課堂教學再延伸的途徑

如上文案例所示，本文所指的傳統遺傳規律課堂教學再延伸是在學生掌握基本的假說演繹法之后，教師引導學生對豌豆雜交實驗中的現象進行再觀察，提出可探究的問題，做出假設解釋問題，設計并進行實驗驗證假設，得出結論的過程。再探究的問題可以來自學生在實驗中遇到的困難，也可以是與生活生產相關的，利用傳統課堂教學可以解決的問題。要做好傳統課堂教學的再延伸，可以由以下幾方面入手。

（一）充分開展的傳統遺傳規律課是再延伸的基礎

在案例中，學生要完成再延伸的實驗，必須能夠熟練掌握人工雜交實驗，熟練去雄和受粉技術，掌握異花之間的雜交套袋的操作技巧，會收集數據，能撰寫實驗報告，這些都能通過傳統課堂的理論學習獲得。但是高中生物課堂存在著實驗實際開出率不足，設備無法滿足全部課堂實驗需求等問題[4];很多探究性實驗課堂的教學方法仍以口頭講授、演示為主;生物課時少，教師優先理論教學，輕實驗等情況[5]。因而首先解決這些問題，讓學生充分動手參與實驗，才能給傳統遺傳規律課堂教學的再發掘打下良好基礎。

（二）難度適宜，操作簡便的豌豆實驗的傳統遺傳規律課是再延伸的良好材料

對傳統遺傳規律課堂教學再延伸的目的是讓學生親自動手，體驗科學探究的完整過程。因而教師應該精確教授豌豆雜交實驗的基本程序以達到學生能夠體會豌豆雜交的可操作性，降低學生實驗的難度性。適宜的難度可以提高學生的積極性，相對簡易的操作可以保障學生的自主性，提高學生的參與度，因而是傳統遺傳規律課堂教學再延伸的良好材料。

（三）教師的充分準備和引導是傳統遺傳規律課堂教學再延伸的保障

如上文案例所示，教師要事先對出現性狀分離異常現象，查找資料解釋原因，如此才能引導學生進行有效探究，提出可行的實驗方案。案例中對豌豆的種植和結果收集等都不是短時間可以完成的，需要事先準備。基于現實情境的復雜性，課堂實驗的實際操作過程、實驗結果往往會出現預期以外的各種問題，這是理論層面的講授無法遇到的。因而教師若要針對這些問題再發掘，或者開展與現實生活相聯系的再探究，都需做好充分的準備工作，這包括預實驗、查找資料、準備材料等。

（四）三種模式相結合是傳統遺傳規律課堂教學適應學科素養發展的可行途徑

完全由學生自主進行的探究活動已被證明是失敗的，學生只有通過系統的學習，繼承已有的文化之后才能獨立做出科學發現，建立系統理論[6]。因而筆者提出兼顧學生主體與教師主體的三種模式相結合的實驗課堂：模式一為教師主導下學生按已有計劃實施實驗;模式二為學生在教師指導下進行探究實驗;模式三為任務驅動的學生自主探究實驗。如案例所示，在課堂上模式一與模式二可以有機結合，教師在講解實驗技能與實驗原理的同時，在充分的課前準備的基礎上，設置情境引導學生體驗探究的完整過程。在學生能熟練使用實驗器材，掌握實驗原理與實驗方法，了解科學探究的完整過程之后，教師就可以階段性的布置與生活聯系的自主探究任務，進行模式三的學習。這需要將學習延伸到課外，因而學校要提供開放的實驗條件。這種任務最好按年級統一布置，便于實驗室準備器材來滿足大部分學生的需求，保證活動切實有效的進行。

參考文獻：

[1]劉麗艷.大連市高中生物實驗教學的現狀與改革對策[D].遼寧師范大學，2005.

[2]韋玉紅.高中生物實驗有效教學策略行動研究探索[D].上海師范大學，2013.

[3]普通高中生物學課程標準[M].人民教育出版社，中華人民共和國教育部， 2018

[4]林杰東.福建省高中生物學實驗教學現狀的調查研究[D].福建師范大學，2014.

[5]郝琦蕾，李妙娜.高中生物實驗教學現狀的調查研究[J].教學與管理，2016（06）：30-34.

[6]鄭毓信.建構主義之慎思[J].開放教育研究，2004（01）：4-8.

作者簡介：

莊定國，高中生物一級教師，本科學歷，理學學士學位。