摘 要:大概念是處于學(xué)科核心位置,對學(xué)生學(xué)習(xí)具有引領(lǐng)作用的基礎(chǔ)知識,通過學(xué)習(xí)學(xué)生能運用生物學(xué)大概念解釋和預(yù)測較大范圍的生命現(xiàn)象。那么就要思考:用何種方式能讓學(xué)生掌握大概念?每節(jié)課過后學(xué)生腦中留下的最重要的、印象最深的一句話是什么?本文以“基因突變及其他變異”一章為例分析。
關(guān)鍵詞:教學(xué)目標(biāo);實例論證;概念構(gòu)建
課標(biāo)上的概念體系是三級概念體系。例析如下圖:
必修2《遺傳與變異》中一共有兩個大概念,其中上圖中概念3是遺傳部分的大概念。大概念是一句話,它在學(xué)生的記憶中要保留幾十年,并且要用它來解釋生命現(xiàn)象的。舉個常見的例子,醫(yī)生說:你家孩子得的病叫哮喘,是遺傳病。患者家屬說:我們兩家都沒人得過這病啊。從這個例子中我們可以看出,家屬不明白是遺傳信息代代相傳,而不是性狀代代相傳;另外家屬不明白遺傳信息除了親代傳遞給子代還可以變異而來;遺傳信息的表達(dá)還會受到環(huán)境的影響。這些內(nèi)容都是遺傳里大概念和重要概念。大概念用幾十年,重要概念至少記憶幾年。那么這一章的內(nèi)容如何通過每一節(jié)課為學(xué)生構(gòu)建出概念體系呢?
一、 研讀課課標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)總目標(biāo),設(shè)計單元教學(xué)目標(biāo),確定每節(jié)課的目標(biāo)
每節(jié)課目標(biāo)的確定應(yīng)用自上而下的策略、按由整體到局部的順序進(jìn)行。這時,課標(biāo)中【內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)】部分的概念體系為我們一線教師提供了有力的指導(dǎo),如上圖中的大概念是遺傳部分的總體目標(biāo),重要概念便是第5章的單元目標(biāo),之后的次位概念3.3.1、3.3.2、3.3.3……便是每節(jié)課必須要實現(xiàn)的內(nèi)容目標(biāo),可能一節(jié)課要實現(xiàn)一到兩個次位概念的教學(xué)。當(dāng)然每節(jié)課要落實的核心素養(yǎng)要以具體教學(xué)內(nèi)容為載體進(jìn)行。
二、 參考學(xué)業(yè)要求,豐富實例、檢測反饋、把握概念內(nèi)涵與外延
本章課標(biāo)的【學(xué)業(yè)要求】如下:
學(xué)生學(xué)習(xí)后應(yīng)該能夠:
基于證據(jù),論證可遺傳變異來自基因突變、基因重組、和染色體變異(科學(xué)思維、科學(xué)探究)。
運用遺傳與變異的觀點,解釋常規(guī)遺傳學(xué)技術(shù)在現(xiàn)實生產(chǎn)生活中的應(yīng)用(生命觀念、社會責(zé)任)。
基于學(xué)業(yè)要求,可以看到教學(xué)中要通過多個證據(jù)的論證去總結(jié)基因突變、基因重組、染色體變異是什么,然后通過相應(yīng)資料學(xué)生分析總結(jié)為什么會發(fā)生這樣的變異,而我們研究這些變異必然是有應(yīng)用的。于是有了“是什么——為什么——怎么用”這樣的主線,一章的教學(xué)設(shè)計就清晰了。根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)和學(xué)業(yè)要求,確定了本章的教學(xué)總體思路。
本章教材上的實例,如鐮刀型細(xì)胞貧血癥。但基因突變中堿基的變化有三種情況,顯然一個實例不夠豐滿,沒有足夠的事實例子很難達(dá)到理解概念,所以此處選擇豐富實例的策略,將教材中前面章節(jié)的實例整合到本章中來,如皺粒豌豆的形成、囊性纖維病的產(chǎn)生。通過基因突變?nèi)矫娴倪@些實例,學(xué)生可以總結(jié)什么是基因突變。同樣的策略下,基因重組和染色體變異也需要豐富實例,每個類型添加一個實例。通過實例分析,對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)總結(jié),更好地由完成由具體到概括的過程。策略之二通過對比更好地把握概念的內(nèi)涵、外延。例如同樣是交換片段,發(fā)生在同源染色體間和非同源染色體間,變異類型就不同了。又如DNA上缺失一段,造成基因數(shù)量是否改變決定了它是不同的類型。這樣的對比很有效果。策略之三是反饋檢測,具體實例的判斷能讓學(xué)生對正、反實例進(jìn)行整理,構(gòu)建腦中的概念體系,更好地把握概念內(nèi)涵與外延。
三、 層層設(shè)問,討論分析,聯(lián)系實際,有效落實核心素養(yǎng)
基因突變的實例和染色體結(jié)構(gòu)變異的實例很明顯能落實結(jié)構(gòu)功能觀,借助問題驅(qū)動,發(fā)展學(xué)生的結(jié)構(gòu)功能觀。
從分子水平闡明鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因,并建立了分子醫(yī)學(xué),這個實例很經(jīng)典,選擇豐富這個實例,通過問題串創(chuàng)設(shè)一個體驗式的探究活動,發(fā)展科學(xué)思維、體驗科學(xué)探究。問題串如下。
a. 紅細(xì)胞的形態(tài)、功能發(fā)生改變,我們要從細(xì)胞的哪個方面尋找病因?(結(jié)構(gòu)方面)
b. 需要研究什么分子來間接研究遺傳物質(zhì)的變化呢?(蛋白質(zhì))
c. 之后,人們研究血紅蛋白的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)異常,這種異常的根本原因可能是什么?
d. 上述基因突變怎樣能遺傳給后代?何種情況不能遺傳?它是可遺傳變異嗎?
e. DNA結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定,那么基因突變是如何產(chǎn)生的呢?根據(jù)實例總結(jié)引起基因突變的因素有哪幾類。
f. 這些因素人類在生活中會遇到嗎?人類基因突變的結(jié)果可能是什么呢?(引出癌變)
g. 人類研究基因突變可以更好地防病治病,當(dāng)然也會方便生產(chǎn)實踐。現(xiàn)在有人想可以利用基因突變獲得某種微生物品種,能成功嗎?所有生物能發(fā)生基因突變呢?突變后一定能得到想要的性狀嗎?要把握時機(jī)誘變嗎?獲得突變的數(shù)量多嗎?突變后,性狀一定會改變嗎?為什么?
通過以上問題串的層層引導(dǎo)就把基因突變是什么、為什么、怎么用的主線拉伸出來。在上述問題的解決過程中可以組織討論總結(jié),可以聯(lián)系實際,有血有肉地建立了一個概念體系,同時落實了科學(xué)思維、科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。最后通過育種的實際問題的解決來落實社會責(zé)任。
當(dāng)設(shè)計課程時,是從整體到局部的設(shè)計,但實施時是從每一個課堂起步的,那么每一節(jié)課留給學(xué)生最重要的一句話是什么呢?這句話可能要影響學(xué)生幾年到幾十年。所以每次備課時都在想這個問題。本章三節(jié)內(nèi)容要約5課時完成。每節(jié)課的一句話從目標(biāo)出發(fā),可以參考如下。
1. 基因突變是基因中堿基排列順序的改變,是可以遺傳的。
2. 人類基因突變可以引起癌癥,可以利用基因突變進(jìn)行育種。
3. 基因重組是可以遺傳的,可以使子代出現(xiàn)變異。
4. 染色體變異可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡。
5. 人類遺傳病是可以檢測和預(yù)防的。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.
作者簡介:
萬廣威,遼寧省大連市,遼寧大連市第八中學(xué)。