問題驅動教學法在習題課中的應用

趙建杰

摘 要：在教學中，教師要重視學生的主體地位，點燃學生的參與熱情，激發學生的學習興趣。在探究習題課的過程當中，應用問題驅動教學法和 PBL，除了讓學生掌握本堂課所學習的內容外，還培養其舉一反三的能力。本文以遺傳規律中的常見例題，試著闡述應用問題驅動教學法探究式習題課。

關鍵詞：問題驅動教學法;PBL;探究式;由淺入深;遺傳規律

問題驅動教學法是以Problem-Based Learning（PBL）為理論基礎的一種教育方法，最早由美國醫學教授巴魯在1969年提出，后來在國際峰會上被大眾推崇，目前屬于比較主流的教學方法，將其應用在醫學教學上，效果較好。

問題驅動教學法核心，是通過教師不斷地提出問題，用問題把想要教授的知識串聯起來，然后讓學生圍繞問題去尋求解決方案的一種學習方法。在這個過程中教師是問題的提出者、課程的設計者以及結果的評估者，學生是問題的討論者和解決者。問題驅動教學法可以用于新課，也可以用于復習課。本文以一個比較經典的石刁柏的遺傳問題為例，應用問題驅動教學法把遺傳題中一些常見的問題串聯起來并適當深入剖析。

經典例題：石刁柏（嫩莖俗稱蘆筍）是一種名貴蔬菜，在某野生窄葉種群中，發現生長著少數幾株闊葉石刁柏。

（1）為什么后代會出現闊葉呢？請作一個假設，并設計實驗加以驗證。①你作出的假設。②你設計的實驗。③預測實驗結果及結論。

（2）若變異是遺傳物質改變引起的，則該變異來自基因突變還是染色體變異？設計實驗加以驗證，預測實驗結果及結論。

（3）實驗（2）證明是基因突變引起的，則是顯性突變還是隱性突變呢？設計實驗加以驗證。

【實驗方法】

預測實驗結果及結論：石刁柏為XY 型性別決定，雌株、雄株中均有闊葉、窄葉兩種類型，現已證明變異是顯性突變，則突變基因發生在常染色體上還是在X染色體上？設計實驗加以驗證。

【實驗思路】

預測實驗結果及結論：本題一共涉及遺傳判斷類實驗試題的四種類型。

第一種類型：判斷是否是可遺傳的變異。如題（1）為什么后代會出現闊葉呢？請作一個假設，并設計實驗加以驗證。①你作出的假設。②你設計的實驗。③預測實驗結果及結論。

1.分析。

（1）生物變異：即生物表現型的改變。而表現型由基因型決定，同時受到環境的影響。

（2）故變異的類型：不可遺傳的變異——環境因素引起的變異。如果是此類變異，則闊葉類型不能遺傳給后代，那么闊葉自交的后代都是窄葉。可遺傳的變異——遺傳物質改變引起的變異。如果是此類變異，則闊葉類型能遺傳給后代，那么闊葉類型自交后代會出現闊葉。

2.解題過程。

（1）你作出的假設：出現闊葉石刁柏的原因是由遺傳物質改變引起的結果或是由環境因素影響的結果。

（2）你設計的實驗：闊葉植株自交，觀察子代石刁柏葉子闊窄。

（3）預測可能出現的實驗結果并得出結論：a.若子代出現闊葉，則是由遺傳物質改變引起的;b.若子代全為窄葉，則是由環境因素影響的結果。

注：如果是XY型性別決定的生物，則不能用自交，要用突變類型的個體相互雜交（如：闊葉X闊葉）。

第二種類型：判斷是基因突變還是染色體畸變。如果已經證明后代出現闊葉是由遺傳物質引起的變異，那是基因突變還是染色體畸變呢？如題：若變異是由遺傳物質改變引起的，則該變異是來自基因突變還是染色體變異呢？設計實驗加以驗證，預測實驗結果及結論。

1.分析。

基因突變在顯微鏡下不可見，而染色體畸變在顯微鏡下可見。故用顯微鏡觀察生物分裂部位的細胞，觀察有絲分裂中期的染色體是否正常。

2.解題過程。

取根尖分生區制成臨時裝片，用顯微鏡觀察中期細胞內的染色體數目。如果正常則是基因突變，如果不正常則是染色體加倍。

第三種類型：判斷是顯性突變還是隱性突變。如果已經證明后代出現闊葉是由基因突變引起的，那么這種突變是哪種突變呢？如題：（3）實驗（2）證明是由基因突變引起的，則是顯性突變還是隱性突變呢？設計實驗加以驗證。

【設計思路】

1.可能出現的結果及分析。

我們分析顯性還是隱性常用的方法是，讓兩個親本雜交，看有沒有新出現的性狀或者有沒有消失的性狀。很多學生都會選擇測交，但是如果闊葉和窄葉測交，后代很有可能也是闊葉和窄業，且比例為1∶1，沒有消失的性狀和新出現的性狀，結果就無法判斷。

我們選擇的方法是——雜交。這種題目還有兩種類型：如果已知雙親都是純合子，則讓兩個相對性狀的個體雜交，如闊葉X窄葉，則表現出的性狀就是顯性性狀;沒有表現出的性狀是隱性性狀。如果親本是否純合子未知，則讓多對同性狀的個體雜交。

注：不用一對同性狀的個體的原因是會有偶然因素發生。例如闊葉X闊葉，如果子代既有闊葉又有窄葉，則闊葉一定為顯性。但若子代只有闊葉沒有窄葉，則闊葉可以是隱性，也可以是顯性（DDXDD或DDXDd）。

2.解題過程。

（1）設計思路：多對闊葉X闊葉。

（2）可能出現的結果及分析：a.若后代出現窄葉，則闊葉為顯性，窄葉為隱性;b.若后代全為窄葉，則闊葉為隱性，窄葉為顯性。

第四種類型：判斷基因座位在常染色體上還是在X染色體上。基因座位有4種類型：常染色體、X染色體、Y染色體和細胞質中的葉綠體、線粒體上。具體的題型可以分為三種。若相對性狀的顯隱性已知，如題：石刁柏為XY 型性別決定，雌株、雄株中均有兩種類型，現已證明變異是顯性突變，則突變基因在常染色體還是在X染色體上？設計實驗加以驗證。

【實驗思路】

1.可能出現的實驗結果及結論分析。

若相對性狀的顯隱性已知，則選擇顯性父本和隱性母本進行雜交。若后代雌性都是顯性，雄性都是隱性，則位于X染色體上;若后代雌雄都為顯性或者都有顯性和隱性，則在常染色體上。

2.解題過程。

（1）設計思路：闊葉父本X窄葉母本。

（2）可能出現的結果及分析：a.若后代雌性都為闊葉，雄性都為隱性，則該基因在X染色體上;b.若后代雌雄都為闊葉或者雌雄都有闊葉和窄葉，則該基因在常染色體上。

注：若為ZW型生物，則應選擇現在性顯性母本和隱性父本;若相對性狀的顯隱性未知，則選擇相對性狀的個體正交和反交。可能出現的結果有：a.若正交和反交結果相同，則該基因在常染色體上;b.若正交和反交結果不同，則該基因在X染色體上;C.若正交和反交結果不同但后代始終與母本相同，則該基因在細胞質中。

例題分析在教學中占據著舉足輕重的地位。好的例題及充分合理地利用例題，能夠起著決定性的作用，不僅可以幫助學生解題，還能使學生形成一個整體的系統的知識框架。本文就是通過石刁柏一題幫助學生掌握了遺傳的類型、顯隱性的判斷方法、基因的位置關系等問題的解決策略。

參考文獻

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