關(guān)于“性狀分離比的模擬”實(shí)驗(yàn)的再改進(jìn)

賀華麗

摘 要： 學(xué)生自備實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生從身邊的材料入手，如收集教師廢棄的粉筆頭，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備階段開始全程參與到實(shí)驗(yàn)中；設(shè)計(jì)全校師生抓取小球的環(huán)節(jié)，大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，使得數(shù)據(jù)更科學(xué)，F(xiàn)2的比值更接近理論值3：1。全校統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和班級統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相比，讓學(xué)生體會(huì)到重復(fù)實(shí)驗(yàn)的重要性，加深學(xué)生對性狀分離現(xiàn)象本質(zhì)的理解。

關(guān)鍵詞： 性狀分離比 模擬實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 粉筆頭

“性狀分離比的模擬”實(shí)驗(yàn)是必修二《遺傳與進(jìn)化》當(dāng)中的一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)的主要目的是使學(xué)生在親身活動(dòng)中，探索遺傳因子分離、配子隨機(jī)結(jié)合與遺傳結(jié)果的關(guān)系，為進(jìn)一步理解孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)，從而從體會(huì)分離定律的實(shí)質(zhì)。對教材中的實(shí)驗(yàn)材料難以準(zhǔn)備、課堂模擬實(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù)有限等，筆者從本校實(shí)際出發(fā)做了如下改進(jìn)。

1.實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料難以獲得，而要求數(shù)量又多，因此實(shí)驗(yàn)教師難以完成如此繁重的材料準(zhǔn)備工作。查閱部分文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)前人也對實(shí)驗(yàn)的材料做了改進(jìn)，如用玻璃珠[1]-[2]、撲克牌[3]、硬幣[4]等代替小球。但是結(jié)合我校實(shí)際，筆者認(rèn)為準(zhǔn)備這些實(shí)驗(yàn)材料不僅耗時(shí)、成本高，而且在操作過程中玻璃球噪音太大，容易干擾課堂教學(xué)，不便管理；撲克牌花色多，難以辨認(rèn)；硬幣在拋的過程中容易丟失。

筆者注意到教室里廢棄的粉筆頭用來充當(dāng)雌雄配子大小合適，簡單易得，不僅可以廢物利用，而且經(jīng)濟(jì)環(huán)保；讓學(xué)生提前一周自備，從準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料開始參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣。

2.全校師生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，增加說服力

為了使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更貼近孟德爾的理論數(shù)值，解決課堂模擬實(shí)驗(yàn)由于教學(xué)時(shí)間限制重復(fù)次數(shù)過少的問題。在上課前一周，教師指導(dǎo)生物學(xué)習(xí)興趣小組的學(xué)生，按照教材的設(shè)計(jì)思路，制備2套實(shí)驗(yàn)器材，在中午或者下午學(xué)生進(jìn)飯?zhí)镁筒偷臅r(shí)間，讓全校學(xué)生甚至教師都參與到這個(gè)活動(dòng)中，小組學(xué)生記錄并統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)得出來的數(shù)據(jù)，更具有說服力，使得F2的比值更接近孟德爾實(shí)驗(yàn)的理論數(shù)值3∶1。

3.用粉筆頭做實(shí)驗(yàn)材料改進(jìn)“性狀分離比”模擬實(shí)驗(yàn)

3.1材料用具

①收集粉筆頭：3人為一小組，讓每一組學(xué)生提前一周回收教師廢棄的粉筆頭50支，顏色2種（如白色和紅色，也可以用其他2種顏色）各25支，長度統(tǒng)一要求為3cm。

②自備容器：盛裝粉筆頭的容器可以用2只大小相同的空粉筆盒，或2只大小相同的一次性碗，并在容器外側(cè)標(biāo)記上♀、♂字樣，分別代表雌性生殖器官和雄性生殖器官。

3.2實(shí)驗(yàn)步驟

①每組同學(xué)用自己提前準(zhǔn)備好的50支兩色粉筆頭，甲同學(xué)往標(biāo)注♀盒中放入15支白色和15支紅色粉筆頭，乙同學(xué)往標(biāo)有♂盒中放入10支白色和10支紅色的粉筆頭。（注：白色粉筆頭代表D，紅色粉筆頭代表d。）

②甲乙兩同學(xué)分別用手蓋住盒口，搖晃粉筆盒，使兩盒中的粉筆頭充分混勻。

③甲乙兩同學(xué)分別從♀、♂兩盒中，隨機(jī)各抓取一支粉筆頭，丙同學(xué)在表格中記下2支粉筆頭所代表的字母組合，抓取一次就用“正”的一畫代替。

④將抓取的粉筆頭各自放回原來的盒中，重復(fù)第2、3步30次。

⑤小組統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表：

組合方式：（在表格中填“正”字）

數(shù)據(jù)整理：

3.3將全班各小組數(shù)據(jù)匯總，填入班級Excel表格：

3.4全班數(shù)據(jù)與全校數(shù)據(jù)比較

課堂模擬實(shí)驗(yàn)完成之后，將全班的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和全校的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，學(xué)生可以直觀感覺到全校獲取的數(shù)據(jù)，F(xiàn)2的比值更接近孟德爾實(shí)驗(yàn)的理論值3∶1，說明重復(fù)實(shí)驗(yàn)的重要性，重復(fù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)越多，實(shí)驗(yàn)結(jié)果越接近理論值。

4.優(yōu)點(diǎn)與不足

4.1本次實(shí)驗(yàn)，主要是找一種合適的材料代替雌雄配子，但是對雌雄配子數(shù)量要求很多，形態(tài)大小要適宜，材料獲取還要經(jīng)濟(jì)、方便。筆者設(shè)計(jì)讓學(xué)生自備實(shí)驗(yàn)材料，如廢棄的粉筆頭，實(shí)驗(yàn)材料簡單易得，關(guān)鍵是廢物利用，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。通過這種方式不僅提高了學(xué)生的興趣，而且充分利用了學(xué)生資源，降低了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的難度。

4.2全校師生抓取小球的設(shè)計(jì)，打破了實(shí)驗(yàn)只能在班級中進(jìn)行的傳統(tǒng)方式，將活動(dòng)擴(kuò)展到課外，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)本身的趣味性；大量重復(fù)抓取，設(shè)計(jì)更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠、更客觀，更貼近孟德爾實(shí)驗(yàn)的理論數(shù)值，讓學(xué)生體會(huì)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的真正魅力所在。

4.3本次模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，也有很多細(xì)節(jié)考慮不到位，如抓取粉筆后，會(huì)弄臟學(xué)生的手，可以建議學(xué)生帶一次性塑料手套。還有個(gè)別同學(xué)為了偷懶，在收集粉筆頭時(shí)，直接用長粉筆截取成要求長度的粉筆頭，比較浪費(fèi)材料，而且截取長度也不容易控制，還有粉筆頭過小不容易抓取，等等。這些都是我們今后要注意改進(jìn)的地方。

總之，生物課是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，生物教學(xué)中涉及大量實(shí)驗(yàn)。教師要常動(dòng)腦、勤動(dòng)手，自己設(shè)計(jì)或者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一些切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案，保證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中真正加深對生物學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)的理解，從而掌握生物學(xué)的一般規(guī)律，提升學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉正旺.高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)高效教學(xué)案例——“性狀分離比模擬”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的再加工[J].生物學(xué)通報(bào)，2013，48（5）：34-36.

[2]汪忠.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（生物必修2遺傳與進(jìn)化）第4版[M].南京：江蘇教育出版社，2008：29.

[3]李靜，夏焦兵.撲克牌是“性狀分離比模擬”實(shí)驗(yàn)的好材料[J].生物學(xué)通報(bào)，2013，48（10）：47-48.

[4]劉植義，付尊英.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（生物必修2遺傳與進(jìn)化）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2009：50-51.