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高中生物遗传规律教学再延伸探讨

时间:2019-08-16 来源:《学业》杂志 作者:admin 点击:

  【摘要】传统遗传规律教学仍然是当前高中遗传规律教学的主要方式,该模式有其存在的意义,但是也存在明显缺陷。本文就传统遗传规律教学再发掘的必要性、可行性和途径进行探讨,期望能够为高中遗传规律教学改革提供一条可行途径,以满足生物学科核心素养的发展需求。

  【关键词】高中生物;遗传规律;再延伸

  遗传规律教学对学科素养的意义不仅仅体现科学探究上,对其他素养同样重要。课程改革过程中对科学探究的重视越来越高,形式也越多样化[1]。但现今生物课堂上,传统教学方式仍然占主要地位[2],对传统课堂的再发掘可以应对新课标对学生的生物学科核心素养发展要求。下文笔者将探讨传统课堂再延伸的必要性与可行性,并通过案例探讨再延伸的途径。

  一、传统遗传规律教学再延伸的必要性和可行性

  (一)必要性

  本文所指的传统课堂教学具有以下特征:1.教材描述了孟德尔的遗传规律的基本内容,包括观察现象、提出问题、作出假说、假说的验证和得出结论;2.采取教师讲授,学生按要求理解记忆的教学方式。在传统课堂教学上,学生通过教师的讲解,能够学习到关于遗传基本规律的基本内容,能够基于给定的遗传现象的情景下解释遗传现象,从而达成生物学科素养中科学探究素养的水平一的要求[3]。但是传统课堂教学也具有明显的缺陷,不利于学生体验完整的科学探究过程,难以形成积极的科学态度,难以养成科学的思维习惯[3]。简单来讲就是学生知道了怎么做,却无法了解为什么要这么做。传统课堂教学具有存在的意义,不能也无法做到一禁了之,因而进行再延伸以适应学科核心素养发展的要求就很有必要。

  (二)可行性

  1.学生在学习遗传规律中发现问题是驱动科学探究的有效动力科学探究的目的是通过科学手段解决问题,在课堂上,问题的来源一般有两个。第一种是教师或教材直接提出的问题,这无法提高学生观察现象提出问题的能力。第二种是在教师提供情境的基础上,学生通过观察思考提出问题。这些情境虽然经过教师的加工,对现实生活中的复杂信息进行筛选,保留符合教学目标及学生水平的内容,但大多情境是学生无法亲历的,因而学生往往难以提出符合教师预期的,具有探究意义的问题。课题任务式教学能使学生亲历真实情境,情境的复杂程度适中,是从简单的虚拟情境向复杂的现实生活情境过度绝佳台阶。学生在实际探究中遇到的困难、发现的不同于预期的现象都可以激发学习兴趣,促使学生提出有探究价值的问题,是驱动学生继续探究问题背后的生物学规律的有效动力。2.学生在课堂学习到的基本理论是进行科学探究的良好基础学生提出问题之后,教师要引导学生提出能够解释问题的合理假设。如果没有相关的科学理论为基础,学生就无法在实践中验证假设。这就使得高中生物课堂中的科学探究学习往往停留在理论阶段,沦为“纸上谈兵”。很多时候教师只能通过对孟德尔经典遗传实验的讲解,呈现前人的实验结果,来帮助学生体验设计遗传实验、验证假设的过程,但这显然无法代替学生的实践活动。而在传统课堂上,学生在学习了相关的理论知识和基本杂交实验操作技能后,就可以利用现有的遗传实验材料设计并完成实验来验证假设,真正体验到探究的完整过程,体会解决问题的乐趣,从而推动内在素养的发展。

  二、传统遗传规律课堂教学再发掘的案例

  (一)豌豆杂交实验观察到的有趣现象

  1.用高茎豌豆与矮茎豌豆杂交统计子二代高矮植株的分离比并不总是3:1,很多时候会观察到如2:1,5:3等比值。甚至于有的组别结果并没有出现形状分离现象。2.有的实验小组将豌豆杂交后子代会出现介于高矮之间的植株现象。

  (二)利用这些发现进行科学探究的教学设计实例—豌豆杂交异常现象再探究

  第一阶段———观察现象,提出问题学生在做豌豆杂交实验时,教师要求学生用文字和图像描绘观察的豌豆杂交的实验现象,并把这些内容写进实验报告。教师巡查,收集学生的观察结果,主要收集豌豆杂交结果的异常现象,并把这些结果通过多媒体展示给学生。教师引导学生观察、比较这些现象,提出问题:为什么豌豆杂交实验出现的现象与教材的结果有较大差异?第二阶段———分析问题,做出假设教师通过多媒体展示教师在预实验中拍摄的豌豆杂交实验结果进行再观察,寻找类似的现象。在观察的基础上,教师引导学生提出第一种假设———统计数量不足引起分离比的异常,并要求学生用假设解释问题。之后教师再通过多媒体展示资料———多组兴趣小组在统计数量不足情况下导致分离比出现异常现象。教师引导学生提出第二种假设———受粉的不随机性导致分离比异常,并要求学生利用这一假设重新解释问题。第三阶段———设计实验,验证假说教师首先引导学生提出实验思路,设置足够多组的豌豆进行杂交实验分别统计子代的性状分离情况是否出现正常的分离比现象,并利用严格的传粉方法保证受粉的随机进行。教师进而引导学生思考两个问题:一是如何进行合理的大数据统计,二是如何定量分析实验结果。学生分小组合作提出方案,之后教师与学生共同分析方案的可行性。有的学生提出用分类收集,分类统计。但这是不可行的,因为豌豆的植株高度不会短时间内发生改变,而时间太长,植株可能已出现老化而影响结果的统计。学生进而提出将豌豆置于一有效温室中,此法同样无法在短时间内准确统计结果。可行的方法是用标记法来统计植株的高度以达到短时间内完成大量的数据分析。简易的方法是用软性的尺子在豌豆植株上做标记在短时间内测量植株的生长长度以区分高矮茎植株。至于定量分析实验结果,可引导学生数出高茎植株总数,以及矮茎植株的数目,进而计算出不同高度植株的比例。最后引导学生对实验结果进行预测,若在多组实验结果中的植株高矮比接近理论3:1则说明出现2:1或5:3是由于统计数量不足导致的。第四阶段———实施实验,得出结论教师拿出事先预备的豌豆幼苗,学生根据方案进行实验,待一定实验周期内设计表格记录数据。教师收集各小组的结果,进行展示、整合,引导学生根据结果得出结论。实验结果可能与预期不相符,教师要与学生共同分析原因,提出改进方案,或者提出新的假说。最后教师要求学生在课后整理实验过科学·自然程、实验数据,撰写实验报告。教师对实验报告进行批改,按一定标准给予评价。

  三、传统遗传规律课堂教学再延伸的途径

  如上文案例所示,本文所指的传统遗传规律课堂教学再延伸是在学生掌握基本的假说演绎法之后,教师引导学生对豌豆杂交实验中的现象进行再观察,提出可探究的问题,做出假设解释问题,设计并进行实验验证假设,得出结论的过程。再探究的问题可以来自学生在实验中遇到的困难,也可以是与生活生产相关的,利用传统课堂教学可以解决的问题。要做好传统课堂教学的再延伸,可以由以下几方面入手。

  (一)充分开展的传统遗传规律课是再延伸的基础

  在案例中,学生要完成再延伸的实验,必须能够熟练掌握人工杂交实验,熟练去雄和受粉技术,掌握异花之间的杂交套袋的操作技巧,会收集数据,能撰写实验报告,这些都能通过传统课堂的理论学习获得。但是高中生物课堂存在着实验实际开出率不足,设备无法满足全部课堂实验需求等问题[4];很多探究性实验课堂的教学方法仍以口头讲授、演示为主;生物课时少,教师优先理论教学,轻实验等情况[5]。因而首先解决这些问题,让学生充分动手参与实验,才能给传统遗传规律课堂教学的再发掘打下良好基础。

  (二)难度适宜,操作简便的豌豆实验的传统遗传规律课是再延伸的良好材料

  对传统遗传规律课堂教学再延伸的目的是让学生亲自动手,体验科学探究的完整过程。因而教师应该精确教授豌豆杂交实验的基本程序以达到学生能够体会豌豆杂交的可操作性,降低学生实验的难度性。适宜的难度可以提高学生的积极性,相对简易的操作可以保障学生的自主性,提高学生的参与度,因而是传统遗传规律课堂教学再延伸的良好材料。

  (三)教师的充分准备和引导是传统遗传规律课堂教学再延伸的保障

  如上文案例所示,教师要事先对出现性状分离异常现象,查找资料解释原因,如此才能引导学生进行有效探究,提出可行的实验方案。案例中对豌豆的种植和结果收集等都不是短时间可以完成的,需要事先准备。基于现实情境的复杂性,课堂实验的实际操作过程、实验结果往往会出现预期以外的各种问题,这是理论层面的讲授无法遇到的。因而教师若要针对这些问题再发掘,或者开展与现实生活相联系的再探究,都需做好充分的准备工作,这包括预实验、查找资料、准备材料等。

  (四)三种模式相结合是传统遗传规律课堂教学适应学科素养发展的可行途径

  完全由学生自主进行的探究活动已被证明是失败的,学生只有通过系统的学习,继承已有的文化之后才能独立做出科学发现,建立系统理论[6]。因而笔者提出兼顾学生主体与教师主体的三种模式相结合的实验课堂:模式一为教师主导下学生按已有计划实施实验;模式二为学生在教师指导下进行探究实验;模式三为任务驱动的学生自主探究实验。如案例所示,在课堂上模式一与模式二可以有机结合,教师在讲解实验技能与实验原理的同时,在充分的课前准备的基础上,设置情境引导学生体验探究的完整过程。在学生能熟练使用实验器材,掌握实验原理与实验方法,了解科学探究的完整过程之后,教师就可以阶段性的布置与生活联系的自主探究任务,进行模式三的学习。这需要将学习延伸到课外,因而学校要提供开放的实验条件。这种任务最好按年级统一布置,便于实验室准备器材来满足大部分学生的需求,保证活动切实有效的进行。

  参考文献:

  [1]刘丽艳.大连市高中生物实验教学的现状与改革对策[D].辽宁师范大学,2005.

  [2]韦玉红.高中生物实验有效教学策略行动研究探索[D].上海师范大学,2013.

  [3]普通高中生物学课程标准[M].人民教育出版社,中华人民共和国教育部,2018

  [4]林杰东.福建省高中生物学实验教学现状的调查研究[D].福建师范大学,2014.

  [5]郝琦蕾,李妙娜.高中生物实验教学现状的调查研究[J].教学与管理,2016(06):30-34.

  [6]郑毓信.建构主义之慎思[J].开放教育研究,2004(01):4-8.

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