两种教学法的教学效果比较研究*——以“孟德尔豌豆杂交实验（二）”一节为例

唐英姿

一、研究目的

“孟德尔的豌豆杂交实验 （二）”一节是人教版新课标教材生物必修2《遗传与进化》的内容，是在学习了 “孟德尔豌豆杂交实验 （一）”的基础上，以孟德尔的豌豆杂交实验过程为主线，对一对相对性状的遗传现象到多对相对性状的遗传现象进行探究，在观察和分析杂交实验现象的基础上发现问题、提出问题，借助想象和推理提出解释问题的假设，再通过实验对假设进行验证，然后运用数学统计方法分析数据并提出结论。

我们选择广州市协和中学2012级高一 （7）班学生，由授课教师运用讲授式教学方法进行教学后，设计了一份针对这部分知识的纸笔测试题。考查内容分为两部分，第一部分考查自由组合定律的实质，第二部分考查自由组合定律的相关概率计算。在2012级高一 （7）班随机抽取10名学生参加纸笔测试。学生纸笔测试的结果有以下特点：在考查自由组合定律实质的测试题中，绝大部分学生的正答率较低，有的出现正答率为0；在考查自由组合定律的相关概率计算测试题中，绝大部分学生的正答率相对较高。我们对此进行了反思并查阅相关资料，初步推测，这部分学生没有真正掌握 “自由组合定律”这一重要概念的内涵和外延。

第二年，在该校2013级高一 （7）班教学中，由授课教师使用活动体验式组织教学，以与传统讲授法的效果进行比较。目的在于比较两种教学法的教学效果。

二、活动体验式教学的设计

体验式教学的理论基础是美国大卫·科尔布提出自己的经验学习模式亦即经验学习圈理论 （见图1）。科尔布认为，经验学习过程是由四个适应性学习阶段构成的环形结构，包括具体经验，反思性观察，抽象概念化，主动实践。

图1 科尔布的认知模型

关于体验式学习，教育领域的学者从不同角度给出了不同的定义。张蓉认为，体验式教学是通过实践来认识周围事物，用亲身的经历去认知、理解、感悟、验证教学内容的一种教学模式。〔1〕孙瑜则认为体验式学习是 “学生以自然或结构性的方式获得亲身体验和实践，接着反思发生在自己身上的直接、具体的生活事件，得出抽象、概况的结论，并据此调节或指导自己的后继行为”。〔2〕

我们根据本节课的三维教学目标，结合高一年级学生的认知特点，利用恰当的教具设计课堂体验活动如下。

（一）情境引入

〔情景1〕如图2所示，亲本纯种黄色豌豆与纯种绿色豌豆杂交，F1全是黄色，F1自交得到F2代中黄色种籽有416粒，绿色种籽有140粒，用遗传图解表示。

图2

问题1：请指出图中发生分离定律的部分。

问题2：雌雄配子是怎样结合的？

设计意图：知识重现，激发学生原有认知结构分离定律的实质的知识。

〔情景2〕如果亲本纯种圆粒豌豆与纯种皱粒豌豆杂交，F1全是圆粒，F1自交得到F2代中圆粒种籽有423粒，皱粒种籽有133粒，用遗传图解表示 （图略）。

设计意图：知识再次重现，进一步激发学生对分离定律实质的认知。

〔情景3〕同时考虑豌豆的两对相对性状时，杂交结果如图3所示。

设计意图：利用概念同化模式学的原理，引发反思性思考，引导学生从分离定律探索自由组合定律。同时引导学生思考：两对相对性状杂交时，成对的遗传因子分离后，到底发生了什么事情？产生了怎样的配子才能在F2代中出现9：3：3：1的比例呢？

图3

（二）体验活动的设计

一般情况下，教师一般会引导学生阅读课本，直接找出孟德尔的假设： “成对的遗传因子分离，不成对的遗传因子自由组合”。这样做的结果是学生没有经过自己的思考、假设 （各种可能性）、推理、验证等主动的思维过程，而是被动机械的接受孟德尔的假设。

F1代中，基因型为YyRr的雄性个体和雌性个体，在形成配子时，Y与y分离，R与r分离。我们分别用贴着上述4种字母的乒乓球表示，每一种各20各，共80个，Y与y、R与r分别放在同一个小桶内。两个小桶分别代表雌雄个体的生殖器官 （见图4、图5）。那么，图4（♂）小桶之间的乒乓球要怎样组合，形成什么类型的精子，才能与图5桶内的卵细胞受精后得到9：3：3：1的比例呢？让学生们通过角色参与，体验可能出现的各种情况。

图4

图5

（三）体验活动的假设

学生做出的假设，除了课本所指出的孟德尔的那一种组合方式之外，还会做出各种各样的假设，比如：

（1）各抓1个球，行吗？

（2）各抓2个球，行吗？4个球呢……

（3）各抓2个球，行吗？

（4）能抓都是Y和Y，或者两个都是y和y，不行，因为有可能两个桶都是YY或yy，因为受精时随机的，那受精后是YYYY或者yyyy。能抓Y与y吗？不行，不符合分离定律。

（5）比较合理的假设：Y与y分离，R与r分离后，Y可以与R组合，形成YR配子，也可以与r组合，形成Yr配子；y可以与R组合，形成yR，也可以与r组合形成yr配子。

在这个过程中，学生能不断地进行反思、猜想、推理、验证。

（四）体验活动的实施

学生们采用小组合作模式，每人抓50次，分别得出个人、小组、班级的最终实验结果。

测交验证，得出自由组合定律的内容。并领悟到分享规律的实质：等位基因彼此分开，非等位基因自由组合。

（五）应用提升

分离定律是自由组合定律的前提，自由组合定律是分离定律的进一步深化运用。两个遗传规律解决遗传问题时，常常用分离定律解决自由组合的问题，即： “分支法”，这样非常快捷方便和准确。

三、研究数据和分析

在2012、2013年级的两个班分别运用讲授式的教学方法、活动体验式的教学方式完成教学，分别随机抽取2012级高一 （7） 班的10名学生和2013级高一 （7） 班的10名学生进行纸笔测试，对每位学生每道题的答题情况进行统计。试题设计有10道题目，其中3道题目考查自由组合定律的实质，7道考查自由组合定律的相关概率计算。课题组对对每位学生3道考查自由组合定律实质考题的答题情况进行统计。每道题设置为5分，考查时间是新授课教学结束后。

研究使用的数据统计软件是Excel和SPSS19.0。

（一）双样本方差齐性的显著性检验

两组学生答对的题目数量与总的题目数量的比值汇总如表1。在进行双样本等方差假设的t检，要先判断两样本的总体方差是否相等，若两样本方差相等，即方差齐性，则选用分析工具中的 “t检验：双样本等方差假设”；若两样本方差不相等，则选用 “t检验：双样本异方差假设”。经F检验 （表2）得知两样本的总体方差相等，故可做双样本等方差t检验。〔3〕

表1 在不同教学方式下两组人的测试题答题情况

表2 F-检验：双样本方分析

（二）双样本等方差t检验

表3 t-检验：双样本等方差假设

（三）分析

双样本等方差t检验，结果两个样本测验成线p<0.05，呈显著性差异。可见，在两种不同的教学方式对学生测验成绩显著不同。

四、结果讨论

研究表明，活动体验式教学对于学生准确理解 “自由组合定律”这一重要概念的实质具有显著帮助。科学家的研究过程比较复杂和曲折，远远不是教材中几行文字所能体现的。尤其是在当年的历史条件和社会环境条件下，孟德尔提出这一重要的假设也不会是灵光一现，而是通过多次的假设、推理、验证等过程才能得出。我们通过利用小桶和乒乓球等简单用具设计组织一个巧妙的体验过程，该过程能使学生深刻理解自由组合定律的本质特征。通过对乒乓球不同抓取组合的观察、假设、推理等思维活动，学生不但获得了知识，而且在体验过程中，还发展了他们的归纳推理能力。此外，体验的过程还可以促使学生体会孟德尔在科学研究过程中的曲折和艰辛，形成科学的探究思想和态度。

本研究采用的是纸笔测试的形式，对学生在两种不同教学方式下的学习效果进行增值评价。然而，纸笔测试不是考查学生学业成绩的唯一标尺。如果能采用多种考查形式，对学生进行学业增值评价评估，并进行相关数据分析，将会使本研究获得更得力的证据。

从两组数据我们可以看出，活动体验式教学对学生学习有明显的促进作用，传统的讲授式教学也具有相当的生命力。本研究的活动体验式教学中也穿插了讲授式教学的方式，这两种教学方式在课堂教学中分别占有多大比例才能带来最好的教学效果呢？这要求教育工作者积极开展更多的教学实践，从而获得更丰硕的成果。

〔*本文系广州市教育科学 “十二五”规划课题 “新课程标准下 ‘活动体验法’在高中生物教学中的探索与应用”（编号：11D028）成果之一。〕

注释：

〔1〕张蓉．体验式教学模式浅析 〔J〕.四川教育学院学报，2006 （6） .

〔2〕孙瑜．体验式学习理论及其在成人培训中的运用 〔D〕.上海：华东师范大学硕士学位论文，2007.

〔3〕方红，顾纪鑫．简论体验式学习 〔J〕.高等教育研究，2002 （2）： 82-83.