例谈孟德尔豌豆杂交实验插图对概念教学的作用

岳良举

(贵州省习水县第一中学 564600)

插图是教材中的重要组成部分，插图除了形象、生动、直观外，更为重要的是对于学生重点和难点概念的形成有着非常重要的作用。理解插图，在大脑中形成概念的载体，激活学生的思维，是非常有利于概念的理解和运用的。本文以人教版高中必修2《遗传与进化》教材中的“孟德尔豌豆杂交实验一”[1]为例，说明插图是遗传学家孟德尔对科学实验的简捷表述，科学实验中形成的概念包含在这些插图中，并分析这些插图对概念教学的影响。

1 对插图进行科学的分类

插图的分类方法有多种多样，按照插图在教学中的功能(用途)来分，可以将本节教材中插图分为形态结构图、操作流程图、分析结构图等类型。

1.1 形态结构图 重点观察插图1-1中，形态结构与功能的和谐统一[2]，知其结构，认识功能。豌豆花的结构图，肉眼可见，通过观察，达到目的是，让学生明白孟德尔为什么选择豌豆作实验材料，来研究生物的遗传现象，也为自花传粉、闭花受精的概念形成奠定基础；在形态上，花朵较大，既有利于观察，又有利于实验操作；在结构上，花瓣没有打开，雌蕊和雄蕊紧紧包裹在一起，最有利于传粉，还可有效避免外来花粉的干扰，在自然条件下，是纯种的真正原因；实验选材正确，是科学实验取得成功的关键因素。插图1-3是孟德尔研究的其他6对性状，是肉眼可见的，为实验结果的数学统计奠定了基础，也为相对性状概念的形成和进一步理解奠定了坚实的基础，成功解决了科学实验结果的偶然性，体现了实验的科学性。

1.2 操作流程图 由于在孟德尔豌豆杂交实验中，观察所用的时间较长，在现有条件下，重复做这个科学实验无法完成，只有通过流程图的形式再现孟德尔整个实验的操作流程。在插图1-2操作流程中，形成了亲本(父本和母本)、自花传粉、去雄、套袋、人工进行异花传粉(人工传粉)等一系列的基本概念。豌豆在自然条件下只能自花传粉，不能进行异花传粉，要进行异花传粉，只能通过人工传粉，是感性认知与理性认知结合的结果，体现实验思路的严谨性。插图1-4属于感性认知、宏观的实验流程图，显示了显性性状、隐性性状、性状分离这三个特别重要的概念(重点概念)。

1.3 分析结构图 插图1-5(属于理性认知、微观的分析结构图)从遗传因子的角度出发，是对插图1-4中出现的实验结果作出的合理解释。插图1-6从现代科学的角度，实际上就是细胞中分子水平上的解释和验证，是对插图1-5合理解释的验证。插图1-4、1-5、1-6构成了现代科学研究中，一种重要的常用科学方法 假说演绎法(教学难点)。插图1-5清晰、生动、形象、直观，形成了纯合子(纯种)和杂合子(杂种)的概念，进一步强化了显性性状、隐性性状、性状分离这三个重点概念的本质特征，成功解决了插图1-4中F1为什么是显性性状、隐性性状为什么在F1中未表现出来，以及F2中又出现了隐性性状的原因，也解决了F2图中出现三高一矮的原因。插图1-6中，科学实验结果与预期结果一致，图解中产生了测交的概念。

2 运用插图帮助学生形成重要的概念

学生要提高对插图的认识，学会识图的技巧和方法；其次，教师注意教法，采用发现式探究教法。本节内容概念多，是一节典型的概念教学。

2.1 插图中产生的概念 插图影响概念教学，高度重视插图与概念教学结合，充分利用插图，组织好概念教学。据统计插图中直接产生的概念，共有15个，有基本概念、重点概念、难点概念(表1)。

2.2 重点插图的使用方法及作用与概念形成的教学 教材中插图1-4、1-5、1-6是教学中的重中之重，也是教学的重点和难点，几个特别重要的概念都是在这些插图中产生的。

2.2.1 插图1-4的教学 运用多媒体技术手段制作课件，将教材中的插图放大,有利于指导学生观察,设置问题串，引导学生识图，按顺序完成问题的探讨：①孟德尔是怎么做这个实验的？你能根据插图说出这个实验操作过程吗？②在实验操作中，观察到什么实验现象？发现了什么问题？为什么会出现F1是高茎、没有矮茎和F2既出现高茎、又出现矮茎这样的实验现象呢？(由实验现象的观察，在插图中产生了三个重要的概念：显性性状和隐性性状、性状分离，用来说明F1是高茎，F2既出现高茎，又出现矮茎的原因)。③你通过实验现象的观察，得到什么样的实验结果？为什么会出现三高一矮这样的实验结果？④孟德尔观察和统计实验结果为性状比为3∶1，是偶然的吗？通过阅读教材中表1-1孟德尔做的豌豆杂交实验的结果，其他相对性状的实验结果仍为3∶1，这又说明了什么问题？(遗传是有规律性的)；得到了什么样的启示(否定了前人提出的融合遗传)？孟德尔产生什么样的想法，如何让别人相信他的实验结果(提出假说来解释)？ 进入插图1-5的教学。

表1 插图的类型、名称及其包含的概念

2.2.2 插图1-5的教学 同样制作课件，将教材中的插图放大，设置问题，引导学生观察：①图中体现孟德尔哪些假说？(引导学生说出四点内容)说出遗传因子什么时候成对和成单？(学生学会看图说话)。②图中哪些是纯种？哪些是杂种？为什么？形成纯种和杂种、配子的概念并理解。③从遗传因子的角度，怎样区别配子、纯种和杂种？(直接观察和思考)④说出高茎(DD、Dd)和矮茎(dd)分别能产生多少种配子？(重点强调：在遗传图解书写配子时，配子数量过多，不是表示数量，而是表示种类，DD→D只有一种；Dd→D、d两种，不是一个或两个，这是学生常见犯的错误)⑤图中F2代中，纯种的比例是多少？在高茎中，杂种的比例又是多少？(学生思考分析)⑥你打算再做什么样的实验，区别高茎的纯种和杂种？能说出你的实验设计思路？(学会初步应用)⑦图中F1与F2及P中高茎有什么区别？(观察、思考和理解，让学生分组讨论得出结论,教师补充完善)。⑧你能用插图1-5的知识解释1-4中F1为显性性状、无隐性性状，F2既有显性性状又有隐性性状的原因吗？性状分离的本质又是什么？(教师注意分析，让学生深层次理解显性性状和隐性性状、性状分离三个教学重点难点概念)。

通过上述问题，与插图的密切配合，明确显、隐性存在的条件[3]，为什么会发生性状分离，培养学生的识图、释图及图文转化能力，学会用不同见解来描述性状分离，加深对性状分离的理解。

2.2.3 插图1-6的教学 要让学生明确现有的实验材料中有三种组合：①F1高茎×亲本高茎→高茎，不能证明F1高茎是杂种；②F1高茎×F1高茎→高茎∶矮茎=3∶1，属于重复实验，缺乏严谨性和严密性，也不能证明F1是杂合子；③F1高茎×矮茎→高茎∶矮茎=1∶1，能证明F1高茎是杂合子。

指导学生阅读插图，形成测交概念，插图1-4、1-5、1-6构成了假说演绎法的全部内容，总结归纳分离定律的核心概念。