情境式教学在生物课堂中的实践——以“基因的分离定律”为例

吕甜甜 沈浩宁

（南京师范大学教师教育学院 江苏南京 210097）

1 教材分析

“基因的分离定律”是人教版高中必修二第一章第一节的内容，是遗传学的开篇之作。本节内容主要包括孟德尔一对相对性状的遗传学实验、对实验现象的分析和解释、对解释的验证、基因分离定律的应用等，其中一对相对性状的实验和对实验现象的解释、验证是本节内容的重、难点所在。

2 学情分析

高一学生对遗传和变异方面的现象有着来源于生活经验的认识，但仅仅停留在认识的表面，对遗传和变异的本质机理尚不了解。虽然，学生在初中和生物必修一学习了科学探究的一般方法，但是对孟德尔一对相对性状的遗传学实验现象的解释，却无从下手。鉴于此，开创丰富的课堂教学情境，将有利于学生获得直观体验，提高学习效率。

3 设计思路说明

本节的内容特点是以一对相对性状的遗传学实验为主线，涉及科学史教育、科学探究的方法论教育，内容相对抽象。教师应结合多种教学方法，在创设的具体教学情境中，促进学生调动眼、耳、口、脑、手等多种感官，在充分体验学习的过程中获得较高的自我效能感。

本节内容分两课时进行，以下课堂教学设计是第一课时的教学设计。

4 教学目标

（1）准确判断所给性状是否为相对性状；

（2）概述孟德尔一对相对性状杂交实验的过程；

（4）运用数学统计法对实验数据进行归纳、分析；

（5）认同孟德尔遗传实验的成功离不开其敢于质疑、坚持、创新等品质。

5 教学过程

5.1 利用对“遗传”的早期解释创设问题情境，激发学生的探究热情

教师展示柏拉图和亚里士多德对人类遗传现象的早期解释的言论：柏拉图认为，子女更像父亲还是更像母亲，取决于受孕时，哪一方的感情投入更浓烈些。而亚里士多德则认为，雄性提供“蓝图”，母体提供物质。

教师：那么到底什么是遗传呢？孟德尔通过不断实验，发现遗传学的两大定律，分别是“基因分离定律”和“基因的自由组合定律”。这节课将共同探讨第一节“基因的分离定律”。

学生展开议论，提出自己对遗传的见解。

5.2 运用“孟德尔豌豆杂交实验”的科学史创造情境，进行道德情感熏陶

教师请各个小组代表以PPT或视频等形式汇报课前搜集到的孟德尔生平的资料，并出示相应图片，以一首打油诗总结孟德尔的生平事迹：① 8年坚持源自于对科学的热爱；② 一株株豌豆暗藏遗传的秘密；③“假说——演绎”方法严谨且巧妙；④ 数学统计一步步揭示遗传规律。教师使学生感悟：勇于质疑、实践和创新方能攀登科学的高峰，因此学习的道路上也要敢于质疑、学会创新并持之以恒。

学生对孟德尔的遗传实验产生浓厚兴趣，并在情感上产生像孟德尔坚韧品质学习的意向和愿望。

5.3 动手实践，在真实体验中突破核心概念“相对性状”

教师提出问题：孟德尔选择豌豆为实验材料的原因之一是豌豆具有易于区分的相对性状，那么什么是相对性状呢？教师请学生双手交叉合拢并保持该状态，同桌以及前后桌的同学相互观察彼此双手交叉合拢的状态的区别。

对异常数据进行关联分析，实现“智慧审查”。在保障数据安全的情况下，积极整合人大代表政协委员名单及财政供养人员、水费电费、城乡低保、渔业油补、耕地补贴、土地流转、涉农项目、残疾补助、工商登记等信息，并纳入平台管理，建立身份证关联算法模型、异常数据分析模型、关系网数据分析模型三项算法模型，准确发现问题线索，提高纪律审查工作智慧化水平。

学生动手比划，发现有的同学左手在上，有的则右手在上，从而认识到生物学知识与生活的联系。

教师及时做出总结：其实这就是一对相对性状，并板书相对性状的概念：“同种生物的同一性状的不同表现类型。”对关键词同种、同一、不同做出重点标注。教师提出问题：你能举出相对性状的例子吗？第一、第二和第三小组分别考虑以植物、动物和人为例，列举出能想到的相对性状。

讲练相结合，学生以个人抢答、小组加分的形式辨析并判断以下性状是否为相对性状：①狗的卷毛和猫的短毛；②猫的短毛和灰毛；③猫的短毛和长毛。教师进一步在变式练习中强调相对性状概念中的两个“同”、一个“不同”。

5.4 模拟“一对相对性状的杂交实验”不断创设问题情境，引起认知冲突，活跃思维

教师播放动画，提出系列问题，促进学生思考。

①用纯种高茎豌豆作母本，纯种矮茎豌豆作父本，进行杂交。那么杂交后的F1豌豆是什么性状呢？

学生有的回答高茎，有的则回答矮茎，也有的回答介于高茎和矮茎之间。教师播放模拟实验的结果，揭示答案：全为高茎。

②如果用纯种高茎豌豆作父本，纯种矮茎豌豆作母本，进行杂交。那么杂交后的F1豌豆又是什么性状呢？

学生信誓旦旦地认为这次肯定都是矮茎。

教师追问：F1豌豆真的都是矮茎吗？教师继续播放模拟实验动画，揭示答案：仍然全为高茎。学生更加困惑：矮茎性状到底哪里去了呢？

③矮茎性状究竟哪里去了呢？是“隐而未现”还是“永久消失”了呢？假如矮茎只是暂时隐藏在F1高茎豌豆中，F1高茎豌豆自交后，F2会有什么性状呢？

教师播放模拟实验的过程动画，实验结果揭示既有高茎，又有矮茎。可见，矮茎性状在子一代（F1）中未表现出来，只是隐而未现。基于上述实验过程，教师分别讲解并板书重要概念：显性性状、显性基因、隐性性状、隐性基因和性状分离。

5.5 创设“彩球模拟性状分离比”的游戏情境，解释3:1的分离现象

教师：孟德尔没有停留在对实验现象的观察和描述上，而是对F2中不同性状的个体进行数量统计。计算F2中高茎豌豆与矮茎豌豆的数量之比。你会有什么发现吗？F2中高茎与矮茎3∶1的性状分离比是偶然吗？请计算豌豆的其他6对相对性状的性状分离比。

学生计算得出6对相对性状的分离比均约为3∶1。

教师提出问题：可见，F2中3∶1的性状分离比不是偶然，是什么原因导致遗传性状在杂交后代中按一定比例分离呢？

学生开展“彩球模拟性状分离比”活动：每组分发2个小桶（甲、乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官，彩球代表雌雄配子）、两种不同颜色的彩球各20个，一种彩球标记D，另一种彩球标记d。4～6人一组，分工合作。教师最后统计全班的实验结果，并求出平均值，则DD∶Dd∶dd约为1∶2∶1，得出高茎：矮茎约为3∶1。

最后，教师通过板画“高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的分析图解”，同时对孟德尔的分离现象进行解释、总结和归纳。

6 教学反思

学生课堂上听到的会忘记，看到的会记住，但动手做过的则会真正理解。本节作为人教版必修二“遗传与变异”模块的第一节，是遗传与变异的开篇之作。教师绝不能在新课伊始让学生感到生物遗传部分枯燥、难以理解。

因此，教师通过采取创设问题情境、生物科学史情境、动手比划实践和模拟游戏等情境，使学生能够在活动中获得真实体验，从而愉悦、轻松地建构基因分离定律的相关知识。