基于实证的“遗传与进化”的教学设计

黄建林

(浙江省杭州市文海实验学校 杭州 310018)

1 教材分析及设计思路

“遗传与进化”是浙教版《科学》九年级下册第一章第五节的内容。学生对遗传、变异、DNA等名称并不陌生，但对概念缺乏真正的认识和理解。鉴于此，教学中把这些概念及它们之间的相互关系作为重点，把DNA的结构及基因在亲代与子代之间的传递过程作为难点处理。教学设计主要通过设置情境并基于实证而展开，通过对遗传变异现象的观察，引导学生探究遗传变异的原因，了解遗传物质的探究历程并寻找一系列证据。通过证据的寻找，培养他们掌握生物学学习的实证法。

2 教学目标

依据课程标准并围绕培养学生核心素养的要求制订了如下教学目标：

(1) 通过学习遗传与变异现象的普遍性，理解遗传与变异现象的原因，以及掌握染色体、DNA与基因间关系，树立世界是物质的观念，形成遗传能保持稳定、变异促进更好的进化的生命观。

(2) 通过亲人性状的对比，克隆羊图片、噬菌体侵染细菌过程等模型展示，养成观察能力及比较思维能力。通过科学史的学习，养成质疑能力和批判性思维能力。

(3) 通过探究遗传变异的原因及探究过程中的观察、分析、讨论，养成团结协作、实事求是、严谨、求真、实证的科学态度和科学精神。

(4) 通过学习遗传与变异，尝试解释白花病等疾病的治疗，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题，并运用科学知识解释一些生物学现象。

3 教学过程

3.1 寻找初步证据 引出主要概念 设置情境： 一位父亲带着大儿子寻找失散的小儿子。经过努力，找到两个人，观察图片判断哪个是他小儿子，依据是什么？观察后，学生认为其中肤色、身高、鼻梁的高低、眼睛等与老汉和大儿子非常相似的是他儿子。教师适时讲解性状的定义及遗传的定义。再让学生找出他们父子或兄弟之间的不同之处，从而引出变异的概念。提问： 在生活中你还看到过哪些遗传和变异现象，请举例。通过学生举例得出： 遗传和变异是普遍存在的现象。

设计意图： 设置真实情境，激发学生的求知欲和好奇心。从性状的相似与相异比较中，培养学生观察能力、分析能力以及比较思维的能力。从证据收集中，培养学生的实证意识。通过遗传及变异现象的列举，培养学生的演绎思维。

3.2 通过自主活动 确定鉴定证据 提问： 不同人的性状差异到底有多大呢？教师介绍人体的各种不同性状，如： 耳垂的位置、能否卷舌等，让学生对照自己的性状特征填入相应的表格中。接着进行活动： 全体学生起立，让其中一个学生按表格顺序回答自己的性状，要求不符合他性状特征的学生坐回位置。等报完时，教室里只有3个学生还站着，从中说明不同人的所有性状相同的可能性很小，但很多性状相似的人却是有的。设疑： 只凭很多性状相似就确定那人是这位父亲的儿子，这种判断科学吗？如果不科学，应该怎么鉴定。引出DNA进行亲子鉴定，继而引出什么是DNA。

设计意图： 通过观察自己的性状特征，进一步理解性状的概念及变异的普遍性。通过活动，由性状判定亲属关系的不科学性，引出科学的DNA亲子鉴定，培养学生的实证意识和实事求是的科学态度。

3.3 通过科学史寻找遗传物质的证据 具体教学设计过程如下：

3.3.1 遗传物质在细胞核中 讲解： 17世纪有学者认为在人的精子或卵子中有父母性状的缩影即精子中有个小人的形状，你认为正确吗？理由是什么？学生认为不正确，理由是显微镜下的精子根本没有小人形状。问： 遗传物质到底在精子或卵子的哪个部位呢？教师出示PPT上的克隆羊的图片，让学生把克隆羊的诞生过程用自己的语言阐述并追问： 多莉像谁？理由是什么？从中能得出遗传物质在细胞的哪个部位？

设计意图： 通过科学家的猜想及多莉羊的诞生过程，使学生明白科学结论的得出不是一蹴而就的，而是经过不断的猜测、寻找证据、否定、再猜、再寻找证据等曲折过程才形成的。通过对多莉羊诞生过程图的阐述，培养他们读图、识图、析图的能力及相应的语言表达能力。

3.3.2 细胞核中的染色体 细胞核中的什么物质跟遗传有关呢？教师讲解染色体，呈现人体染色体图并提问： 人体有几条染色体？男性和女性的染色体有什么不同？追问： 既然每个人都有23对，你觉得人体发育的起点——受精卵中有几对染色体，分别来自哪里？继续追问： 有人说一对夫妇生第一个是儿子，如果再生一定也是儿子，你觉得这话科学吗？活动： 在磁板上摆放4个小圆，分别写上X、 Y、 X、 X，让学生进行组合确定生男生女的比例。通过活动你觉得生男生女是由谁决定的？

设计意图： 通过男性女性的染色体不同的比较，培养学生分析比较的能力。通过活动，提高学生的学习兴趣及加深对生男生女概率的理解，培养学生的实证意识和唯科学的理念。

3.3.3 遗传物质在DNA上 出示染色体图，问： 染色体是由什么组成的？哪一种是遗传物质，理由是什么？播放噬菌体侵染细菌过程的动画。学生观后得出： 遗传物质在DNA上，因为蛋白质外壳一直在外面。提问： DNA到底结构如何？是谁发现的，它的基本单位又是什么？让学生尝试着画出DNA基本单位图并回答相应的问题。教师提出基因的概念： 在DNA分子上，有一些片段，它控制着生物的性状(如卷舌、卷发等)，把这些片段叫基因。

回顾前面提到的那位父亲跟儿子的相似与相异主要的原因是什么？拓展： 某些基因如果出现问题，就会出现一些病变，如白化病等，请学生谈谈，研究基因有什么好处？

设计意图： 通过噬菌体侵染细菌过程的动画演示，明白遗传物质在DNA上，再次培养学生的实证意识。通过DNA动画的演示，培养学生从视频中获取信息的能力。

3.3.4 染色体、DNA、基因三者的关系比较 请学生画出染色体、DNA和基因三者的关系(用圈表示包含关系)，学生完成后，教师追问： 如果在他们外面再画一圈，你觉得是什么？再在外面画一圈呢？使学生理解人体、细胞、细胞核、染色体、DNA、基因的大小关系。

设计意图： 通过画图让学生明白所学知识的逻辑顺序： 由外向内、由表及里、从大到小、从宏观向微观的顺序排列的。

4 教学反思

在生物学教学中，应多培养学生观察能力，通过观察去分析问题和解决问题，特别是通过观察、分析和思考，再去寻找有关实验或事物的证据。不违心、不唯书、不唯权且用批判和质疑的眼光及态度去看待事物，培养他们的实证意识和实证精神及质疑精神。

学生的学习是一个循序渐进、螺旋上升的一个发展过程，在教学设计过程中一定要具有一定的逻辑性，如本文的逻辑顺序是： 由外到内，由表及里，由大到小，从宏观向微观的顺序排列的，这样的设计符合学生的认知发展规律，能很好地消除学生理解上的思维障碍。在设计教学时要以生活为情境，特别是真实情境的创设，更具有亲近感，更能激发学生的学习兴趣和求知欲及探究欲。同时教学设计应穿插一些科技知识(如本文基因病的治疗等)，体现生物学科来源于生活又应用于生活的理念。

教学中也可以应用现代化教育技术手段来突破无法实验演示的内容，如克隆羊的图片、噬菌体侵染细菌过程的演示、DNA结构等。有效突破教学难点，提高生物学教学效率。