摘 要:大概念是处于学科核心位置,对学生学习具有引领作用的基础知识,通过学习学生能运用生物学大概念解释和预测较大范围的生命现象。那么就要思考:用何种方式能让学生掌握大概念?每节课过后学生脑中留下的最重要的、印象最深的一句话是什么?本文以“基因突变及其他变异”一章为例分析。
关键詞:教学目标;实例论证;概念构建
课标上的概念体系是三级概念体系。例析如下图:
必修2《遗传与变异》中一共有两个大概念,其中上图中概念3是遗传部分的大概念。大概念是一句话,它在学生的记忆中要保留几十年,并且要用它来解释生命现象的。举个常见的例子,医生说:你家孩子得的病叫哮喘,是遗传病。患者家属说:我们两家都没人得过这病啊。从这个例子中我们可以看出,家属不明白是遗传信息代代相传,而不是性状代代相传;另外家属不明白遗传信息除了亲代传递给子代还可以变异而来;遗传信息的表达还会受到环境的影响。这些内容都是遗传里大概念和重要概念。大概念用几十年,重要概念至少记忆几年。那么这一章的内容如何通过每一节课为学生构建出概念体系呢?
一、 研读课课标准,根据总目标,设计单元教学目标,确定每节课的目标
每节课目标的确定应用自上而下的策略、按由整体到局部的顺序进行。这时,课标中【内容标准】部分的概念体系为我们一线教师提供了有力的指导,如上图中的大概念是遗传部分的总体目标,重要概念便是第5章的单元目标,之后的次位概念3.3.1、3.3.2、3.3.3……便是每节课必须要实现的内容目标,可能一节课要实现一到两个次位概念的教学。当然每节课要落实的核心素养要以具体教学内容为载体进行。
二、 参考学业要求,丰富实例、检测反馈、把握概念内涵与外延
本章课标的【学业要求】如下:
学生学习后应该能够:
基于证据,论证可遗传变异来自基因突变、基因重组、和染色体变异(科学思维、科学探究)。
运用遗传与变异的观点,解释常规遗传学技术在现实生产生活中的应用(生命观念、社会责任)。
基于学业要求,可以看到教学中要通过多个证据的论证去总结基因突变、基因重组、染色体变异是什么,然后通过相应资料学生分析总结为什么会发生这样的变异,而我们研究这些变异必然是有应用的。于是有了“是什么——为什么——怎么用”这样的主线,一章的教学设计就清晰了。根据设定的目标和学业要求,确定了本章的教学总体思路。
本章教材上的实例,如镰刀型细胞贫血症。但基因突变中碱基的变化有三种情况,显然一个实例不够丰满,没有足够的事实例子很难达到理解概念,所以此处选择丰富实例的策略,将教材中前面章节的实例整合到本章中来,如皱粒豌豆的形成、囊性纤维病的产生。通过基因突变三方面的这些实例,学生可以总结什么是基因突变。同样的策略下,基因重组和染色体变异也需要丰富实例,每个类型添加一个实例。通过实例分析,对学生进行引导总结,更好地由完成由具体到概括的过程。策略之二通过对比更好地把握概念的内涵、外延。例如同样是交换片段,发生在同源染色体间和非同源染色体间,变异类型就不同了。又如DNA上缺失一段,造成基因数量是否改变决定了它是不同的类型。这样的对比很有效果。策略之三是反馈检测,具体实例的判断能让学生对正、反实例进行整理,构建脑中的概念体系,更好地把握概念内涵与外延。
三、 层层设问,讨论分析,联系实际,有效落实核心素养
基因突变的实例和染色体结构变异的实例很明显能落实结构功能观,借助问题驱动,发展学生的结构功能观。
从分子水平阐明镰刀型细胞贫血症病因,并建立了分子医学,这个实例很经典,选择丰富这个实例,通过问题串创设一个体验式的探究活动,发展科学思维、体验科学探究。问题串如下。
a. 红细胞的形态、功能发生改变,我们要从细胞的哪个方面寻找病因?(结构方面)
b. 需要研究什么分子来间接研究遗传物质的变化呢?(蛋白质)
c. 之后,人们研究血红蛋白的结构,发现异常,这种异常的根本原因可能是什么?
d. 上述基因突变怎样能遗传给后代?何种情况不能遗传?它是可遗传变异吗?
e. DNA结构很稳定,那么基因突变是如何产生的呢?根据实例总结引起基因突变的因素有哪几类。
f. 这些因素人类在生活中会遇到吗?人类基因突变的结果可能是什么呢?(引出癌变)
g. 人类研究基因突变可以更好地防病治病,当然也会方便生产实践。现在有人想可以利用基因突变获得某种微生物品种,能成功吗?所有生物能发生基因突变呢?突变后一定能得到想要的性状吗?要把握时机诱变吗?获得突变的数量多吗?突变后,性状一定会改变吗?为什么?
通过以上问题串的层层引导就把基因突变是什么、为什么、怎么用的主线拉伸出来。在上述问题的解决过程中可以组织讨论总结,可以联系实际,有血有肉地建立了一个概念体系,同时落实了科学思维、科学探究的核心素养。最后通过育种的实际问题的解决来落实社会责任。
当设计课程时,是从整体到局部的设计,但实施时是从每一个课堂起步的,那么每一节课留给学生最重要的一句话是什么呢?这句话可能要影响学生几年到几十年。所以每次备课时都在想这个问题。本章三节内容要约5课时完成。每节课的一句话从目标出发,可以参考如下。
1. 基因突变是基因中碱基排列顺序的改变,是可以遗传的。
2. 人类基因突变可以引起癌症,可以利用基因突变进行育种。
3. 基因重组是可以遗传的,可以使子代出现变异。
4. 染色体变异可能导致生物性状的改变甚至死亡。
5. 人类遗传病是可以检测和预防的。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.
作者简介:
万广威,辽宁省大连市,辽宁大连市第八中学。