核心素养下《孟德尔豌豆杂交实验》教学设计

于慧敏

摘要 ：《普通高中生物学课程标准（2017年版）》的实行让教师更加清楚地认识到了新时代的生物教学课堂应该更加注重学生核心素养的培养和提升，那核心素养是什么？我们应该怎样在课堂教学中渗透和提升学生的核心素养呢？笔者以《孟德尔的豌豆杂交实验》课堂教学环节设计为例，希望能够为大家在教学过程中提供一些参考。

关键词 ：杂交实验;实验探究;科学思维;课堂教学

中圖分类号：G633.3  文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）16-083

新课程标准下核心素养关注提升学生在生命观念、科学思维、科学探究和社会责任方面的发展和深入社会实际去解决一些现象，在本节课中笔者从核心素养出发通过设置学生活动，探究性实验以及视频资料展示带领学生学习孟德尔发现分离定律的过程，体会孟德尔进行科学研究时严谨的科学探究精神。在课堂教学活动中落实提高核心素养能够让学生在实际生活中意识到分离定律可以解释日常生活一些遗传现象，统计学的方法可以应用在日常科学研究，切实提高学生生物学核心素养[1]。

一、导入新课

利用新教材人教版封面遗传与进化标题对学生进行设问：“同学们，什么是遗传？你能用俗语来说明哪些是遗传现象吗？”学生的好奇心马上就会被调动起来，课堂气氛也会变得比较活跃，学生1“龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞。”学生2“种瓜得瓜，种豆得豆。”教师要对学生的积极回答予以表扬，同时继续设问“那亲代到子代是如何遗传的呢？这其中有没有什么规律？”引起学生兴趣，带动学生积极思考。此时用多媒体播放《19世纪前人们对遗传现象的一些看法》通过视频使学生了解课本问题探讨中融合遗传观点并回答相关问题。尤其第二个问题班上学生就能说出人性别的遗传或者是人的身高这个证据。“那同学们想不想知道到底是怎样遗传的呢？这其中又有什么奥秘呢？这就是这节课我们所要探究的内容。”通过提问将学生学习的热情调动起来，课堂氛围也会变得比较活跃，有利于接下来新课的讲授。

二、新课讲授

1.孟德尔生平简介

“融合遗传观点曾在19世纪下半叶十分盛行，然而孟德尔却提出了完全不同的理论。那么孟德尔是谁呢？他提出的理论又是什么呢？下面请同学们根据已有的相关知识和课件所展示的孟德尔生平简介进行小组讨论，请小组代表发言《你所认识的孟德尔》”通过设置此环节培养学生合作探究精神和通过资料提取信息的能力，由于新高考特别注重学生阅读能力的提升，所以在课堂教学中多展示资料，让学生去总结概括提升这方面的能力。此环节的设置也可培养学生敢于质疑，讲求科学实证去解释现实生活中的现象的精神。

2.豌豆用作遗传实验材料的优点

“选择正确的实验材料是成功的一半，正如同学们所说，孟德尔其实也用过山柳菊等其他植物做实验但是没有成功，为什么用豌豆能够成功？”这部分可以让学生根据课本内容结合多媒体进行总结培养学生总结概括能力。学生很快可以总结豌豆自花传粉，有易于区分的性状。同时引出相对性状概念，多媒体展示例题让学生判断。“那除了这些还有什么优点呢？”豌豆花的大小会不会有影响？”此时学生能联系上：豌豆花大容易操作。同时向学生补充我们实验种植的植物，要易于种植，防止由于植物成活率低而造成实验数据统计不准确。这部分的引导和总结中增强了学生科学思维和实验探究能力。

3.一对相对性状的杂交试验

利用多媒体展示豌豆的相对性状示意图以及各种字母符号和正交、反交、显性性状、隐性性状和性状分离概念，学生回答多媒体中的关于性状判断的例题，当堂进行巩固。“那这么多性状孟德尔是如何研究呢？很好有的同学已经说出来了，孟德尔将复杂变为简单，首先对一对相对性状进行研究。请同学们带着问题阅读本部分内容。”这部分通过设置问题串（1）为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢？（2）为什么子一代没有矮茎而子二代又出现了呢？（3）子二代高茎和矮茎性状分离比3：1是偶然？还是必然？是个别现象？还是普遍现象[2]？引领学生阅读课本积极思考，总结回答。让学生体会到孟德尔实验的巧妙体会到数学统计在生物学研究的重要意义，激发学生思维。

4.对分离现象的解释

设置学生活动，先向学生抛出问题“如果你是孟德尔你会怎么样去解释你的实验现象？”这时学生会进行思考到底如何去解释，设置认知障碍，激发学生动脑思考讨论。“那孟德尔是怎么样解释分离现象呢？请同学们阅读教材，小组进行讨论并绘制相关遗传图解。”首先请一个小组代表回答孟德尔所提的假说有哪些[3]？在点评的时候讲解相关概念。然后各个小组来讲台展示每个小组所画的遗传图解。在展示的过程中教师对每个小组的成果予以积极评价，鼓励学生大胆动手去做。同时提醒学生画遗传图解应该注意的问题：（1）左侧注明亲子代关系。（2）写清楚每一代表现型和基因型及最后一代的比例。（3）用箭头表示基因在上下代之间传递关系，用棋盘或者是相交线表示形成子代的时候雌雄配子的结合情况。通过此环节设置可以提高学生的理性思维和合作探究的能力。

笔者认为关于性状分离比模拟实验可以指导学生明白相关的原理和要求，提供相应教具让学生在课外活动的时候组织完成，教师需要提前设置好记录实验结果的表格，分发给各组小组长，最后由班长进行全班汇总并且展示相关实验结果。这个环节可以提高学生兴趣，增强学生合作交流和实验整理记录的能力，体会到数学统计广泛应用于生物学实验，培养学生的科学思维和科学探究能力。

5.对分离现象的验证

（1）《假说——演绎法》的介绍

利用多媒体播放介绍《假说——演绎法》使学生明白《假说——演绎法》和传统归纳法的内容区别，引领学生进行总结归纳。笔者认为在学生观看之前先提出两个问题：①《假说——演绎法》的过程是什么？②《假说——演绎法》和传统归纳法有什么不同？引领学生带着问题去观看，去思考，这样可以使学生在观看的同时积极思考，总结。多媒体视频的播放会调动学生兴趣，让学生换一种方式去学习，去思考。

（2）对分离现象解释的验证

孟德尔的假说能够合理地解释了杂交试验中出现性状分离的现象，但是一个正确假说不光能解释实验现象，还应该可以预测一些实验的结果。如果实验的结果和所预期的结果一致，则假说得到了验证[3]。在这个问题上笔者认为首先带领学生思考：“要验证分离现象最关键问题是验证什么呢？”在这个问题上学生可能没有那么快想到最关键的是验证F1（Dd）是否产生了两种配子（D：d≈1：1），这个问题的解决可以从假说的内容入手，假说中第三条：形成配子时成对的遗传因子分离。在这个时候问学生“如果F1（Dd）产生配子时不发生分离，则会出现什么情况？”此时学生就能回答出形成的配子中一定会含有显性基因，则后代一定不会有矮茎dd这种表型。此时学生就会明白关键问题是形成配子时候F1（Dd）成对的遗传因子要分离。“那怎样去验证遗传因子D和d分离了呢？”这有学生就会说直接去观察看看，提示学生直接去观察配子方便么？这是学生就会想到，是不方便的。“通过配子直接观察不方便，那怎样看起来方便呢？”学生此时就能回答出“看看配子结合后的后代长得什么样子。”这时学生思维就会很活跃，“要让F1（Dd）做杂交试验，与其结合的异性个体（DD、Dd和dd）该怎么选择呢？下面同学们分三组分别代表DD、Dd和dd，组内进行讨论，分析所代表遗传因子组成适不适合与F1杂交，组内统一意见之后，由小组代表发言。”此处让学生进行角色扮演分别代表三个角色能够让学生更快地开动脑筋，小组合作交流意见，提高学生合作探究能力，学生交流完后请学生扮演。DD组：“我是DD，由于我只能产生一种类型配子D，所以F1（Dd）不管产生配子有几种，与我相结合，由于我产生的是显性遗传因子，后代都会表现高茎。所以我不适合。”Dd组：“我是Dd，我与待测个体遗传因子组成是相同的，也就是和孟德尔一对相对性状实验F1自交的结果相同，没办法去检测。所以我也不适合。”dd组：“我是dd，这个任务非我莫属了，由于我只能产生一种类型配子d，它是一种隐性遗传因子，当F1代产生的配子与我结合后，如果子一代含显性遗传因子则表现为显性性状，如果是隐性遗传因子则表现为隐性性状。所以通过观察我与F1的后代就能看出遗传因子有没有发生分离了。”这时给出测交试验的概念，告诉学生测交如何选择亲本。指导学生通过画遗传图解预测测交试验，此时教师巡视学生遗传图解的绘制情况。通过多媒体展示规范的测交试验图解，并且对学生出现的错误及时纠正。通过此环节的设置使学生巩固遗传图解的画法。“那实验的结果如何呢？课件展示孟德尔测交试验结果，高茎与矮茎形状比例确实是接近1：1[4]。”笔者认为此时就可以询问学生“孟德尔的假说正确吗？为什么？”在学习过《假说——演绎法》之后，学生就能回答“假说是正确的，因为预测的结果和实验的结果一致！”

6.分离定律

“孟德尔关于一对相对性状实验的结果及解释，后人将其整理成规律，你们能总结出来吗？”引起学生思考，让学生发言，学生大部分能对孟德尔的假说进行总结但可能会有所欠缺，多媒体展示分离定律的内容。同时展示一些相关图片和资料，向学生说明分离定律在自然界中是广泛分布的，能够解释很多现象，例如说父母正常而其子女会患白化病，小麦的抗倒伏和易倒伏等相对性状的遗传[3]。这个环节的设置可以提高学生的归纳能力，增强学生探索生物遗传奥秘的兴趣。

三、课堂总结

在课堂总结上，笔者认为可以让学生进行总结，这样可以带动学生思考本节课自己收获了哪些？教师进行遗漏知识补充。同时多媒体展示本节课堂小结，让学生形成一个整体的框架。

四、教學反思

本节课是新教材高中生物必修二遗传与进化第一章第一节，是引起学生学习遗传与进化兴趣很关键的一节。在本节课的实际教学中，一定要提起学生的学习兴趣，利用多媒体视频播放，小组讨论，角色扮演，实验探究等多种方式提高学生的学习热情，当然也要在潜移默化中提高学生的阅读获取信息能力，归纳能力，设计实验能力。引导学生注意观察生活的现象并用自己所学知识去解释，将新课标核心素养“生命观念、科学思维、科学探究和社会责任”渗透到课堂教学和生活实际的方方面面。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]朱正威，赵占良.普通高中教科书教师教学用书.生物学.必修2：遗传与进化/人民教育出版社.课程教材研究所.生物课程教材研究开发中心编著.北京：人民教育出版社，2019：21-49.

[3]朱正威，赵占良，普通高中教科书.生物学.必修2：遗传与进化/人民教育出版社.课程教材研究所.生物课程教材研究开发中心编著.北京：人民教育出版社，2019.

[4]唐益才，林清武，钱志东.鼎尖教案[M].生物学.必修2：遗传与进化：人教版/延吉：延边教育出版社，2019（12）.

（作者单位：山东省平度第一中学，山东 青岛 266700）