以假说—演绎法为主线的高中生物学二轮单元教学

摘要：本文以假说演绎法为主线、深度单元教学为主题、经典遗传学实验为载体、典型生物学试题为手段培养学生思维能力为目标，展开“遗传学基本规律及应用”的单元复习，以探索针对性强、效率高和落实科学思维培养的高三生物学二轮复习新模式。

关键词：假说演绎法；单元教学；二轮复习

文章编号：1003-7586（2024）04-0006-04 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

传统高三的二轮复习重视知识传授，常以“机械刷题”为手段，采用“知识梳理典型例题习题讲解变式巩固”的复习模式进行教学，实际仍是在重复一轮复习的教学方法。在复习“遗传学基本规律及应用”这一专题时，学生已具备遗传基本规律和DNA复制等基础知识，若采取上述复习模式会出现学生对基础知识厌倦的情况，不能有效促使学生科学思维和科学探究能力快速提升，也难以适应当前教育背景下的教学要求。为破解二轮复习中的这一难题，笔者通过精选知识专题、实施单元教学、整合零散知识，实现知识应用的融会贯通，供高三师生在复习备考过程中参考。

1 教材分析及设计思路

本节内容涵盖2019年人教版普通高中教科书《生物学·必修2·遗传与进化gt;（以下简称《必修2》）第1章“遗传因子的发现”、第2章第2节“基因在染色体上”、第2章第3节“伴性遗传”、第3章第3节“DNA的复制”和第4章第1节“生物科学史话‘遗传密码的破译’”。《必修2》“遗传”部分知识点分散，习题灵活多变，且蕴含了假说演绎法等重要科学方法。为了更好地实现知识的有机整合，本文对教材的多个章节内容进行重新提炼，以假说演绎法为主线、遗传学基本规律及应用为主题、单元整合复习为形式，让学生尝试从不同层次认识问题、分析问题、解决问题，帮助学生构建相对完整的知识体系。

2 教学目标

（1）通过对孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验的分析，阐明基因是有物质实体的，深入理解孟德尔遗传规律的本质和遗传的物质性，发展生命的物质观及结构与功能观。

（2）以假说演绎法为主线，将孟德尔的杂交实验、基因在染色体上、伴性遗传和DNA的复制等探索过程形成单元整体概念图，培养知识整合和构建概念的科学思维。

（3）应用遗传规律，训练基于遗传规律作出理性解释和判断、解决生产生活问题的能力。

（4）了解科学家对基因和遗传规律的探索历程，认同人类对基因传递规律的认识是不断完善的过程，认同科学家探索求真的精神。

3 教学过程

3.1 创设问题情境，导入线索点亮思维

假说演绎法是生物科学常用的一种方法。教师引导学生回顾假说演绎法的研究思路，抛出问题：假说演绎法的一般步骤是什么？学生思考后一致得出假说演绎法是在观察和分析的基础上提出问题，作出假设，演绎推理，实验验证，得出结论。由此发现学生只是从字面理解了假说演绎法的一般步骤，还不能将其进行实际问题的应用。教师顺势提出问题：高中生物学教材中哪些经典实验应用了假说演绎法？学生回顾教材发现孟德尔的豌豆杂交实验一、二以及摩尔根的果蝇杂交实验都运用了假说演绎法。

设计意图：通过对已学的科学方法和经典实验进行再现，了解学生的元认知水平，旨在对学生已掌握的科学思维方法进行夯实与拓展，使学生深入领悟假说演绎法的一般步骤（见图1），进而使学生应用该方法解决实际问题。

3.2 构建内在联系，重温旧知活跃思维

回顾假说演绎法在孟德尔豌豆杂交实验和摩尔根果蝇杂交实验中的应用，让学生重温“困惑—联想—假说—求证—解释—结论”过程，使学生学会像科学家一样思考并解决问题，并把相关知识带入假说—演绎法的一般步骤形成图表，使分散的章节内容通过假说演绎法这个支架整合在一起，让学生分析相关内容间的内在联系（见表1）。

设计意图：二轮复习强调融会贯通，把知识点整合成重难点，再实施重难点的突破。但无论是新授课还是一轮复习，学生的知识点学习均是碎片化的。通过概念图的构建，一方面激发学生回顾所学知识，另一方面引导学生将所学内容进行重组和关联，形成从现象到本质的科学研究思路。

3.3 强化深度剖析，体悟方法拓展思维

在《必修2》中，多个经典实验运用了假说演绎法。但是在不同章节对学生应具备的能力要求不尽相同，具体如表2所示。

设计意图：《必修2》在第7页介绍了假说演绎法这一科学方法后，该方法在多个章节的经典实验被多次提及，但在不同章节对学生的思维要求和对学生的能力培养则是层层递进的。借助单元整体教学，把教科书呈现的假说演绎法的思维能力要求做一个纵向深度剖析，在知识基础上提高立意，在思维能力上深度强化，打破原有学习框架，引导学生对知识体系进行深度学习。

3.4 精选典型试题，优化质量发散思维

活跃的思维是提升课堂效率的必要条件。在学习遗传规律时，学生不仅要掌握假说演绎法这一科学思维方法，还要有分析、推理、归纳、设计和想象等思维活动。因此教师要精心设计相应的问题引领学生进行主动思考和分析。

典型例题果蝇的灰身与黑身为一对相对性状（相关基因用E、e表示），直毛与分叉毛为一对相对性状（相关基因用B和b表示）。现有两只亲代果蝇杂交，F1的表型与比例如图所示。请回答下列问题：

（1）控制直毛与分叉毛的基因位于____染色体上，判断的主要依据是____。

（2）亲代雌果蝇的基因型为____。若果蝇的灰身与黑身、有眼（F）与无眼（f），这两对基因均位于相同类型的染色体上。为了研究E、e与F、f的位置关系，选取一对表型为灰身有眼的雄果蝇和黑身无眼的雌果蝇进行杂交。

①野生果蝇种群均为有眼个体，则无眼基因（f）最初可能是由于____而出现的。

②若F1代雌、雄个体中出现四种表型：灰身有眼、黑身有眼、灰身无眼、黑身无眼，且四种表型比例：1：1：1，则基因E、e和F、f的位置关系为____。

③若F1代出现两种表型：灰身无眼、黑身有眼，则基因____位于一条染色体上。

（3）若只考虑果蝇的灰身、黑身这对相对性状，让F1中灰身果蝇自由交配得到F2，再用F2中灰身果蝇自由交配得到F3，则F3灰身果蝇中纯合子所占比例为____。

（4）现有灰身纯合子果蝇与黑身果蝇杂交，在后代个体中出现一只黑身果蝇。出现该黑身果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各基因型配子活力相同）。实验步骤：

①用该黑体果蝇与基因型为____的果蝇杂交，获得F1；

②F1自由交配，观察、统计F2表型及比例。

结果预测：

Ⅰ．如果F2表型及比例为____，则为基因突变；

Ⅱ，如果F9表型及比例为____，则为染色体片段缺失。请写出该过程的遗传图解。

设计意图：本题意在考查学生所学知识要点，如通过（1）（2）这两个问题考查基因的定位（相应基因是位于常染色体还是性染色体，是位于一对同源染色体还是位于不同对同源染色体）。通过第（2）小题第一个空和第（3）小题考查基因自由组合定律的实质及遗传规律的计算，通过这些问题的设置建立知识间的内在联系。通过第（4）小题引导学生利用比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理判断，进而培养学生运用假说演绎法进行遗传实验的分析能力（见表3）。

基金项目：东莞市教育科研2022年度专项课题“基于SOLO理论的高中生物课堂深度学习研究”（2022GCZX45）。