林升輝
摘 要:高中生物遺傳學(xué)一直以來是生物教學(xué)的重點和難點,學(xué)困現(xiàn)象相當(dāng)普遍,相當(dāng)一部分學(xué)生對于遺傳學(xué)定律的認(rèn)識也較為粗淺。為此,有必要對該知識學(xué)困現(xiàn)象成因進行探討并研究,采取相應(yīng)的對策,從而有效提升學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:高中生物;遺傳學(xué)定律;復(fù)習(xí);學(xué)困生;對策
遺傳學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中的一個重要知識點,在該領(lǐng)域中有著舉足輕重的作用。因此,高中生物遺傳學(xué)的知識一直以來都是教學(xué)的重點,同時也是難點,相當(dāng)一部分學(xué)生對遺傳學(xué)的知識存在模糊不清的現(xiàn)象,似懂非懂,學(xué)困現(xiàn)象相當(dāng)普遍。不少學(xué)生往往只能應(yīng)用遺傳定律處理一些常規(guī)題型,如果把染色體、減數(shù)分裂、基因及基因表達等知識結(jié)合起來進行綜合考試,則往往難以準(zhǔn)確解答。為此,本文主要針對高中生物遺傳學(xué)定律復(fù)習(xí)中的學(xué)困現(xiàn)象成因及對策進行探討。
1.把孟德爾豌豆雜交實驗上升為遺傳規(guī)律
1.1學(xué)困現(xiàn)象成因分析
在對孟德爾豌豆雜交實驗進行復(fù)習(xí)的過程中,不少師生對于雜交實驗的推導(dǎo)過程過于重視,將大量的精力集中在對推理環(huán)節(jié)的分析過程中,反而忽視了實驗自身的完整性與連續(xù)性,學(xué)生也沒有明白實驗本身其實是一個科學(xué)的發(fā)現(xiàn)過程。
1.2相應(yīng)對策
建議在對本知識點進行復(fù)習(xí)的過程中,教師應(yīng)當(dāng)適度為學(xué)生講解遺傳學(xué)發(fā)展的歷史和背景,把孟德爾豌豆雜交實驗置于科學(xué)發(fā)展的進程中進行說明。實際上,從當(dāng)下的角度來看,孟德爾遺傳定律在1866年提出時很難被大眾所認(rèn)可也并不是偶然的因素,因為這一理論已經(jīng)超越了當(dāng)時的生物學(xué)發(fā)展水平。孟德爾采用豌豆這類常見植物進行雜交實驗,不管是在當(dāng)時還是現(xiàn)在,這個實驗過程都可以具象化,并不斷進行重復(fù),因為豌豆的很多性狀描述都是可觸摸的、真切的存在,但實驗的結(jié)論卻是看不見摸不著的所謂“遺傳因子”的傳遞規(guī)律,也就是現(xiàn)在的“基因分離及自由組合”的遺傳規(guī)律。通過這種背景介紹的方式,學(xué)生能夠切身體會到孟德爾這位遺傳學(xué)之父在當(dāng)時歷史條件下的推導(dǎo)過程。
2.誤把3∶1和9∶3∶3∶1看作定律
2.1學(xué)困現(xiàn)象成因分析
學(xué)生經(jīng)常把這兩個比例用在解題的過程當(dāng)中,甚至不少學(xué)生還將其看作是一個“公式”到處進行套用,未能對這兩個比例的含義進行正確理解。造成這一學(xué)困現(xiàn)象的原因就是學(xué)生將部分看成是整體,并未充分理解定律本身揭示的是基因在遺傳過程中會怎樣進行分配與傳遞的規(guī)律,而不是比例。
2.2相應(yīng)對策
針對這一問題,教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注遺傳學(xué)內(nèi)容的條理性與整體性,引導(dǎo)學(xué)生弄清楚教材只是對一個科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌l(fā)現(xiàn)與論證過程進行了展示,而這一過程則是一個環(huán)環(huán)相扣的過程,是從發(fā)現(xiàn)問題到作出假設(shè)、驗證假設(shè)并得出結(jié)論的過程。具體來說,教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生對以下內(nèi)容進行理解:第一,上述兩個比例并非是定律,而是指性狀分離比,它們是生物體遵循遺傳定律后出現(xiàn)的結(jié)果,而不是定律。第二,即便在遺傳過程中生物體遵循定律,也不一定是遵循上述比例,這是因為上述典型的比例出現(xiàn)需要很多的前提條件,比如不同類型配子生活力相同、精卵的結(jié)合隨機,不同子代存活機會均等。因此,從本質(zhì)上來看,豌豆的雜交實驗過程并非遺傳定律,而同樣,3:1和9:3:3:1這類常見的比例也不屬于定律。
3.難以對遺傳定律描述的主體進行正確理解
3.1學(xué)困現(xiàn)象成因分析
遺傳學(xué)定律中既涉及到了基因的分離或自由組合,減數(shù)分裂中也有同源染色體分離和非同源染色體的自由組合,而基因又在染色體上。在考查時,往往會在減數(shù)分裂時帶上基因,在基因考察時又涉及到染色體,這就導(dǎo)致不少學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)什么自由組合什么分離混亂的現(xiàn)象。實際上,在不同的條件下,分離指的既是等位基因的分離,同時包括同源染色體的分離,自由組合是非同源染色體上的非等位基因自由組合。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是由于學(xué)生對遺傳規(guī)律的多層次性缺乏足夠清晰的認(rèn)識。
3.2相應(yīng)對策
針對這一現(xiàn)象,教師應(yīng)當(dāng)將孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂過程的先后順序解釋清楚,即孟德爾遺傳定律揭示之后,減數(shù)分裂過程才被實驗證實,換而言之,孟德爾在當(dāng)時也并不知道減數(shù)分裂,更未求證出同源與非同源染色體的變化。實際上,孟德爾定律揭示的是分子水平的基因遺傳規(guī)律,而減數(shù)分裂則揭示了細胞水平或染色體水平的染色體的分配規(guī)律。這兩個規(guī)律描述的主體分別是基因和染色體,二者并非屬于同一研究層次,也非同一時代被發(fā)現(xiàn)。直到1909年時,摩爾根的果蠅遺傳才證明了基因和染色體的關(guān)系,上述兩個定律才有了交匯的關(guān)系。因此,分離既指等位基因的分離,同時也包括同源染色體的分離,非同源染色體自由組合也是如此,這兩者并非矛盾的關(guān)系,而是從不同層次和角度分別對遺傳規(guī)律進行了闡述。
4.對孟德爾定律的應(yīng)用范圍模糊不清
4.1學(xué)困現(xiàn)象成因分析
導(dǎo)致這一學(xué)困現(xiàn)象的原因主要是學(xué)生忽視了孟德爾定律的應(yīng)用前提,對定律的應(yīng)用范圍不清晰所造成的。
4.2相應(yīng)對策
針對這一現(xiàn)象,教師應(yīng)當(dāng)不斷加深學(xué)生定律應(yīng)用范圍方面的理解和記憶,避免學(xué)生在解題時出現(xiàn)前提性錯誤。為此,應(yīng)當(dāng)加強以下幾方面的講授:第一,定律只能用于細胞核遺傳,細胞質(zhì)遺傳并不適用,這是因為此處的基因是位于染色體上的基因,而不是線粒體或葉綠體中的細胞質(zhì)基因。第二,定律只能用于真核生物的有性生殖過程,即只能是減數(shù)分裂過程,且必須是第一次分裂期間。這是因為同源染色體的分離發(fā)生在減數(shù)分裂第一次分裂,其上的等位基因分離自然只能在同一時間。第三,精子與卵子的隨機結(jié)合易被誤以為也是“自由組合”,其實這屬于有性生殖中受精作用這一環(huán)節(jié),與孟德爾定律描述的基因并無關(guān)系。
綜上所述,高中生物遺傳學(xué)定律作為生物教學(xué)過程中的重點和難點,讓不少學(xué)生或多或少出現(xiàn)了學(xué)困現(xiàn)象,作為生物教師,應(yīng)當(dāng)從深層次認(rèn)識到學(xué)生出現(xiàn)學(xué)困現(xiàn)象的原因,有針對性地進行解決,從而切實提高學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。
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