黎嬌華 胡要文

摘 要 以“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）”第一課時(shí)為例，探討如何在大單元模式下聚焦重要概念開展教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 大單元模式 概念 假說演繹 自由組合定律

中圖分類號(hào) Ｇ633. 91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

大單元教學(xué)是以某個(gè)教學(xué)主題為核心，圍繞大概念將核心素養(yǎng)滲透到單元學(xué)習(xí)目標(biāo)中，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)—教學(xué)—評(píng)價(jià)三位一體的教學(xué)模式。下文以《必修二·遺傳與進(jìn)化》第一單元《遺傳因子的發(fā)現(xiàn)》中“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）”第1課時(shí)為例，探討如何在大單元模式下開展教學(xué)設(shè)計(jì)。

1 教材分析及設(shè)計(jì)思路

根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》 （以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的解讀， “遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”屬于模塊2“遺傳與進(jìn)化”下的大概念3“遺傳信息控制生物性狀并代代相傳”這一內(nèi)容，聚焦重要概念3.2“有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能”。本課例則指向次位概念3.2.3“闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表現(xiàn)型有多種可能，并可由此預(yù)測(cè)子代的遺傳性狀”?！懊系聽柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（二）”主要講述了控制不同性狀的遺傳因子的傳遞規(guī)律。按照從現(xiàn)象到本質(zhì)的順序，教材先介紹了孟德爾在兩對(duì)相對(duì)性狀遺傳實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的自由組合現(xiàn)象，接著講述了孟德爾對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋，以及對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證—測(cè)交實(shí)驗(yàn)，最后歸納出自由組合定律的內(nèi)容。 《必修二·遺傳與進(jìn)化》這一模塊是以人類對(duì)基因的本質(zhì)、功能及其現(xiàn)代應(yīng)用的研究歷程為主線展開的。孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)很好地體現(xiàn)了“假說—演繹法”這一科學(xué)研究方法，而這一科學(xué)方法正是《課程標(biāo)準(zhǔn)》模塊2科學(xué)方法教育的側(cè)重點(diǎn)。因此， “孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）”在模塊2“遺傳與進(jìn)化”中具有重要的作用和地位，它為遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，即“減數(shù)分裂與受精作用”的學(xué)習(xí)埋下伏筆，為雜交育種的學(xué)習(xí)提供理論依據(jù)，為學(xué)生理解遺傳和變異在生物進(jìn)化中的作用奠定了基礎(chǔ)。

教師以假說演繹法為主線引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)出一般概念，即自由組合定律的內(nèi)容，并引導(dǎo)他們正確理解、遷移運(yùn)用此規(guī)律，從而為學(xué)生重要概念的建立打下基礎(chǔ)，為學(xué)生大概念3的建構(gòu)提供支撐，進(jìn)而幫助學(xué)生形成生命觀念。教師的教學(xué)思路是情境感知概念→假說演繹建構(gòu)概念→利用實(shí)例運(yùn)用概念。教師在課堂教學(xué)的不同階段采用不同的教學(xué)形式，如問題驅(qū)動(dòng)、討論探究、模擬實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)假說、找茬游戲、自主歸納等方法。學(xué)生在參與中提高能力，在合作中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，在體驗(yàn)中尋找證據(jù)，在活動(dòng)中歸納知識(shí)，進(jìn)而能夠主動(dòng)建構(gòu)生成新的概念，并內(nèi)化成更高層次的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，最終升華為影響學(xué)生終身的生命觀念和社會(huì)責(zé)任。

2 教學(xué)目標(biāo)

教師依據(jù)單元總目標(biāo)確立本節(jié)內(nèi)容的核心素養(yǎng)目標(biāo)。 “遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”這一單元主要講述了遺傳學(xué)奠基人孟德爾利用豌豆為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)控制不同性狀的遺傳因子的傳遞規(guī)律的過程。單元知識(shí)體系如圖1所示。

教師最終確立本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并將單元總目標(biāo)與課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行有效對(duì)接（圖2）。

3 教學(xué)過程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境感知概念

在課堂開始時(shí)，教師首先提出一則謎語，并請(qǐng)學(xué)生對(duì)謎語中的科學(xué)家展開猜測(cè)：有這樣一位科學(xué)家，他發(fā)表的論文三十四年后才被認(rèn)可，他生前告訴他的好友， “等著瞧吧，我的時(shí)代終將來臨”。教師通過創(chuàng)設(shè)謎語情境激發(fā)了學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。接著，教師進(jìn)行復(fù)習(xí)提問環(huán)節(jié)：假說演繹法的流程有哪些？進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生充分利用前概念，自然過渡到新概念。在進(jìn)入新課時(shí)，教師再次創(chuàng)設(shè)問題情境：同樣是假說演繹法，孟德爾緊接著進(jìn)行了兩對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)研究，他又發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象呢？他提出哪些理論解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？演繹推理、驗(yàn)證的結(jié)果怎樣？得出什么定律？從而引發(fā)學(xué)生思考，喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

3.2 假說演繹建構(gòu)概念

引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)概念是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和核心，教師以假說演繹法為主線，以導(dǎo)學(xué)案為載體，采用問題解決式教學(xué)策略，很好地突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。

3.2.1 兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)（觀察現(xiàn)象，提出問題）

這部分內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，教師設(shè)計(jì)問題鏈：① 孟德爾是怎樣設(shè)計(jì)兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)的？② 哪個(gè)性狀是顯性性狀？為什么？③ F2中出現(xiàn)哪些親本沒有的性狀組合？④ F2中新的性狀組合與親本的性狀有什么關(guān)系？教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材圖1-6小組討論、合作探究，解決問題。

設(shè)計(jì)意圖：教師讓學(xué)生小組討論，合作探究獲得知識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)能力，符合新課程倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)的理念，培養(yǎng)了學(xué)生的合作能力。

小組代表答出問題后，教師及時(shí)給予鼓勵(lì)性的評(píng)價(jià)以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，并進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考：如果你是當(dāng)年的孟德爾，你會(huì)提出哪些問題呢？教師引導(dǎo)學(xué)生勤于思考，有利于培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神和鍥而不舍的探索精神。在分析現(xiàn)象階段，教師引導(dǎo)學(xué)生先分析一對(duì)相對(duì)性狀，再?gòu)膬蓪?duì)性狀一起考慮，最后從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行分析，從而培養(yǎng)學(xué)生由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由單因素到多因素進(jìn)行研究的科學(xué)思維，并使學(xué)生形成跨學(xué)科的科學(xué)概念。

3.2.2 自由組合現(xiàn)象的解釋（提出假說）

這部分內(nèi)容是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙，即黃色圓粒的遺傳因子組成書寫形式是YYRR還是YR，教師的解決辦法是先給出一個(gè)錯(cuò)誤的答案YR，之后師生互評(píng)，學(xué)生用上節(jié)課學(xué)到的知識(shí)對(duì)教師進(jìn)行糾正，從而獲得新知。

問題（1）F1是否真的產(chǎn)生YR、Yr、yR、yr四種類型的配子呢？

模擬實(shí)驗(yàn)一：教師提前準(zhǔn)備好紅、綠兩種顏色卡片各兩張，紅色代表Y、y，綠色代表R、r，引導(dǎo)學(xué)生完成模擬實(shí)驗(yàn)一，驗(yàn)證配子的種類。實(shí)驗(yàn)由兩位學(xué)生一組，合作完成，學(xué)生各取一張紅、綠卡片，統(tǒng)計(jì)共有幾種組合。通過動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生從“做”中學(xué)，加深了對(duì)知識(shí)的理解。

問題（2）這四種配子的比例是否符合YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1呢？

模擬實(shí)驗(yàn)二：教師再次引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，以乒乓球?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，探究四種配子的比例，并引導(dǎo)學(xué)生借鑒性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與總結(jié)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。具體實(shí)驗(yàn)步驟：首先，每組學(xué)生取兩個(gè)小桶，在每個(gè)小桶中分別放入黃色、白色乒乓球，用黑色記號(hào)筆標(biāo)記（左桶：Y-黃色，y-黃色，右桶：R-白色，r-白色），并搖動(dòng)小桶，使小球充分混合；接著，每組學(xué)生從兩桶中各隨機(jī)抓取一個(gè)乒乓球，記錄組合形式后將球放回桶內(nèi)并搖勻，重復(fù)操作30次，統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；最后，各小組在EXCEL表格匯總數(shù)據(jù)，并向教師匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。各小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：為什么各小組的比例與1∶1∶1∶1有差距，而全班學(xué)生的數(shù)據(jù)非常接近1∶1∶1∶1呢？

設(shè)計(jì)意圖：教師通過模擬實(shí)驗(yàn)化抽象為具體，直觀地幫助學(xué)生建構(gòu)概念，突破教學(xué)難點(diǎn)，從而有利于提高學(xué)生的對(duì)比分析和實(shí)驗(yàn)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，幫助學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，教師充分利用信息技術(shù)提高課堂教學(xué)效率，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由學(xué)生合作完成填寫在Excel表格中，培養(yǎng)了學(xué)生統(tǒng)計(jì)分析、歸納能力。此外，教師通過引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)思維的核心。

針對(duì)棋盤法統(tǒng)計(jì)F2的遺傳因子組成及性狀的教學(xué)，教師布置任務(wù)：結(jié)合教材圖1-8統(tǒng)計(jì)遺傳因子組成類型及每種類型占幾個(gè)組合？并在導(dǎo)學(xué)案上填寫“手槍型模式” （圖3）。

設(shè)計(jì)意圖：通過填寫“手槍型模式”，教師幫助學(xué)生加深理解和記憶，使學(xué)生在統(tǒng)計(jì)分析、歸納的過程中，形成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的求知態(tài)度。

3.2.3 自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證—測(cè)交（演繹推理）

在驗(yàn)證自由組合現(xiàn)象的解釋時(shí)，首先由學(xué)生協(xié)作探究：繪出測(cè)交實(shí)驗(yàn)遺傳圖解。教師設(shè)計(jì)了找茬游戲，通過游戲法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。生生互評(píng)的方式使學(xué)生鞏固了繪制遺傳圖解的基本方法。

3.2.4 自由組合定律（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，總結(jié)規(guī)律）

教師引導(dǎo)學(xué)生基于孟德爾的測(cè)交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，自主歸納概括出自由組合定律，從而培養(yǎng)學(xué)生基于事實(shí)和證據(jù)進(jìn)行歸納概括的能力，并幫助學(xué)生建立自由組合定律是遺傳的基本定律的生命觀念。

3.3 利用實(shí)例，運(yùn)用概念

為訓(xùn)練學(xué)生遷移運(yùn)用知識(shí)的能力，教師精心選擇了一個(gè)與生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的例題：假如水稻高桿（D）對(duì)矮桿（d）為顯性，抗稻瘟?。≧）對(duì)（r）為顯性，控制兩對(duì)性狀的基因獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)用一個(gè)純合易感病的矮桿品種與一個(gè)純合抗病的高桿品種雜交，F(xiàn)2中出現(xiàn)既抗倒伏又抗病的類型的比例是？

設(shè)計(jì)意圖：教師通過實(shí)例，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解自由組合定律的內(nèi)涵，落實(shí)教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生感受生物學(xué)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生遷移運(yùn)用概念，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

在作業(yè)布置方面，教師要求學(xué)生課后搜集有關(guān)孟德爾研究成果的文章或視頻資料，在下節(jié)課之前進(jìn)行分享和交流，從而利用多媒體技術(shù)將課堂進(jìn)行拓展延伸。最后，教師與學(xué)生一起分享了孟德爾的名言： “人是一種擁有特殊能力的動(dòng)物，他能利用別人的經(jīng)驗(yàn)；天才意味著一生辛勤的勞動(dòng)”，使學(xué)生感受偉大科學(xué)家的精神魅力，使教學(xué)滲透立德樹人的價(jià)值觀念。

4 總結(jié)與反思

教師緊緊圍繞大概念和重要概念，在大單元教學(xué)模式下進(jìn)行課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，緊扣《課程標(biāo)準(zhǔn)》理念，重視核心素養(yǎng)的發(fā)展，采用問題解決式教學(xué)策略使學(xué)生在不斷提出問題和嘗試解決問題的過程中深度學(xué)習(xí)。此外，多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)貫穿于教學(xué)過程，評(píng)價(jià)目標(biāo)包括：① 在觀察兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)教師要求學(xué)生能夠結(jié)合教材第九頁(yè)內(nèi)容及圖1-6，小組合作討論，獲取信息解答教師提出的問題。這既是對(duì)學(xué)生思維成果的評(píng)價(jià)也是對(duì)學(xué)生與人合作能力的考量。② 對(duì)于黃色圓粒遺傳因子組成的書寫方式，教師先給出錯(cuò)誤答案YR，之后引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)教師的對(duì)錯(cuò)，進(jìn)而使學(xué)生建構(gòu)出正確的書寫方式。③ 通過兩個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)假說內(nèi)容時(shí)，教師不僅要求學(xué)生動(dòng)手操作，還要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，總結(jié)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，學(xué)生需要具備科學(xué)思維、科學(xué)探究的三級(jí)水平。④ 教師利用找茬游戲引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生生互評(píng)，幫助學(xué)生鞏固測(cè)交遺傳圖解的書寫。⑤ 課堂檢測(cè)要求學(xué)生運(yùn)用自由組合定律解決一個(gè)與生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的例題，考量了學(xué)生遷移運(yùn)用知識(shí)的能力，學(xué)生需要具備生命觀念、社會(huì)責(zé)任的四級(jí)水平?？傊髥卧Ｊ较碌恼n時(shí)教學(xué)不僅促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，也有利于提升教師的站位，加深教師對(duì)學(xué)科育人本質(zhì)的理解，值得教師大力實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

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