人教版《生物·遺傳與進(jìn)化》知識體系修訂建議

吳佐建+賴聞玲+蔡寶惜

摘 要 從知識體系構(gòu)建和學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的角度，對人教版《生物·遺傳與進(jìn)化》知識體系存在的一些問題進(jìn)行了分析，并提出了修訂建議。

關(guān)鍵詞 人教版 遺傳與進(jìn)化 教材知識體系

人教版《生物·遺傳與進(jìn)化》的整體知識體系設(shè)計，可以分為三個部分：遺傳、變異和進(jìn)化。第一章“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”、第二章“基因和染色體的關(guān)系”、第三章“基因的本質(zhì)”、第四章“基因的表達(dá)”，這四章屬于“遺傳”的部分。在這個部分中，教材以“基因”這一核心概念為主線，根據(jù)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的進(jìn)程回答了基因如何被發(fā)現(xiàn)、基因在哪里、基因是什么、基因有什么用等問題。第五章“基因突變及其他變異”、第六章“從雜交育種到基因工程”，這兩章屬于“變異”的部分，教材先介紹了幾種變異的類型，然后介紹了變異在育種中的應(yīng)用。第七章“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”屬于“進(jìn)化”的部分，教材先介紹了現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來，再介紹了現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。顯然，人教版《生物·遺傳與進(jìn)化》的整體知識體系設(shè)計不僅有明顯的科學(xué)史主線，而且在一定程度上基本能符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，是十分值得肯定的。但是，在一些章節(jié)的具體編排上，如何平衡知識內(nèi)在聯(lián)系與學(xué)生認(rèn)知發(fā)展之間的關(guān)系，筆者認(rèn)為還存在一些值得商榷的地方。

一、基因的結(jié)構(gòu)與功能知識體系的構(gòu)建

第三章“基因的本質(zhì)”是圍繞“基因的本質(zhì)”這一核心概念以科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程為線索組織的知識體系。第一節(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)；第二節(jié)“DNA分子的結(jié)構(gòu)”通過分析沃森和克里克對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程總結(jié)了DNA的結(jié)構(gòu)；第三節(jié)“DNA的復(fù)制”通過分析DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗證據(jù)進(jìn)一步介紹了DNA復(fù)制的過程；第四節(jié)“基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”，在前三節(jié)的基礎(chǔ)上通過對相關(guān)資料進(jìn)行分析、組織模擬探究活動進(jìn)一步介紹基因與DNA的關(guān)系、基因和遺傳信息的關(guān)系。

筆者認(rèn)為，第三節(jié)“DNA的復(fù)制”與本章的整體內(nèi)容聯(lián)系不大。“基因的本質(zhì)”通過第一節(jié)、第二節(jié)、第四節(jié)三者的環(huán)環(huán)相扣，即可很好地說明問題。第三節(jié)“DNA的復(fù)制”實(shí)際上是核心概念“中心法則”中的重要內(nèi)容。本模塊的第四章“基因的表達(dá)”圍繞“中心法則”這一核心概念以“轉(zhuǎn)錄和翻譯”為主要內(nèi)容展開的。將“中心法則”作為一個完整的體系進(jìn)行學(xué)習(xí)，更有利于學(xué)生對知識的整體把握，更能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展，也有利于學(xué)生對概念的比較學(xué)習(xí)。因此，將第三節(jié)的內(nèi)容與原來第四章進(jìn)行整合，形成新的第四章是比較合適的。此外，筆者還建議第三章第四節(jié)“基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”從科學(xué)史角度選材，突出科學(xué)家對基因與DNA關(guān)系的探討、對遺傳信息的認(rèn)識過程，使第三章的科學(xué)史主線更加明顯。

二、變異部分的內(nèi)在聯(lián)系構(gòu)建

第五章“基因突變和其他變異”包括第一節(jié)“基因突變和基因重組”、第二節(jié)“染色體變異”和第三節(jié)“人類遺傳病”。第六章“從雜交育種到基因工程”包括第一節(jié)“雜交育種與誘變育種”和第二節(jié)“基因工程及其應(yīng)用”。顯然，教材設(shè)計的知識體系是第五章“基因突變和其他變異”介紹變異的原理，然后在原理基礎(chǔ)上進(jìn)行第六章“從雜交育種到基因工程”有關(guān)變異的應(yīng)用的學(xué)習(xí)。但是，在這兩章的結(jié)構(gòu)體系中，原理和應(yīng)用又是相互交叉的。例如，第五章第二節(jié)“染色體變異”中描述了多倍體育種和單倍體育種；第六章第二節(jié)“基因工程及其應(yīng)用”既介紹了基因工程的原理又介紹了基因工程的應(yīng)用。同時，這里還存在不符合學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的情況，在第五章第二節(jié)“染色體變異”居然要求學(xué)生在沒有學(xué)習(xí)雜交育種的情況下理解單倍體育種“明顯縮短育種年限”這一優(yōu)點(diǎn)。此外，“人類遺傳病”這一節(jié)放在這里也略顯突兀，不利于兩章通過“原理和應(yīng)用”這條主線進(jìn)行聯(lián)系。

基于以上分析，筆者認(rèn)為可以借鑒《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗）》的內(nèi)容安排對這兩個章節(jié)的知識體系重新安排。重新安排后的知識體系為：第五章“生物的變異”，包括第一節(jié)“基因突變及其應(yīng)用”、第二節(jié)“基因重組及其應(yīng)用”、第三節(jié)“染色體變異及其應(yīng)用”。第六章改為“人類遺傳病”，包括第一節(jié)“變異與人類遺傳病”、第二節(jié)“人類遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防”。這樣一來，在不增加學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的前提下，不僅使知識之間的聯(lián)系更加緊密，同時突出了“人類遺傳病”這一與學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)十分相關(guān)的內(nèi)容。從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和終身發(fā)展的角度考慮，這樣的安排會更合適。

三、遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)與基因傳遞規(guī)律的先后問題

第一章“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”在介紹孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗的基礎(chǔ)上，從遺傳因子的發(fā)現(xiàn)的角度，介紹了分離定律和自由組合定律。第二章“基因和染色體的關(guān)系”在介紹減數(shù)分裂的基礎(chǔ)上，通過對染色體和基因的行為進(jìn)行類比推測基因位于染色體上，再通過摩爾根的果蠅顏色雜交實(shí)驗得出實(shí)驗證據(jù)。誠然，站在科學(xué)史的角度這樣的知識體系安排對學(xué)生認(rèn)識科學(xué)知識的形成過程、提高思維能力是有重要作用的。但是，經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)這樣的知識體系構(gòu)成，相當(dāng)一部分的學(xué)生難以理解。反過來，如果先介紹減數(shù)分裂，再講遺傳規(guī)律，學(xué)生更容易理解。雖然“染色體”也是較為抽象的概念，但是與“遺傳因子”相比，“染色體”這個概念不僅有“有絲分裂”的相關(guān)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，還可以用顯微鏡觀察到染色體，是更容易理解的、相對直觀的知識。因此筆者認(rèn)為，如果學(xué)生的基礎(chǔ)較好，可以直接按照教材的順序教學(xué)；如果學(xué)生的基礎(chǔ)一般，可以適當(dāng)調(diào)整教學(xué)順序，使教學(xué)更加符合學(xué)生的認(rèn)知能力和認(rèn)知規(guī)律。

參考文獻(xiàn)

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[2] 人民教育出版社等.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書·遺傳與進(jìn)化[M].北京：人民教育出版社，2004.

【責(zé)任編輯 郭振玲】