構(gòu)建育種概念模型 體驗(yàn)科學(xué)思維過程

摘 要：《雜交育種與誘變育種》是以育種技術(shù)的歷史發(fā)展為主線，通過構(gòu)建育種模型，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)“提出問題—收集資料—思考探究—構(gòu)建概念—解釋建議”的科學(xué)思維過程，領(lǐng)悟“知識(shí)對(duì)生產(chǎn)生活的作用，超越已有技術(shù)的局限是育種技術(shù)不斷完善與發(fā)展的原因和動(dòng)力”，進(jìn)而達(dá)成“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”即STS教育。

關(guān)鍵詞：構(gòu)建；育種概念模型；科學(xué)思維

一、 構(gòu)建概念模型有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

概念模型是思維模型的一種形式，是學(xué)生利用已有的知識(shí)背景，在教師的引導(dǎo)下，自主建構(gòu)知識(shí)體系的過程，常用于生物學(xué)核心概念的學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，概念模型的建構(gòu)不僅可幫助學(xué)生對(duì)概念的理解與記憶，使知識(shí)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，也有利于知識(shí)的遷移。在能力目標(biāo)落實(shí)上，能培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，達(dá)成知識(shí)和能力共同發(fā)展“構(gòu)建概念模型”作為一種學(xué)習(xí)策略引入高中生物教學(xué)中，學(xué)生提高了學(xué)習(xí)興趣，形成了初步的建模思想和意識(shí)，使自己的思維能力、語言表達(dá)能力、探究能力有了進(jìn)一步的發(fā)展，而且增強(qiáng)了合作意識(shí)。

二、 構(gòu)建育種概念模型讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)思維過程

筆者以人教版必修2第6章第1節(jié)《雜交育種與誘變育種》為例，通過構(gòu)建育種概念模型，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)“提出問題—收集資料—思考探究—構(gòu)建概念—解釋建議”的科學(xué)思維過程，領(lǐng)悟“知識(shí)對(duì)生產(chǎn)生活的作用，超越已有技術(shù)的局限是育種技術(shù)不斷完善與發(fā)展的原因和動(dòng)力”，進(jìn)而達(dá)成“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”即STS教育。

（一） 課前準(zhǔn)備，獲得先知

課前發(fā)放預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生通過掃二維碼進(jìn)行先行學(xué)習(xí)獲得先知，閱讀資料并分析得出育種概念及模型，明白品種有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值、相對(duì)穩(wěn)定的遺傳性等特征。利用資料解決問題，既鍛煉學(xué)生對(duì)資料分析處理能力，又促進(jìn)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問題，喚起學(xué)生的民族自信心和自豪感，同時(shí)讓學(xué)生從事例中體會(huì)到科學(xué)工作者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

（二） 情境創(chuàng)設(shè)，激發(fā)興趣

展示在浙江余姚市田螺山遺址出土的炭化稻米，距今7000年。最初野生水稻生長在深水中，稻稈較高是有利的。在淺水中種植水稻時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)矮稈水稻在淺水中抗倒伏性能更好，因此有意選擇矮稈水稻單獨(dú)種植，選育出矮稈水稻品種。思考探究：祖先在什么環(huán)境下采用什么方法培育水稻？嘗試寫出該育種模型。

培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力及對(duì)資料分析處理能力。以同學(xué)們熟悉又陌生的“水稻”創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，獲取信息，建構(gòu)選擇育種的模型。

解釋建議：分析該育種方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)。

選擇育種的局限性是只能利用生物在自然環(huán)境下產(chǎn)生的有限變異，在已有的性狀中選育優(yōu)良品種。在自然中，不同的多樣的優(yōu)良性狀往往在不同生物品種中，如何突破這種局限呢？

（三） 模擬育種，設(shè)計(jì)方案

水稻是雌雄同株，自花傳粉植物，具有多對(duì)性狀?，F(xiàn)提供水稻高產(chǎn)不抗?。ˋAbb）和低產(chǎn)抗病（aaBB），如何要獲得高產(chǎn)抗病品種（AABB）？（用遺傳圖解及適當(dāng)文字加以說明）

要求：4人一組、組內(nèi)分工、討論交流、小組互評(píng)、科學(xué)表達(dá)

以小組為單位自主探究與合作探究相結(jié)合，并將討論的遺傳圖解的結(jié)果用白板展示、組間互評(píng)。

通過模擬，學(xué)生積極利用遺傳和變異的原理參與課堂討論，通過自學(xué)討論、小組互評(píng)，規(guī)范遺傳圖解的書寫過程，從而突破教學(xué)的難點(diǎn)——利用遺傳圖解表示育種過程。通過問題串層層設(shè)疑，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，進(jìn)行有意義的概念建構(gòu)和內(nèi)化，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)在關(guān)系理解，突破教學(xué)的重難點(diǎn)。

（四） 完善育種，情感升華

“太空水稻就是把水稻種子送到太空中，接受宇宙高能核粒子輻射、強(qiáng)紫外線和微重力作用，使其產(chǎn)生遺傳變異，以培育出更優(yōu)良的新品種?！迸c普通水稻相比，太空水稻穗粒大一圈、抗病力更強(qiáng)、口感更香糯。在5個(gè)月種植過程中發(fā)現(xiàn)，“航香18”可有效抵御稻瘟病、白葉枯病等常見的水稻病，從源頭上就限制了農(nóng)藥的使用，有利于開展大面積綠色無公害生產(chǎn)。列舉我國在誘變育種方面的偉大成就，強(qiáng)調(diào)太空育種的概念和實(shí)例，特別是武夷山航空大紅袍種植。通過分析比較發(fā)現(xiàn)誘變育種能創(chuàng)造新的基因，領(lǐng)悟“知識(shí)對(duì)生產(chǎn)生活的作用，超越已有技術(shù)的局限是育種技術(shù)不斷完善與發(fā)展的原因和動(dòng)力”，進(jìn)而達(dá)成“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”即STS教育。

由此可見，上述育種方法都為我們創(chuàng)造許多優(yōu)良的品種，育種技術(shù)的發(fā)展為我們的社會(huì)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了許多價(jià)值，超越已有技術(shù)的局限是育種不斷完善與發(fā)展的原因和動(dòng)力。

三、 構(gòu)建育種概念模型體驗(yàn)科學(xué)思維過程的幾點(diǎn)思考

（一） 巧妙設(shè)計(jì)教學(xué)情境

本節(jié)課以學(xué)生熟悉的水稻為問題載體，巧妙地將4種育種方法有效地聯(lián)系起來。通過創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生開展閱讀、思考、討論、育種方案的設(shè)計(jì)及遺傳圖解書寫等探究學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生以育種技術(shù)發(fā)展過程為線索，深入理解育種、選擇育種、雜交育種、誘變育種等重要概念、原理、方法與特點(diǎn)，并梳理這些育種方式之間的相互關(guān)系，形成有關(guān)育種的概念體系，運(yùn)用遺傳和變異的原理解決生產(chǎn)和生活實(shí)際中的問題。

（二） 開展“育種模型”的建構(gòu)活動(dòng)

本節(jié)課以育種技術(shù)的歷史發(fā)展為主線，通過育種模型的建構(gòu)活動(dòng)，為教師與學(xué)生搭建一個(gè)對(duì)話平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)思維過程，分析現(xiàn)有育種方法的利與弊，克服原有技術(shù)的局限性為目的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，領(lǐng)悟“知識(shí)對(duì)生產(chǎn)生活的作用，超越已有技術(shù)的局限是育種技術(shù)不斷完善與發(fā)展的原因和動(dòng)力”，達(dá)成“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”即STS教育。

（三） 關(guān)注情感態(tài)度價(jià)值觀的教育

本節(jié)課列舉我國在誘變育種方面的偉大成就，強(qiáng)調(diào)太空育種的概念和實(shí)例，特別是武夷山航空大紅袍種植視頻激發(fā)起同學(xué)們的民族自豪感，身為武夷山人而驕傲！促進(jìn)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問題，喚起學(xué)生的民族自信心和自豪感，同時(shí)讓學(xué)生從事例中體會(huì)到科學(xué)工作者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，進(jìn)而達(dá)成情感態(tài)度價(jià)值觀的教育。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱曉燕.概念模型教學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].生物學(xué)教學(xué)，2015（5）：14.

[2]陳興華.借助模型建構(gòu)發(fā)展學(xué)生的理性思維[J].中學(xué)生物教學(xué)，2017（1）：25.

作者簡介：朱素娟，福建省建甌市，福建省建甌第一中學(xué)。