核心素養(yǎng)要求下的高中生物遺傳規(guī)律教學(xué)再延伸探討

【摘要】傳統(tǒng)遺傳規(guī)律教學(xué)仍然是當(dāng)前高中遺傳規(guī)律教學(xué)的主要方式，該模式有其存在的意義，但是也存在明顯缺陷。本文就傳統(tǒng)遺傳規(guī)律教學(xué)再發(fā)掘的必要性、可行性和途徑進行探討，期望能夠為高中遺傳規(guī)律教學(xué)改革提供一條可行途徑，以滿足生物學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展需求。

【關(guān)鍵詞】高中生物 ?遺傳規(guī)律 ?再延伸

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）29-0167-02

遺傳規(guī)律教學(xué)對學(xué)科素養(yǎng)的意義不僅僅體現(xiàn)科學(xué)探究上，對其他素養(yǎng)同樣重要。課程改革過程中對科學(xué)探究的重視越來越高，形式也越多樣化[1]。但現(xiàn)今生物課堂上，傳統(tǒng)教學(xué)方式仍然占主要地位[2]，對傳統(tǒng)課堂的再發(fā)掘可以應(yīng)對新課標對學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展要求。下文筆者將探討傳統(tǒng)課堂再延伸的必要性與可行性，并通過案例探討再延伸的途徑。

一、傳統(tǒng)遺傳規(guī)律教學(xué)再延伸的必要性和可行性

（一）必要性

本文所指的傳統(tǒng)課堂教學(xué)具有以下特征：1.教材描述了孟德爾的遺傳規(guī)律的基本內(nèi)容，包括觀察現(xiàn)象、提出問題、作出假說、假說的驗證和得出結(jié)論;2.采取教師講授，學(xué)生按要求理解記憶的教學(xué)方式。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)上，學(xué)生通過教師的講解，能夠?qū)W習(xí)到關(guān)于遺傳基本規(guī)律的基本內(nèi)容，能夠基于給定的遺傳現(xiàn)象的情景下解釋遺傳現(xiàn)象，從而達成生物學(xué)科素養(yǎng)中科學(xué)探究素養(yǎng)的水平一的要求[3]。但是傳統(tǒng)課堂教學(xué)也具有明顯的缺陷，不利于學(xué)生體驗完整的科學(xué)探究過程，難以形成積極的科學(xué)態(tài)度，難以養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣[3]。簡單來講就是學(xué)生知道了怎么做，卻無法了解為什么要這么做。傳統(tǒng)課堂教學(xué)具有存在的意義，不能也無法做到一禁了之，因而進行再延伸以適應(yīng)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的要求就很有必要。

（二）可行性

1.學(xué)生在學(xué)習(xí)遺傳規(guī)律中發(fā)現(xiàn)問題是驅(qū)動科學(xué)探究的有效動力

科學(xué)探究的目的是通過科學(xué)手段解決問題，在課堂上，問題的來源一般有兩個。第一種是教師或教材直接提出的問題，這無法提高學(xué)生觀察現(xiàn)象提出問題的能力。第二種是在教師提供情境的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過觀察思考提出問題。這些情境雖然經(jīng)過教師的加工，對現(xiàn)實生活中的復(fù)雜信息進行篩選，保留符合教學(xué)目標及學(xué)生水平的內(nèi)容，但大多情境是學(xué)生無法親歷的，因而學(xué)生往往難以提出符合教師預(yù)期的，具有探究意義的問題。課題任務(wù)式教學(xué)能使學(xué)生親歷真實情境，情境的復(fù)雜程度適中，是從簡單的虛擬情境向復(fù)雜的現(xiàn)實生活情境過度絕佳臺階。學(xué)生在實際探究中遇到的困難、發(fā)現(xiàn)的不同于預(yù)期的現(xiàn)象都可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生提出有探究價值的問題，是驅(qū)動學(xué)生繼續(xù)探究問題背后的生物學(xué)規(guī)律的有效動力。

2.學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)到的基本理論是進行科學(xué)探究的良好基礎(chǔ)

學(xué)生提出問題之后，教師要引導(dǎo)學(xué)生提出能夠解釋問題的合理假設(shè)。如果沒有相關(guān)的科學(xué)理論為基礎(chǔ)，學(xué)生就無法在實踐中驗證假設(shè)。這就使得高中生物課堂中的科學(xué)探究學(xué)習(xí)往往停留在理論階段，淪為“紙上談兵”。很多時候教師只能通過對孟德爾經(jīng)典遺傳實驗的講解，呈現(xiàn)前人的實驗結(jié)果，來幫助學(xué)生體驗設(shè)計遺傳實驗、驗證假設(shè)的過程，但這顯然無法代替學(xué)生的實踐活動。而在傳統(tǒng)課堂上，學(xué)生在學(xué)習(xí)了相關(guān)的理論知識和基本雜交實驗操作技能后，就可以利用現(xiàn)有的遺傳實驗材料設(shè)計并完成實驗來驗證假設(shè)，真正體驗到探究的完整過程，體會解決問題的樂趣，從而推動內(nèi)在素養(yǎng)的發(fā)展。

二、傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)再發(fā)掘的案例

（一）豌豆雜交實驗觀察到的有趣現(xiàn)象

1.用高莖豌豆與矮莖豌豆雜交統(tǒng)計子二代高矮植株的分離比并不總是3：1，很多時候會觀察到如2：1，5：3等比值。甚至于有的組別結(jié)果并沒有出現(xiàn)形狀分離現(xiàn)象。

2.有的實驗小組將豌豆雜交后子代會出現(xiàn)介于高矮之間的植株現(xiàn)象。

（二）利用這些發(fā)現(xiàn)進行科學(xué)探究的教學(xué)設(shè)計實例—豌豆雜交異?，F(xiàn)象再探究

第一階段——觀察現(xiàn)象，提出問題

學(xué)生在做豌豆雜交實驗時，教師要求學(xué)生用文字和圖像描繪觀察的豌豆雜交的實驗現(xiàn)象，并把這些內(nèi)容寫進實驗報告。教師巡查，收集學(xué)生的觀察結(jié)果，主要收集豌豆雜交結(jié)果的異常現(xiàn)象，并把這些結(jié)果通過多媒體展示給學(xué)生。教師引導(dǎo)學(xué)生觀察、比較這些現(xiàn)象，提出問題：為什么豌豆雜交實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象與教材的結(jié)果有較大差異？

第二階段——分析問題，做出假設(shè)

教師通過多媒體展示教師在預(yù)實驗中拍攝的豌豆雜交實驗結(jié)果進行再觀察，尋找類似的現(xiàn)象。在觀察的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生提出第一種假設(shè)——統(tǒng)計數(shù)量不足引起分離比的異常，并要求學(xué)生用假設(shè)解釋問題。之后教師再通過多媒體展示資料——多組興趣小組在統(tǒng)計數(shù)量不足情況下導(dǎo)致分離比出現(xiàn)異?，F(xiàn)象 。教師引導(dǎo)學(xué)生提出第二種假設(shè)——受粉的不隨機性導(dǎo)致分離比異常，并要求學(xué)生利用這一假設(shè)重新解釋問題。

第三階段——設(shè)計實驗，驗證假說

教師首先引導(dǎo)學(xué)生提出實驗思路，設(shè)置足夠多組的豌豆進行雜交實驗分別統(tǒng)計子代的性狀分離情況是否出現(xiàn)正常的分離比現(xiàn)象，并利用嚴格的傳粉方法保證受粉的隨機進行。教師進而引導(dǎo)學(xué)生思考兩個問題：一是如何進行合理的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，二是如何定量分析實驗結(jié)果。學(xué)生分小組合作提出方案，之后教師與學(xué)生共同分析方案的可行性。有的學(xué)生提出用分類收集，分類統(tǒng)計。但這是不可行的，因為豌豆的植株高度不會短時間內(nèi)發(fā)生改變，而時間太長，植株可能已出現(xiàn)老化而影響結(jié)果的統(tǒng)計。學(xué)生進而提出將豌豆置于一有效溫室中，此法同樣無法在短時間內(nèi)準確統(tǒng)計結(jié)果?？尚械姆椒ㄊ怯脴擞浄▉斫y(tǒng)計植株的高度以達到短時間內(nèi)完成大量的數(shù)據(jù)分析。簡易的方法是用軟性的尺子在豌豆植株上做標記在短時間內(nèi)測量植株的生長長度以區(qū)分高矮莖植株。至于定量分析實驗結(jié)果，可引導(dǎo)學(xué)生數(shù)出高莖植株總數(shù)，以及矮莖植株的數(shù)目，進而計算出不同高度植株的比例。最后引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行預(yù)測，若在多組實驗結(jié)果中的植株高矮比接近理論3：1則說明出現(xiàn)2：1或5：3是由于統(tǒng)計數(shù)量不足導(dǎo)致的。

第四階段——實施實驗，得出結(jié)論

教師拿出事先預(yù)備的豌豆幼苗，學(xué)生根據(jù)方案進行實驗，待一定實驗周期內(nèi)設(shè)計表格記錄數(shù)據(jù)。教師收集各小組的結(jié)果，進行展示、整合，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)結(jié)果得出結(jié)論。實驗結(jié)果可能與預(yù)期不相符，教師要與學(xué)生共同分析原因，提出改進方案，或者提出新的假說。最后教師要求學(xué)生在課后整理實驗過程、實驗數(shù)據(jù)，撰寫實驗報告。教師對實驗報告進行批改，按一定標準給予評價。

三、傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)再延伸的途徑

如上文案例所示，本文所指的傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)再延伸是在學(xué)生掌握基本的假說演繹法之后，教師引導(dǎo)學(xué)生對豌豆雜交實驗中的現(xiàn)象進行再觀察，提出可探究的問題，做出假設(shè)解釋問題，設(shè)計并進行實驗驗證假設(shè)，得出結(jié)論的過程。再探究的問題可以來自學(xué)生在實驗中遇到的困難，也可以是與生活生產(chǎn)相關(guān)的，利用傳統(tǒng)課堂教學(xué)可以解決的問題。要做好傳統(tǒng)課堂教學(xué)的再延伸，可以由以下幾方面入手。

（一）充分開展的傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課是再延伸的基礎(chǔ)

在案例中，學(xué)生要完成再延伸的實驗，必須能夠熟練掌握人工雜交實驗，熟練去雄和受粉技術(shù)，掌握異花之間的雜交套袋的操作技巧，會收集數(shù)據(jù)，能撰寫實驗報告，這些都能通過傳統(tǒng)課堂的理論學(xué)習(xí)獲得。但是高中生物課堂存在著實驗實際開出率不足，設(shè)備無法滿足全部課堂實驗需求等問題[4];很多探究性實驗課堂的教學(xué)方法仍以口頭講授、演示為主;生物課時少，教師優(yōu)先理論教學(xué)，輕實驗等情況[5]。因而首先解決這些問題，讓學(xué)生充分動手參與實驗，才能給傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)的再發(fā)掘打下良好基礎(chǔ)。

（二）難度適宜，操作簡便的豌豆實驗的傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課是再延伸的良好材料

對傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)再延伸的目的是讓學(xué)生親自動手，體驗科學(xué)探究的完整過程。因而教師應(yīng)該精確教授豌豆雜交實驗的基本程序以達到學(xué)生能夠體會豌豆雜交的可操作性，降低學(xué)生實驗的難度性。適宜的難度可以提高學(xué)生的積極性，相對簡易的操作可以保障學(xué)生的自主性，提高學(xué)生的參與度，因而是傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)再延伸的良好材料。

（三）教師的充分準備和引導(dǎo)是傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)再延伸的保障

如上文案例所示，教師要事先對出現(xiàn)性狀分離異?，F(xiàn)象，查找資料解釋原因，如此才能引導(dǎo)學(xué)生進行有效探究，提出可行的實驗方案。案例中對豌豆的種植和結(jié)果收集等都不是短時間可以完成的，需要事先準備?；诂F(xiàn)實情境的復(fù)雜性，課堂實驗的實際操作過程、實驗結(jié)果往往會出現(xiàn)預(yù)期以外的各種問題，這是理論層面的講授無法遇到的。因而教師若要針對這些問題再發(fā)掘，或者開展與現(xiàn)實生活相聯(lián)系的再探究，都需做好充分的準備工作，這包括預(yù)實驗、查找資料、準備材料等。

（四）三種模式相結(jié)合是傳統(tǒng)遺傳規(guī)律課堂教學(xué)適應(yīng)學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的可行途徑

完全由學(xué)生自主進行的探究活動已被證明是失敗的，學(xué)生只有通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，繼承已有的文化之后才能獨立做出科學(xué)發(fā)現(xiàn)，建立系統(tǒng)理論[6]。因而筆者提出兼顧學(xué)生主體與教師主體的三種模式相結(jié)合的實驗課堂：模式一為教師主導(dǎo)下學(xué)生按已有計劃實施實驗;模式二為學(xué)生在教師指導(dǎo)下進行探究實驗;模式三為任務(wù)驅(qū)動的學(xué)生自主探究實驗。如案例所示，在課堂上模式一與模式二可以有機結(jié)合，教師在講解實驗技能與實驗原理的同時，在充分的課前準備的基礎(chǔ)上，設(shè)置情境引導(dǎo)學(xué)生體驗探究的完整過程。在學(xué)生能熟練使用實驗器材，掌握實驗原理與實驗方法，了解科學(xué)探究的完整過程之后，教師就可以階段性的布置與生活聯(lián)系的自主探究任務(wù)，進行模式三的學(xué)習(xí)。這需要將學(xué)習(xí)延伸到課外，因而學(xué)校要提供開放的實驗條件。這種任務(wù)最好按年級統(tǒng)一布置，便于實驗室準備器材來滿足大部分學(xué)生的需求，保證活動切實有效的進行。

參考文獻：

[1]劉麗艷.大連市高中生物實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與改革對策[D].遼寧師范大學(xué)，2005.

[2]韋玉紅.高中生物實驗有效教學(xué)策略行動研究探索[D].上海師范大學(xué)，2013.

[3]普通高中生物學(xué)課程標準[M].人民教育出版社，中華人民共和國教育部， 2018

[4]林杰東.福建省高中生物學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查研究[D].福建師范大學(xué)，2014.

[5]郝琦蕾，李妙娜.高中生物實驗教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查研究[J].教學(xué)與管理，2016（06）：30-34.

[6]鄭毓信.建構(gòu)主義之慎思[J].開放教育研究，2004（01）：4-8.

作者簡介：

莊定國，高中生物一級教師，本科學(xué)歷，理學(xué)學(xué)士學(xué)位。