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必修2遗传与进化教学建议人教社新教材培训人员天津市实验中学薛静尧目录１、课程标准对本模块的价值述说２、本模块编排体系的设计思路３、本模块教学内容呈现特点４、《课程标准》对具体内容标准的表述——与人教版教材各章节对应以下为具体教学问题的教学建议５、“假说—演绎法”及其教学——以《分离定律》《基因在染色体上》内容为例６、如何“以问题串形式”组织教学活动——以“噬菌体侵染细菌的实验”为例７、本模块侧重物理模型的构建８、多讨论、重交流、学会倾听和表达——以“自然选择决定生物进化方向”为例１、课程标准对本模块的价值述说“生物2：遗传与进化”模块有助于学生认识生命的延续和发展，了解遗传变异规律在生产生活中的应用；领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用；理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一，生物的遗传变异与环境变化在进化过程中的对立统一，形成生物进化观点。２、本模块编排体系的设计思路遗传与进化遗传因子的发现基因和染色体的关系基因的本质基因的表达基因突变及其他变异从杂交育种到基因工程现代生物进化理论人类是怎样认识到基因的存在的？基因在哪里？基因是什么?基因是怎样行使功能的？基因在传递过程中怎样变化？人类如何利用生物的基因？生物进化过程中基因频率是如何变化的？《遗传与进化》第1章遗传因子的发现第2章基因和染色体的关系第3章基因的本质第4章基因的表达第5章基因突变及其他变异第6章从杂交育种到基因工程第7章现代生物进化理论３、本模块教学内容呈现特点编排上：按科学发现的先后编排－－循着人类认识基因之路展开编写上：科学发现的过程与科学方法运用的结合。巴甫洛夫曾指出：“科学随着方法论上获得成就而不断跃进。方法论每前进一步，我们便仿佛上升了一级阶梯，于是，我们就展开更广阔的眼界，看见从未见过的事物。”关注科学技术与社会的联系模块科学家访谈章本章小结自我检测问题探讨本节聚焦节练习知识链接学科交叉相关信息资料搜集网站登录资料分析思考讨论想象空间批判性思维？技能训练科学方法模型构建探究科学技术社会与生物有关的职业科学家故事知识能力情感必修＜遗传与进化＞模块中的栏目（除正文、实验、调查外）科学探究活动的安排实验3项；探究2项资料分析5项；资料搜集和分析2项思考与讨论16项；模型建构2项调查1项；技能训练5项课外实践1项４、《课程标准》对具体内容标准的表述——与人教版教材各章节对应分析孟德尔遗传实验的科学方法阐明基因的分离规律和自由组合规律阐明举例说明总结人类对遗传物质的探索过程概述概述概述概述说明概述说明简述收集列出说出收集收集说明概述以下是具体教学问题的教学建议５、假说—演绎法及其教学本模块有关假说—演绎法的其他教学内容第2章萨顿提出假说，摩尔根先怀疑孟德尔的遗传理论和萨顿的假说，后来通过实验证实第3、4章DNA分子结构和复制方式的提出与证实，以及整个中心法则的提出与证实第4章遗传密码的破译（选学）“假说—演绎法”与“观察—归纳法”的比较归纳：是从特殊事实中概括出一般原理的推理形式和思维方法。（例如：归纳出勤奋能成才）演绎：是从一般到特殊，根据一类事物都有的一般属性、关系、本质来推断该类中的个别事物所具有的属性、关系和本质的推理形式和思维方法。（例如：演绎出ｘｘ能成才）“观察—归纳法”让位于“假说—演绎法”的原因从近代科学到现代科学，以观察（实验）—归纳为主的方法逐渐让位于以假说—演绎为主的方法。这是因为现代科学从总体上不再处于经验材料的收集阶段，而是处于高度的理论概括和演绎的阶段。爱因斯坦说：“适用于科学幼年时代以归纳为主的方法，正让位于探索性的演绎法”在应用假说—演绎法时，仍需要以经验归纳法作补充，以一定的实验事实为根据。如何在《孟德尔的豌豆杂交实验》一节教学中体现科学方法－假说—演绎法如何教学,我的教学思路是:1、以科学方法的名义为课文标题起副标题书中标题相应副标题一对相对性状的实验观察实验，发现问题对分离现象的解释分析问题，提出假说对分离现象的验证演绎推理，实验验证分离定律得出规律假说的由来：科学假设是依据尽可能多的实验材料和经验事实以及尽可能牢固的科学基础上创造出来的，是经验证据和科学思维的产物。假说—演绎法：如果说形成假说往往是归纳与综合方法的结果，那么检验假说则是演绎与分析方法的开端，因此哲学家把从检验假说到形成理论的步骤称之为假说—演绎法。2、以相应副标题引领，体现假说—演绎的方法副标题：观察实验，发现问题先以书中的“问题探讨”所反映的融合遗传切入学习主题高茎ⅹ矮茎课文中问题串发现问题高茎为什么子一代都是高茎？难道矮茎性状消失了吗？（控制性状的因子没有混合）自交高茎矮茎为什么子二代矮茎性状又出现了呢？（控制矮茎性状的因子没有消失）３：１Ｆ２中出现３：１的性状分离比是偶然的吗？（总是出现３：１）副标题：分析问题，提出假说分析问题：控制性状的因子没有混合、控制矮茎性状的因子没有消失、总是出现３：１提出假说：(1)生物的性状是由遗传因子决定的（2）体细胞中遗传因子是成对存在的（3）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。（4）受精时，雌雄配子的结合是时间随机的。纯种高茎纯种矮茎PDD×dd↓↓配子DdDdF1高茎高茎高茎F1Dd×Dd↙↘↙↘配子DdDdF2DDDdDddd高茎高茎高茎矮茎3：1副标题：演绎推理，实验验证哪一步是演绎呢？事实上，观察、实验所检验的常常不是假说本身，而是假说的推论，即从假说中逻辑地推导出来的描述个别现象或事件的推论。如果孟德尔要直接验证他的假说，只能用显微观察的方法，确定遗传因子的真实存在和遗传因子的传递方式，这在当时是不可能的。那么，孟德尔设计的测交实验，实际上检验的是“推论”演绎推导：杂种一代隐性纯合子测交Dd(高茎)×dd(矮茎)↙↘↓配子Ddd后代Dd(高茎)dd(矮茎)1：1实验验证：按上述演绎推导设计实验，实施实验，统计结果，证实假说正确。“演绎论证的论据往往是一般规律（这里就是指假说），而论题是特殊事物（这里就是指测交）。”（摘自《教育科研手册》）假说演绎法，根据一些经验事实、通过自由的创造提出一个假说，然后由假说再通过演绎推理，推理出一些可以用实验和观测来检验的推论。这些推论假如证实了，那么说明这个理论是对的；推论证实不了，那么这个理论就不对，要重新修正。这就是假说演绎法。(举例:疟疾病因)副标题：得出规律分离定律“在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代”本节教学其他建议书中编入《性状分离比的模拟实验》，加强了学生对假说的合理性的认识。模拟实验的每一环节要与实际过程一一对应先可不提假说—演绎法。在感受《孟德尔的豌豆杂交实验》的全过程后，有了感性认识，再揭示假说—演绎法。孟德尔成功的原因让学生讨论，可放自由组合定律后进行类比发现问题提出基因在染色体上的假说本节学习过程１、类比发现问题２、提出基因在染色体上的假说３、摩尔根的实验证明基因在染色体上类比发现问题摩尔根的实验证明基因在染色体上运用类比方法，发现问题分析问题，提出假说分析问题萨顿研究蝗虫体细胞、生殖细胞、受精卵的染色体，发现：蝗虫体细胞染色体２４条（１２对）——体细胞基因（遗传因子）成对存在生殖细胞染色体１２条——形成生殖细胞时，成对基因（遗传因子）彼此分离，分别进入不同的配子受精卵的染色体１２对——雌雄配子结合提出假说基因在染色体上的演绎推论，实验验证摩尔根潜心研究果蝇遗传，一天发现红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇。做了下面实验：Ｐ红眼（雌）ｘ白眼（雄）Ｆ１红眼（雌、雄）Ｆ２红眼（雌、雄）白眼（雄）３／４１／４看来符合分离定理，只是白眼全为雄不好解释。演绎推论２０世纪初，生物学家已经在昆虫细胞内发现性染色体。摩尔根将眼色基因定位Ｘ染色体上，而Ｙ染色体上没有。ＰＸＷＸＷ红眼（雌）ＸＸｗＹ白眼（雄）配子ＸＷＸｗＹＦ１ＸＷＸｗ红眼（雌）ＸＷＹ红眼（雄）ＰＸＷＸｗ红眼（雌）ＸＸＷＹ红眼（雄）配子ＸＷＸｗＸＷＹＦ２ＸＷＸＷＸＷＸｗＸＷＹＸｗＹ红眼（雌）红眼（雌）红眼（雄）白眼（雄）实验验证后来又通过测交等方法进一步验证。这样一个特定的基因（眼色基因）和一个特定的染色体——Ｘ染色体联系起来了。得出结论基因在染色体上在学习假说-演绎法后,老师可发挥自己的才智,编题训练巩固。举例：克山病病因的研究观察实验，发现问题——地方病分析问题，提出假说——提供几点分析的事实。土壤中缺某元素演绎推理，实验验证——按缺某元素做实验得出规律（结论）——缺硒６、如何“以问题串形式”组织教学活动－－以“噬菌体侵染细菌的实验”为例问题１艾弗里的实验后提出：ＤＮＡ才是使Ｒ型细菌产生稳定遗传变化的物质，为什么还要做噬菌体侵染细菌的实验？——不纯问题２有没有完全纯的材料可用来转化呢？——Ｔ２噬菌体问题３：细菌和病毒那么小，用肉眼是无法观察到的，那么科学家怎样知道DNA进入到细菌细胞内，而蛋白质没有进入的呢？有办法吗？——同位素标记法问题４如何标记才科学，有说服力？——科学家用32P和35S分别标记了噬菌体DNA中的P和蛋白质中S问题５：用含有同位素标记的噬菌体去侵染不含同位素的细菌，结果将会是如何的？——结果问题６：在培养液中我们没有办法直接看到32P位于细菌内，35S位于细菌之外，有什么办法能够知道呢？——培养液作离心处理，然后观察放射性问题７：根据这个实验你能得出什么结论？——确信ＤＮＡ是遗传物质“君子之教，喻也：道而弗牵，强而弗抑，开而弗达”——《礼记．学记》用问题串牵着学生的思绪走，固然是好的。与之相比，启发学生能在探索过程中自发产生一连串的问题，顺理成章地探索出ＤＮＡ是遗传物质，则更好。７、本模块侧重物理模型的构建DNA分子的双螺旋结构模型减数分裂中染色体数目和行为变化的模型什么是模型方法？模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。《美国国家科学教育标准》中的表述：模型是与真实物体、单一事件或一类事物对应的而且具有解释力的试探性体系或结构。模型：人们为了认识自然界中某一复杂的认识对象（如非常庞大的太阳系或非常微小的细胞），或发生的过程、规律，常用形象化的具体实物，或抽象的语言文字、图表、数学公式等进行模拟或简化描述。模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。模型方法：是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。８、多讨论、重交流、学会倾听和表达一旦讨论开始，讨论者会逐渐意识到，权威、迷信、书本、感情、传统等等左右人看法的因素，在讨论场上都显的无能为力。唯一的仲裁者是理性，即事实和逻辑。教育思想不是人为的概念的堆砌和演绎，更不是部分人的专利品，而是广大教师在教育教学自身实践中无处无时不在的意义追求和规律探索。－－《让教师为课堂带进人文的阳光》探究：自然选择对种群基因频率变化的影响第1年第2年第3年第4年…...基因型频率SS10%11.5%13%14.6%Ss20%22.9%26%29.3%ss70%65.6%61%56.1%基因频率S20%23%26%29.3%s80%77%74%70.7%按黑色个体每年增加１０％、浅色个体每年减少１０％计算过程第1年ＳＳ１０％（１０个）Ｓｓ２０％（２０个）ｓｓ７０％（７０个）共计（１００个）第2年（１１个）（２２个）（６３个）（９６个）第3年（１２．１个）（２４．２个）（６１个）（９３个）第4年（１３．３１个）（２６．６２个）（５１．０３个）（９０．９６个）在学习高中课程“自然选择决定生物进化方向”时，教科书中是用工业革命前英国曼彻斯特地区黑色桦尺蛾与白色桦尺蛾的比例与工业革命后的比例相比，来说明问题的。一位同学问我“历时一百多年，谁能经这么长时间进行科学实验，这材料可靠吗？”