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1电子文本专题名称：必修模块教学——遗传与进化（1）专题负责人：王伟光、杜玉芬、吴春萍必修2——“遗传与进化”模块的研修围绕“普通高中生物课程标准”展开。一、认识高中生物课程必修模块内容的总体框架并确定研究思路高中生物课程中必修模块是面向全体高中学生的内容。提高必修模块的教学质量和效率，对落实课程标准具有重要影响。因此认识高中生物课程必修模块内容总体构建框架并确定研究思路十分重要。“课程标准”中说：“必修模块选择的是生物科学核心内容，同时也是现代生物科学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最密切的领域。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用。因此必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用。”这段叙述已经描绘出必修模块的内容框架和基本研究思路，包括研究内容范围、研究视角（从微观和宏观两个方面认识生命系统）、研究目的等。可见，课程内容的构建与课程基本理念是有机组合在一起的。因此研究必修课程内容的思路主要是如何帮助学生完成必修课程内容构建的同时体现新课程理念。二、分析研究必修2的课程标准具体内容第一、要研究必修2模块“内容标准”及“活动建议”的有关叙述。本模块包括六个主题，每个主题又有若干具体内容标准和活动建议。第二、要了解选修模块中有关“遗传与进化”的内容及要求。如：在选修2“生物科学与社会”中的“生物科学与健康”部分有“简述基因诊断和基因治疗；举例说明人工授精、试管婴儿等生殖技术”等。这样做的好处是，可以全面了解高中阶段学生要认识的“遗传与进化”的内容，同时也可以为选修模块的学习打基础。第三、注意必修2“内容标准”表述的特点。现归纳出四点：1．使用行为动词（如：举例说出、简述、列出；阐明、说明、概述、搜集、举例说明；总结、分析等）来描述三维学习目标。2．本模块总体知识目标要求定位在理解水平。统计下来，在具体内容标准中属于了解水平的有3项，属于理解水平的有14项，属于应用水平的有2项。3．重视科学的过程和方法。本模块具体内容标准中“应用”层次的条目都是关于科学的过程或方法的。一项是“总结人类对遗传物质的探索过程”，另一项是“分析孟德尔遗传实验的科学方法”。4．关注科学技术与社会的联系。本模块具体内容标准中与科学、技术、社会有关的共有5条。包括：“搜集生物变异在育种上应用的事例”、“关注转基因生物和转基因食品的安全性”、“探讨人类遗传病的监测和预防”、“关注人类基因组计划及其意义”、“探讨生物进化观点对人们思想观念的影响”。第四、要了解“普通高级中学生物教学大纲”在“遗传与进化”部分的具体教学内容，并与“普通高中生物课程标准”进行比较，同时归纳出“课程标准”在必修2模块中重点强调的内容。通过比较可以看出，“课程标准”强调从生命系统的视角研究遗传与进化，强调要从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用；呈现的是知识间的有机联系；总体知识目标要求定位在理解水平；更加重视2科学的过程和方法的教学；关注科学技术与社会的联系；重视对立统一观点和生物进化观点的形成。根据比较，老师们还可归纳出必修2模块重点强调的内容有9点。如：“总结人类对遗传物质的探索过程”、“分析孟德尔遗传实验的科学方法”等。这些内容也是本次必修2模块的研修重点。三、“遗传的细胞基础”部分的教学分析及建议必修2模块“遗传与进化”中有关遗传部分包括三个主题。即：遗传的细胞基础、遗传的分子基础和遗传的基本规律。其中，属于理解水平的10项，属于应用水平的2项，没有了解水平的内容。“遗传的细胞基础”部分的教学内容及教学建议：该部分从细胞水平阐述遗传的基本原理。在生物体的有性生殖过程中，配子的形成大都要经过减数分裂，合子的形成都要经过受精作用。因此这三个内容是非常重要的知识，课标中规定都属于理解水平。减数分裂过程中染色体的复制，同源染色体的联会、交换与分离，以及非同源染色体的自由组合等行为，导致子细胞中的染色体数目减半且具有多样性，从而直接影响生物的遗传和变异。因此课标中非常强调让学生用模型法来模拟减数分裂过程中染色体的变化。1．在教学中用模型法来模拟减数分裂的过程需要注意：（1）切忌不能让学生对着教材的图片简单的用模型来摆一摆。要让学生用自主、合作、探究的学习方式进行学习。给学生创造自主探究的机会，放手让学生自主探究知识，使他们在自主探究过程中真正掌握知识、培养能力、提升思想。（2）在学生模拟之前，一定要让学生清楚减数分裂的概念，即细胞中的染色体复制一次，细胞连续分裂两次，最终一个细胞形成4个子细胞，染色体数目减半。这样学生就清楚模拟活动的目的了。（3）模拟时先从一对同源染色体入手，即先让学生利用一对同源染色体模拟染色体数目何时减半。接着再增加到两对同源染色体来模拟同源染色体的联会以及非同源染色体的自由组合现象。（4）模拟多对同源染色体的变化，可视情况而定。（5）模拟的材料也可以用不同颜色的电线、橡皮泥来代替。“模型法”在教学中的优点：（1）它能改变学生的学习方式。实现主动学习，合作学习、探究学习。（2）模型使微观的知识宏观化，且操作简便、可在任何阶段停留、返回和重复，这是用活的细胞所不能体现的。（3）在模拟的过程中能培养学生的合作精神，渗透理科思维的特点。2．观察细胞的减数分裂，这是课标中新增的一个建议活动。通过该实验有助于增加学生对减数分裂的感性认识，加深对减数分裂的理解。教学建议：（1）组织好对减数分裂固定装片的观察。要提供减数分裂的固定装片让学生观察。教师应指导学生对照减数分裂典型的显微图示，尽可能地找全分裂各时期的细胞，识别减数分裂不同时期的染色体形态、数目和位置，帮助学生建构减数分裂动态过程图。（2）有条件的学校，在观察永久装片的基础上，还可组织学生制作减数分裂的临时装片进行观察。这样做对提高学生兴趣和能力会更有好处。关于较为简单的减数分裂临时装片制作方法，老师们可参看生物学通报的2008年的第四期清华大学附属中学的龚玉新、吴丹丹老师发表的文章。①所用的实验材料为蝗虫，采集后在实验室将精巢取出用卡诺固定液（甲醇：冰醋酸=3：1）3固定后保存在70%的酒精中备用。②上课前将精巢取出，用冰醋酸软化，再用卡宝品红（改良苯酚品红）染色制成装片即可观察。③观察时注意蝗虫的染色体多为端部或近端部着丝粒染色体，性别决定机制为XO型。在减数分裂第一次分裂前期和中期，常常是姐妹染色单体分开，而配对的同源染色体间的非姐妹染色体紧密相连。3．搜集有关试管婴儿的资料并评价其意义及伦理问题。这个活动有助于提高学生对科学、技术、社会之间关系的认识。这一先进的生殖技术已将人类生殖的自我控制推向新的极限——从解决不孕不育问题到现在帮助人类选择生育最健康的后代，为有遗传病的未来父母提供生育健康孩子的机会。然而伴随着人们对这一打破自然受精程序的技术的了解，这一技术所引发的伦理问题也日益引起关注。比如代孕母亲的问题：有钱人让穷人代孕，会不会变成一种商业化行为；比如捐卵的问题：女儿赠卵给妈妈，出生的试管婴儿将来管赠卵者叫姐姐还是妈妈好？。组织这个活动时要注意：搜集有关试管婴儿的资料时要告诉学生主要是收集一些案例，了解为什么要做试管婴儿，解决了什么问题？可能会引发哪些伦理问题等等，而不是让学生去了解这一技术都包括哪些环节等，也就是要让学生明确任务，不要盲目的去搜集。如果学生资料来源缺乏，教师可提供给学生资料，让学生去分析。搜集资料后要让学生将资料按问题进行整理。学生交流后教师进行归纳补充。四、“遗传的分子基础”部分的教学分析及建议1．如何从生命系统的视角来分析“遗传的分子基础”这个主题？“课程标准”表明：必修模块“选取的内容有助于学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用”。对生命系统的研究应包括生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律、生命系统中各组分间的相互作用以及生命系统与周围环境的相互作用。因为“遗传的分子基础”的研究主要属于微观范畴，所以可做如下归纳：（1）生命系统的物质基础和结构基础——遗传的物质和结构基础：细胞水平：减数分裂与配子形成、受精作用分子水平：DNA的化学组成和结构、DNA、基因和形状的关系（2）生命系统发展和变化规律——遗传信息的传递和改变：DNA的复制（3）生命系统内各组分间的相互作用——遗传信息的表达：遗传信息的转录遗传信息的翻译可以看出，从生命系统的角度研究遗传的分子基础能够构建相对完整的知识框架，也能够对遗传物质的探索过程作相对完整的总结。2．如何进行“总结人类对遗传物质的探索过程”的教学？（1）“总结人类对遗传物质的探索过程”的教学内容应包括：确定遗传因子的存在、确认基因在染色体上、确定DNA是遗传物质、DNA分子结构模型建立过程、遗传物质的功能的探索、对遗传物质探索的新进展等。探索DNA分子结构模型的建立过程是重点。（2）一般来说，“总结”部分的教学应围绕：“总结”的内容和“总结”的过程两部分展开。“总结”的内容应有“知识”（如：人类探索遗传物质的探索脉络，重点在DNA双螺旋结构模型的建立）、“方法”（科学家所创造的行之有效的方法）、“情感精神”（在探索过程中科学家表现出的科学精神和科学态度）三个方面。“总结”的过程包括：课前搜集、整理资料；课上讨论、分析、交流；恰当评价；教师的参与归纳的4方面。4（3）“总结人类对遗传物质的探索过程”内容可以处理成起始课，更可以放在最后。但要注意处理好科学史内容与基本概念和原理的关系。因为“总结人类对遗传物质的探索过程”重点在总结探索过程。“总结”作为起始课“有基础”，当今科技飞速发展，“DNA”、“基因工程”、“转基因大豆”等早已不是新鲜词汇了，与此相关资料在媒体上大量发布；学生对似知道又不全知道的“遗传物质”很感兴趣。“总结”作为起始课“可行”，一方面实践效果不错，学生的参与热情很高、对学习过程和内容有兴趣。另一方面在对人类探索遗传物质过程的脉络有较清晰地了解之后，学生学习后续内容也会顺畅。这应该是一种值得尝试的教学思路。3．对“遗传的分子基础”的其他部分教学应注意的问题。“课程标准”在具体内容标准中还规定了“概述DNA分子结构的主要特点（制作DNA分子双螺旋结构模型）”、“说明基因和遗传信息的关系”、“概述DNA分子的复制”、“概述遗传信息的转录和翻译”等四点必须学习的内容，因此必须重视，并设计好相关的教学活动。（1）建议以遗传物质的发现史为线索，将以上各部分内容串联起来，构建知识网络。可利用已有的“总结遗传物质的发现过程”的素材。这样该部分的三维教学目标也容易完成。（2）建议所作的教学设计要达到内容标准中“行为动词”的要求。可以这样说，“行为动词”所要求的是评价老师的教、学生的学的尺度。因此，“说明、概述、总结”等首先要学生完成。教师要根据具体教材内容，设计、引导全体学生主动参与完成，避免教师一人的“说明、概述、总结”。（3）以科学发现史为线索，进行教学时不能“为史而史”，应及时对基本概念和原理进行梳理和归纳。五、《遗传的基本规律》部分的教学分析及建议1．“分析孟德尔遗传实验的科学方法”既是重点又是难点。在课标中明确指出要求学生“要领悟假说演绎的方法。”“假说——演绎法”是指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法。它与归纳法的不同在于假说演绎法的研究推理过程是从一般到特殊，而归纳法研究推理过程是从特殊到一般。（1）在“分析孟德尔遗传实验的科学方法”的过程中领悟“假说演绎法”。①孟德尔首先在观察豌豆杂交实验现象的基础上，对分离现象的原因提出四点假说。②孟德尔设计的测交实验对“分离现象”进行验证。③进而推出“基因分离定律”。④领悟“假说演绎法”。（2）模拟性状分离的杂交实验①实验要达到的目的：认识和理解等位基因的分离