高中《生物》第一章的细胞部分,引进了不少细胞学方面的基础知识。.6
表 14 生物进化的事实
■时间趋势
/④⑥/①②③⑤⑦/
/②③④⑤/③④⑤⑥⑦/ 关系 结果 生:表明生物界有着共同起源,各种生物之间有着或远或近的亲缘关系,
揭示进化关系。
师:很正确!证据②和③揭示的进化事实? 生:证据②表明多细胞生物起源于单细胞生物,既揭示进化关系,又揭
示出从简单到复杂、从低等到高等的进化趋势;证据③表明人和脊椎动物有
共同祖先,共同祖先适应水中生活,陆生动物是由原始水生动物进化来的。 师:好!按照你的表述分析,证据③揭示出进化关系、趋势和结果
[学生默许]。古生物学提供三方面证据,证据④揭示哪些进化事实?
生:生物进化是长期的、逐渐演变的。其总趋势是:简单→复杂,低等
→高等,水生→陆生。多样性和适应性是进化的结果。 师:很全面。谁继续分析证据⑤和⑥? 生:始祖鸟化石表明鸟类由原始爬行动物进化来的,种子蕨化石表明它
更适应陆地生活。[教师插话:证实哪些进化事实]啊!进化关系、趋势和
结果[教师填写表格]。证据⑥表明马的进化历史 5 千多万年,各种马有共 同祖先,适应草原生活是进化结果。
师:怎么理解适应草原生活? 生:真马的体型和前肢中趾演变为硬蹄更适应在草原上奔跑生活。 师:注意!马的硬蹄是由中趾的甲演变来的。另外,齿冠的演变适应于
草食性。证据⑦表明哪些进化事实呢? 生:凡有同源器官的生物都是由共同祖先进化来的,同源器官越多的生
物之间亲缘关系越近。同源器官之间形态各异和功能特殊,是生物进化过程 中形成的各自适应性的表现。
师:分析得很透彻。进化论者根据上述事实,形成进化论的基本观点。 请同学们阅读课本第 213 页,找出表述基本观点的语句来。
师:课文中对生物进化论观点的表述主要依据哪些进化事实呢?
生:进化时间和进化关系 师:好,既然是依据进化事实来概括,我们将其归纳为下述方面:
(1)共同祖先、长期进化、逐渐演变;
(2)各种生物之间有一定的亲缘关系;
(3)遵循简单→复杂、低等→高等、水生→陆生的总趋势;
(4)多样性和适应性是生物进化的结果。 那么,生物进化的原因是什么呢?这就涉及到生物进化学说的基本论
点,下节课我们结合教学片讲述达尔文的自然选择学说。
(二)巩固新知识 启发学生以证据→事实→观点为主线,回忆本节课学习的生物进化知
识,重点记忆和理解长期进化以及多样性和适应性是生物进化的结果。 袁崇贤 1933 年生,河北省秦皇岛市人。1961 年河北师范大学生物学系
毕业,同年到石家庄第一中学任教。现任石家庄市第一中学副校长。曾长期 从事生物教学工作,担任生物教研组组长。1986 年荣获中学特级教师称号。 在 1984~1989 年期间,曾相继荣获石家庄市和国家教育系统劳动模范、河北 省“园丁”、有突出贡献中青年人才及省、市优秀教师称号。主编了《中学 生掌握学习》丛书、《1988~1992 年五年高考试题分析与学习指导》、《中 学生物学习参考与指导》等书;承担了国家教委中央电教馆“八五义务教育 电教科研课题”《初中植物录像》教材的摄制与研究工作。在辅导学生的课 外活动中,“鸟类的剥制标本”获河北省教具评审一等奖;培养的平菇标本 获首届全国青少年科技竞赛三等奖。
改革旧的教学模式,
开发学生智力
总结 30 多年的教学工作,特别是十一届三中全会以来,我通过教学思 想、教学理论、教学原则、优化教学方法等方面的学习和探索,逐步形成了 自身的教学模式。
一、改革旧的教学模式,
设计新的教学结构程序
(一)改革旧教学模式的必要性 教学中的满堂灌,老师讲、学生听、课下背,这一整套教学模式,是封
建社会教书先生教学遗留至今的。学生学习的具体过程为学、思、习、行四
个阶段,而这四个阶段的心理程序为感知(认记)、理解、巩固和应用。
1.感知 感知是学习过程的第一阶段(初步阶段)。它是通过各种感觉与知觉去
观察物质或物质化的材料,去听取语言的说明,阅读文字符号,进行实际操 作等,以获得丰富的感性知识。从信息论的观点看,就是感受作用于感官的 一切外在事物(包括语言、文字),以获得大量的信息。
2.理解 理解是学生学习的第二阶段。它将感官获得的大量信息,通过思维活动
将感性认识提高到理性认识的阶段。
3.巩固 这是在获得和理解的基础上进行的知识的巩固阶段。它将前面两个阶段
获得的大量信息,贮存在大脑皮层的脑神经细胞的大分子中。
4.应用
应用是学习过程的最后阶段。即将感知、思维、想象和记忆所获得知识, 运用到实践中去。
不正确的教学模式,满堂灌的教学方法,死记硬背的学习方法,都不利 于学生智力的开发和学生心理的发展,这是对青少年身心发展、智力培养的 摧残,一言堂的教学模式必将改革为以教师为主导、学生为主体的统一结构。
(二)新教学结构的实践 如何贯彻教与学的统一原则?许多国外的教育家都做了大量的摸索与探
讨。苏联的赞可夫提出了“理论知识起指导作用”的原则;美国的布鲁纳提 出了“结构课程论”的基本概念、基本原理的规律性原则;西德的根舍提出 了“范例教学”基本概念,基本原理的规律性原则。
我在多年生物课的教学中探索出了一整套新的教学结构,包括启发设 疑,观察自学,分析综合,校正练习,“过关”考核五个方面。
1.启发设疑 其目的在于调动学生学习的积极性,激发学生求知的欲望,设疑又是培
养学生自觉学习的动力。 设疑的内容必须结合教材充分准备,以学生中错误的概念和对感性知识
的一般理解为基础,恰当地提出学生感兴趣的具体问题。思维具有问题的特 点,有疑才能有问,有问才会有思,多疑才会多问,疑、问、思三者的统一, 才能使学生达到最优的学习效果。这一步是全课的起点,老师要在充分备课 的基础上结合学生的知识水平,慎重考虑。
例如,我在讲述伴性遗传一节时,一上课便向全班学生提出问题:哪位
学生是色盲?(因为学校每年给学生进行体验,色觉测试是必验的科目,同 学之间都了解)结合每次提问都有一两个男生有红绿色盲,然后开始设疑。 为什么得色盲的同学基本上都是男的?女性能否也得色盲?色盲基因是
双亲哪一方遗传下来的?
这样,课堂气氛一下子就活跃起来了,有的学生说与性激素有关有的说 与性别有关,还有的说与神经和血液循环有关,等等。关于色盲基因的传递 与双亲哪方有关的问题,多数学生回答与父亲有直接关系。
在学生情绪与思路活跃起来的基础上转入第二结构。
2.观察自学 其目的在于培养学生的观察能力和自学能力。观察力是开发学生智力的
起点,在学习中运用观察力,通过感官或借助于科学仪器、语言文字材料、
电教媒体等,对周围存在的生物材料、现象、生物结构、生理活动过程等, 进行有目的的细致深入的观察(感知与描述),从而获得知识。
例如,利用剪贴图、投影、录像等媒体的配合演示,使学生发现色盲基 因(b)在性染色体上位置的规律,发现色盲基因(b)只位于 X 染色体上,Y 染色体上没有,从而归纳出,(b)基因在 X 染色体■存在的三种类型,即 XBXb(女性色盲基因携带者),不出现色盲;XbXb,女性色盲;XbY,男性色 盲。由此总结出女性只有在 XbXb 时才表现色盲(XBXB 与 XBXb 均无色盲出 现),而男性只要 XbY(X 染色体上为色盲基因)时必然出现色盲的规律。由 此得出男性色盲多于女性的结论。
在学生解疑第二个问题时,采用自学的方法,从教材中探索答案的奥秘。 自学能力是成功地获得知识的基础,因为老师教给的知识是极其有限的,大 量的知识要在实践中靠自学去掌握,没有自学能力的人,必将无所作为。
自学也不是听任学生盲目地阅读教材,而是在限定的时间内,在老师提 供的自学提纲和局限的课文范围(页数)的基础上,有目的地进行。
在观察自学的基础上让学生口头表述出男性容易得色盲的直接原因,得 出统一的结论(由携带色盲基因的母亲,直接传给其儿子)。然后再让学生 分析以下色盲遗传的各种情况:
(1)当色觉正常(色盲基因携带者)的女子与色觉正常男子结婚,子女 中只有儿子得色盲,如图 1。
■图 1 女性红绿色盲携带者与正常 男性婚配后的遗传现象 结论:母亲如果是色盲基因携带者,父亲色觉正常时,子女中只有男孩
得色盲,并占男孩的 50%。 说明:男孩的色盲基因由母亲传来。
(2)当色盲的女子与色觉正常的男子结婚,后代中得色盲的全是男孩, 如图 2。
■图 2 女性色盲与正常男性婚配后的遗传现象 结论:母亲为色盲,父亲色觉正常时,其子女中男孩全为色盲。
(3)当色盲的女子与色盲的男子婚配时,子女中得色盲的结果是女孩、 男孩全色盲,如图 3。
结论:父母均色盲,其子、女也均色盲。
(4)当色觉正常(色盲基因携带者)的女子与色盲的男子婚配时,其子 女中得色盲的结果,如图 4。
结论:母亲为色盲基因携带者,父亲为色盲时,其后代中 50%女孩、50
%男孩得色盲。 通过观察与自学,引导学生完成四个例题后,经讨论得出设疑的结论:
色盲基因位于 X 染色体上,Y 染色体没有它的等位基因;■图 4 女性携带者
与男性红绿色盲婚配后的遗传现象男性的色盲基因传给女孩而不传给其男 孩;女性色盲基因既传其男孩又传其女孩,但各占 50%。
3.分析综合
分析就是把事物的各种属性、各个部分分解,并加以分析思维的一种方 法。综合是将事物的各种属性、每一部分和方面,联合成整体进行考察的思 维方法。分析和综合是密切联系不可分割的。只有分析才能学得深入透彻, 只有综合才能透过现象看到本质。这一教学结构是思维的高级形式,是课堂 教学的关键,只有对教材进行认真分析比较,抽象概括后才能归纳出事物的 基本规律,即事物的共同属性。以便使学生学到的知识更加趋于系统化、条 理化。美国心理学家布鲁姆指出:“归纳可以简化学习,使同一类事物不必 从头学起”。分析、综合是在教师的引导下,师生共同进行的,但以教师为 主导的辩证思维活动。
从上述观察、自学的基础上,分析、综合出色盲遗传的基本规律是:
(1)表现 X 连锁,即色盲基因(b)位于 X 染色体上,Y 染色体上没有, 并随 X 染色体遗传给后代。
■(2)色盲遗传男性多于女性。因为女性基因有 3 种类型:XBXB、XBXb 和 XbXb,只有第三种才能表现出色盲,而男性 X 染色体上只要有色盲(b) 基因时,即表现色盲。
(3)表现隔代交叉遗传现象。即男子的色盲基因,通过女儿传给其外孙。
(4)男子的色盲基因只传女,不传男;而女子色盲基因既传女又传男(如 果女子为色盲基因携带者时,传给其男孩与女孩的可能性各占 50%)。
4.校正练习 校正就是校对和纠正学生所学知识中的错误概念和结论;练习是运用所
学知识中的概念和规律进行总结与提高的过程,这一程序是学生掌握知识的 重要环节。
学生理解了色盲基因遗传的规律后,并不等于全面的掌握。通过课后辅 导、批改作业和练习课的方式,可以及时校正学生中普遍出现的错误概念。 例如,当学生已初步理解和掌握了隐性伴性遗传病的基本特征与传递规
律之后,给学生布置这样两道练习题:
(1)果蝇灰身(Vg)对黑身(vg)为显性;红眼(W)对白眼(w)为显 性。后者属性连锁,现有如下杂交组合(VgvgWw×Vgvgw)求后代的基因型及 表现型。在学生的作业中发现的普遍性问题是将■(Vgvw g)这一亲本产生 的配子类型只归为两类,即(■Vgw、vgw),而不是四类■(VgXw、VgY、vgXw、 vgY),这样就失去了(VgY、vgY)两类配子,结果求出来的后代中只有雌果 蝇,而没有雄果蝇的错误结论。其错误的根本原因是只记住了隐性伴性遗传 具有 X 连锁,而忘记了 Y 染色体的存在。(2)有一对夫妇,男的为色盲而女 的为白化病,求其子女的基因型及表现型。这组题为两对相对性状杂交的基 因自由组合规律,但与上题不同的是其中一对相对性状(色盲、正常)为隐 性伴性遗传,而另一对相对性状(白化、正常)为隐性常染色体遗传,练习 中学生出现的普遍的错误在于将白化病遗传也作为隐性伴性遗传,这就出现 了 X 染色体上有两种基因的问题,这是初学者很容易出现的错误,只有在不 断校正练习的过程中,才能使学生真正做到概念、规律的融会贯通。
5.“过关”考核
“过关”即指单元练习时,使每个学生对本单元的知识都能正确的理解 与掌握,在校正、练习之后,进行单元测验,凡是做错的学生集中辅导,将 做错的问题,边批边改分别进行个别辅导和补差之后,再重复“过关”,要 求将错误的内容全部答对为止。考核是指期中和期末的正规考试。通过考核, 了解哪些知识点已被掌握,哪些知识点还没被理解,经过考试分析找出错误 的根本原因。
综上所述,我把整个教学过程的结构总结为图 5。
二、在生物教学中如何培养 学生的思维能力
思维能力,是智力的活动方式,是智力的核心。要运用和发展智力,就 必须启发学生的思维能力。学生的学习是一个艰苦的脑力劳动过程,是由不 知到知,由知少到知多的过程,是由具体思维(形象思维)上升到抽象思维
(辩证思维)的过程,其表现形式为由表象、联想和想象上升为比较、推理、 分析、综合、判断和概括的过程。
学习生物学知识,一种是在生活实践中,通过观察自然,认识自然的过 程获得感性知识,这是思维的起点。我在教学中利用课余时间带领学生到大 自然中去,到河北省的名山大川和自然保护区去观察植物形态、生活习性, 进行植被考查和群落、生态的调查,并采集各种动、植物制做标本,培养学 生的观察能力,使学生在认识自然的过程中开发学生的形象思维能力,但更 重要的还是在课堂教学中学习前人在长期实践中总结的各种概念、规律和理
论。因此,我在教学中,根据教材性质、学生认知水平,采用适当的教学方 法,引导学生从形象思维(低级的分析、综合)逐步提高到抽象思维(高级 的分析、综合)上来。
从生物学角度分析,人的抽象思维活动是通过语言、文字等第二信号的 刺激,在大脑皮层上建立的思维过程。
为了使学生更好地掌握生物科学的基本知识和基本概念,我在生物教学 中,采用比较、分析、综合、归纳、推理和判断等形式,引导和启发学生主 动、积极地学好知识。
(一)对比法教学 比较是把多种事物、现象加以对比,确定它们之间的相同点与区别点的
思维方式。任何学科的知识或事物之间总有相同的一面,也有不同的一面, 有比较才能有鉴别,只有通过比较才会认识事物的特征,才能加深对知识的 理解,揭示事物的本质特征。
我在教学过程中,采用的对比方法,是将同属于一章和同一类的知识加 以对比,新旧知识之间、理论与事物之间,通过对比,找出教材的内在联系
(共性),同时总结出它们之间的不同特征(特殊性)。
例 1 在讲高中生物新陈代谢的基本类型一节时,关于异化作用的两种呼 吸类型,我进行了需氧呼吸和厌氧呼吸的比较。如表 1 所示:■
(1)有氧呼吸
第一阶段:
■C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4H +少量能量(2ATP) 第二阶段:
■2C3H4O3+6H2O(利用 H2O 中的氧彻底分解)
■→2OH+6CO2↑+少量能量(2ATP) 第三阶段:
■24H+6O2→12H2O+大量能量(34ATP)
(2)无氧呼吸(厌氧呼吸) 第一阶段:
■C6H12O6(葡萄糖)→2 丙酮酸(2C3H4O3)+4H
+少量能量(2ATP) 第二阶段:
酶、无氧 2 酒精(2C2H5OH)+2CO2
■2 丙酮酸(2C3H4O3)→ 细胞质 2 乳酸(2C■3H6O3) 经过比较就可以总结出它们之间的相同点与不同点:(1)相同点:有氧
呼吸与无氧呼吸的第一阶段(糖酵解阶段)是完全相同的,即场所相同(都 是在细胞质中);条件相同(都在无游离氧参与时)和呼吸酶催化下完成的, 其产物也都相同,即都产生 2 分子丙酮酸(■2C3H4O3),放出少量的氢(4H) 和少量能量(2ATP)。由此分析出两种呼吸的第一阶段是场所相同、条件相 同和产物相同。可用下式表示:
■C6H12O6→2C3H4O3+4H+2ATP
(2)不同点:见表 2:
表 2 需氧呼吸和厌氧呼吸的区别 内容/类型/需氧呼吸/厌氧呼吸
发生部位/细胞质和线粒体/细胞质 游离氧参加/在第三阶段有游离氧参加/全过程都没有游离氧参加 释放能量/放能多(38ATP)/放能少 分解程度/有氧参加,分解彻底/无氧参加,分解不彻底 生成物/无机物,CO2 与 H2O/不彻底氧化物酒精(C2H5OH)乳酸(C3H6O3) 通过对比方法,容易使学生深刻理解两种呼吸的实质。
例 2 我在讲述细胞繁殖时,引导学生对三种分裂方式(无丝分裂、有丝 分裂和减数分裂)进行比较,特别是减数第一次分裂与有丝分裂的比较,清 晰地阐明了两者之间的本质,见表 3:
表 3 有丝分裂与减数第一次分裂的比较 分裂周期/异同点/有丝分裂/减数第一次分裂 间期/相同点/染色体复制,DNA 复制,有关蛋白质合成/与有丝分裂间期
相同
前期/相同点/染色质丝螺旋成染色体;纺锤丝出现形成纺锤体;核仁、 核膜解体/与有丝分裂相同
/不同点/同源染色体配对(联会)、四分体出现和染色单体的交叉现象 分裂周期/异同点/有丝分裂/减数第一次分裂 中期/相同点/纺锤丝可在显微镜下见到,染色体数目可数/与有丝分裂相
同
/不同点/纺锤丝连在染色体着丝点的两侧,染色体着丝点排在细胞中
央,形成赤道板/四分体排在细胞中央;纺锤丝连在一侧染色体的着丝点上 后期/相同点/纺锤丝向细胞两端收缩/与有丝分裂相同
/不同点/着丝点分裂;染色单体分离,形成两组染色体;染色体数目增
加一倍;两组染色体平分到细胞两极/着丝点不分裂同源染色体分开,分向细 胞两极染色体数目不加倍
末期/相同点/纺锤体消失核仁,核膜出现染色体解旋成染色质丝子细胞
形成/纺锤体消失;核膜出现;次级性母细胞产生
/不同点/染色体分散成染色质丝染色体平均分配;子细胞形成染色体数 目与母细胞相同(2n→2n)/染色体不分散成染色质丝同源染色体分离到两个 子细胞中染色体数目减半(2n→n)
通过上表的比较,对高中生物中既重点也是难点的减数分裂内容的分
析,建立以下概念:
(1)减数分裂是染色体减半的特殊有丝分裂过程。
(2)减数分裂中染色体数目减半是在减数第一次分裂时完成的,而减数 第二次分裂只是正常的有丝分裂过程。(3)减数分裂过程是染色体复制一次, 而细胞连续分裂两次的分裂过程。而有丝分裂只是一次分裂。(4)减数分裂 过程中,染色体数目减半的根本原因在于减数第一次分裂的前期中出现了同 源染色体的配对(联会)和四分体的现象。(5)减数分裂一般发生在性细胞 的形成过程中。而有丝分裂一般发生在体细胞形成的过程中。(二)抽象概 括法教学
抽象是将各种事物综合研究,得出本质的特征而舍弃非本质的思维过 程。概括是通过对比,把诸多研究对象的共同特征加以综合分析,抽出事物 的本质和规律性的思维过程。在教学中引导学生抽象概括,帮助学生从各知 识中总结出规律性的内容,使教学效果有很大的提高。
例如,我在讲授细胞核遗传中的基因分离规律和自由组合规律时,向学 生提出下列三个问题:
1.当性母细胞中具有一对等位基因时,这个细胞经减数分裂产生的配子 中,基因会有几种类型?(答案为 2 种,比例为 1∶1)在初学时,许多学生 均会得出正确的回答,但进一步分析其原理时,便会发现其推理过程却是错 误的,因为一个植物体产生的配子中基因类型也是两种,与一个细胞产生的 配子中基因类型的数目,正好互相吻合。
2.一个性母细胞中如果有两对等位基因独立分配时,这个细胞经减数分 裂产生的配子中基因有几种组合?(答案为 2 种,比例为 1∶1)因为一个细 胞在减数第一次分裂的中期,染色体只能有一种排列方式(而不是两种), 所以配子中基因的组合还是 2 种。而初学时,学生对此问题多数回答是错误 的(4 种,1∶1∶1∶1)。其错误的根本原因是将一个细胞与植物体在减数 分裂后,配子中的基因类型混为一谈。
3.一个性母细胞具有三对等位基因时,进行减数分裂产生的配子中基因 有几种组合?(答案为 2 种)由于有以上 2 个例子的抽象概括的思维活动, 学生很容易将一个细胞与植物体区别开来,所以立刻回答为 2 种。
以上三个例题主要是培养学生的抽象思维能力。用于鉴别一个性母细胞 与一个植物体内基因分离与自由组合的概念的区别。在以上三题的抽象思维 之后,我又将植物体性母细胞基因分离与基因自由组合规律加以概括。结果 见表 4:
表 4 杂合体细胞与杂合生物体减数分裂结果的比较
细胞内同源染色体数/配子中基因组合类型数 一个杂合体细胞,进行减数分裂时的变化/1 对/2 种
//2 对/2 种
//3 对/2 种
//“n”对/2 种
一个杂合生物体,进行减数分裂时的变化/1 对(D、d)/21=2(1∶1)
(D∶d)
//2 对(A、a 和 B、b)/22=4(1∶1∶1∶1)(AB、Ab、aB、ab)
//3 对(A、a、B、b 和 C、c)/23=8(1∶1∶1∶1∶1∶1∶1)(ABC、 ABc、AbC、Abc、aBC、aBc、abC、abc)
//“n”对/2n
(三)归纳法教学 归纳是从特殊到一般的思维方法。在学习中,学生掌握的知识,如一系
列的概念(公式、定理、法则、原理和规律)等必须从具体的概念中进行归 纳,从中发现其内在的、本质的知识,才能说完全彻底地掌握了某项知识。 例如,我在讲述基因三大规律时,应用染色体在减数分裂中的变化规律
进行归纳,统一讲述,学生比较容易真正理解这些知识。见表 5:
表 5 遗传三大基本规律内容的比较
遗传规律/等位基因/在染色体/细胞学/F■1 配子中
/的数目/上的位置/基础/基因类型与比例 基因分离规/一对等位/等位基因/同源染色体分/形成配子中有 律/基因/位于一对同/离(减数分裂第/两种基因类型(1
//源染色体上/一次分裂末期)/∶1)
基因自由组/两对和两/非等位基/非同源染色体/形成的配子 合规律/对以上等位/因在不同对/之间自由组合/中,有四种基因
/基因/同源染色体/(减数第一次分/类型(1∶1∶1∶
//上/裂中期,非同源/1)
///染色体自由排列/
///组合)/ 基因连锁与/两对和两/两对以上/连在一条染色/配子中只有两 互换规律/对以上等位/等位基因位/体上的基因不分/种基因类型,只(完
全连锁/基因/于一对同源/离,一起传递给/有亲本组合(1∶ 与不完全连/染色体上/后代/1),没有重组
锁)////
///四分体时期,/配子中形成四
///同源染色单体之/种基因类型(亲
///间发生了互换/组多,而重组少) 与此同时,我还将自由组合规律中不同对基因组合的变化,进行了归纳,
使学生从中发现其内在的联系,达到举一反三,灵活应用的目的。见表 6:
表 6 杂合体多对基因独立遗传时基因
对数与基因型和表现型的关系
基因对数/F■1 产生的不/F■2 表现/F■2 基因/F■1 产生雌雄配/F■2 表现型
/同配子种类/型种类/型种类/子的可能组合数/分离比例
1/2/2/3/4/(3∶1)■1
2/4/4/9/16/(3∶1)■2
3/8/8/27/64/(3∶1)■3
4/16/16/81/256/(3∶1)■4 n/2■n/2■n/3■n/4■n/(3∶1)■n(四)推理法教学 推理是利用已知的判断,推导出另一个判断的思维方法。
例如,1982 年高考试题中,有关测试学生的推导亲本基因型的试题,即
是考核学生推理思维的水平。 我对这种类型的试题,在授课中已经引导学生掌握了合理的推理方法,
所以高考成绩非常好。我是如何引导学生推理的呢?如下所述:
例题 已知番茄紫茎(A)对绿茎(a)为显性;缺刻叶(B)对马铃薯叶
(b)为显性,现有以下杂交组合结果: 亲本杂/紫茎、缺刻叶×绿茎、缺刻叶 交组合/
F■1 表现型/紫茎、缺刻叶/紫茎、马铃薯叶/绿茎、缺刻叶/绿茎、马铃 薯叶
比数/
/307/101/320/117 请推导出亲本的基因型,并写出推导过程。 我在教学中采用了三种推理思维的方法,即一题多解的方法,培养学生
的分析能力。 推理一:应用杂交组合中非等位基因的变化规律进行推理。根据凡是杂
交后代有性状分离或有隐性性状出现时,其亲本中的显性性状的基因型即可
判定为杂合型的原则,指导学生很快就可以将双亲基因型推导出来,因为试 题杂交后代中有紫茎与绿茎分离和缺刻叶与马铃薯叶的分离,所以亲本中的 显性性状为杂合型基因,隐性性状为纯合型基因。亲本的基因型:紫茎、缺 刻叶为 AaBb;绿茎、缺刻叶为 aaBb。
推理二:用数字比的方法推导。已知杂交后代中四种表现型比为 3∶1∶
3∶1。可以引导学生将复杂的自由组合规律分解,用分离规律解题(因为基 因自由组合规律,是在基因分离规律的基础上形成的)。从上述 F■1 四种表 现型中推导出,紫茎和绿茎的比例为(307+101)∶(320+117)=1∶1。由此 推导出亲本中的显性杂合体与隐性纯合体测交(杂交)结果为 1∶1,判断出 其亲本紫茎为杂合型(Aa)、绿茎为纯合型(aa)。
由此,再推导第二对相对性状时发现,缺刻叶与马铃薯叶的比为
(307+300)∶(101+117)=3∶1。由此结果推导出只有双亲均为显性杂合体 杂交,或显性杂合体自交,后代才会出现 3∶1 的结果。所以缺刻叶为 Bb。 推理三:根据后代杂交组合数,推导出双亲配子种类数,判断双亲基因 型。杂交后代的表现型之比(紫茎、缺刻叶:紫茎、马铃薯叶:绿茎、缺刻 叶:绿茎、马铃薯叶)为 3∶1∶3∶1,由此可以推导出,F■1 的杂交组合数
为 8 组,有两种可能:一种为(8∶1);另一种为(4∶2)。如果是 8∶1, 即一个亲本能产生 8 种配子;另一亲本产生 1 种配子组合数,因为原题给出 的条件是两对相对性状的杂交组合,所以显性杂合体不可能产生 8 种配子组 合,所以这一种假设是不能成立的。第二种假设为 4∶2,即一个杂合体亲本 产生四种配子组合;另一亲本产生两种配子组合。由此推理:紫茎、缺刻
(AaBb)产生的配子组合有四种,为 AB、Ab、aB、ab;绿茎、缺刻叶(aaBb)
产生的配子组合为 aB、ab 两种。结果得出了正确的答案。 上述比较法、抽象概括法、归纳法和推理法,这四种类型的思维方法是
密切联系,互相交织在一起的。在教学中根据教材的特点有所侧重地交互使
用或综合运用,可以培养提高学生的思维能力。
三、课堂教学中如何开发学生的智力
智力是由观察力、记忆力、想象力、思维力和注意力五种因素有机结合 构成的。观察力是在感知过程中以感知为基础形成的,观察力是智力的源泉, 是智力活动的开端;记忆是对事物在感知基础上的识记和保持,把有关事物 的知识、经验刻在头脑中。记忆包括两大类:有意记忆和无意记忆。记忆力 是智力活动的基础;想象是在现实事物的形象、表象的刺激作用下,在大脑 中重新配合,从而构成某种完全崭新的形象。想象力是创造性思维过程,想 象力是智力活动富有创造性的重要条件;思维是人脑对客观事物的概括认识 过程,是理解知识的必要心理因素。思维力是智力活动的核心;注意力是在 高度集中的条件下,将多种多样的信息输入大脑,经过选择、判断、去伪存 真的思维过程,注意力是智力活动的组织者和维持者。
智力与认识过程有关,但它并非认识过程的本身,只有保证有效的认识 活动,才能构成智力。智力的五种因素必须有机地结合才能发挥智力的完整、 独特的心理特征。所以,对于高智商的儿童,老师在授课时如果不注意开发 其智力,学生是不会表现得特别优秀的。因此智力是掌握知识的必备条件, 而知识又是发展智力的基础。智力的高低,不表现在知识本身,而表现在获 得知识过程中发展思维的动态活动之中。我在教学中遵循以下基本原则:
(一)激发学生强烈的求知欲,发挥学生的主动性原则
要提高学习效率,单纯靠延长学习时间,搞“题海战术”,不是开发学 生智力的好方法,只有激发学生的学习动机和强烈的求知欲,才能调动其学 习的积极性和主动性。我在教学中经常使用恰当的设疑和从错误的概念中求 真知等方法。
例如,在讲述基因连锁与互换规律时,通过基因自由组合的测交和基因 连锁遗传的测交的比较,引导学生分析完全连锁遗传规律的条件与特征,使 学生在错误的答案中掌握完全连锁遗传的实质与细胞学的基础。现在以两对 以上相对性状的杂合体与双隐性纯合体杂交(测交)为例来进行说明。
例 1 在学习了基因自由组合规律之后,我向学生提问黄色、圆粒豌豆
(YyRr)与绿色、皱粒豌豆(yyrr)杂交,将会产生什么样的后代?因为学 生已经掌握了自由组合规律的条件与细胞学基础,所以学生可以回答出正确 的答案来(见图 6)。■
例 2 灰身长翅雄果蝇(BbVv)与黑身残翅雌果蝇(bbvv)杂交,F■1 的结果如何?多数学生在初学时,会按自由组合规律推得出以下错误答案(见 图 7)。■
图 7 果蝇两对性状杂交的后代表现 这时,老师提出按摩尔根及其学生所做的试验结果,没有出现重组类型
(即没有灰身残翅和黑身长翅果蝇的存在),如图 8 所示。■
图 8 灰身长翅雄果蝇与黑身残翅雌果蝇杂交的后代表现 这时学生会立刻产生了解其发生错误的根本原因的欲望。如果教师直接
教给学生正确答题,就不会有这种效果,失去了培养学生积极思维的机会,
整节课为失败课,而我抓住时机,又给学生提出了以下三道思考题:(1)测 交后代表现型为什么没有重组性状?(2)雄性灰身长翅果蝇(BbVv)产生了 几种基因型的配子?(3)说明 Bb、Vv 这两对等位基因在染色体上处于什么 样的位置?
通过上述三个思考题,可以启发学生发现问题,抓住事物的本质,找出
错误结论的焦点,从而引导学生: 首先,考虑没有重组性状,说明在灰身、长翅(BbVv)产生的配子中没
有出现 Bv、bV 这两种基因组合。所以在后代中才没有出现重组性状(即灰身、
残翅和黑身、长翅); 其次,引导学生分析,灰身、长翅(BbVv)雄果蝇没有产生 Bv、bV 两组
配子类型的原因,推导出此类遗传与基因定位和基因自由组合规律不相吻
合;
第三,引导学生分析,基因自由组合规律的条件是:两对以上相对性状 杂交,不同对等位基因,位于非同源染色体上。所以黄色、圆粒豌豆基因型
(YyRr)在细胞内的存在,分别位于不同对的同源染色体上。因此配子中等 位基因分离,非等位基因自由组合,配子中才能产生四种类型的基因(YR、 Yr、yR、yr)。
由此说明,雄性灰身、长翅(BbVv)这两对等位基因在染色体上的存在 形式与黄色、圆粒豌豆(YyRr)不同;
第四,引导学生分析,雄性灰身、长翅果蝇(BbVv)这两对等位基因, 通过上述证明不在非同源染色体上,应该在什么位置?
这样学生才会推导出雄果蝇 Bb、Vv 这两对等位基因只能位于一对同源染 色体■上的结论。所以雌性黑身残翅(bb、vv)也位于同一对同源染色体上
即■。由此推理,在一条染色体上的 Bv 与 bv 在减数分裂时不分离,而是连 在一起分配到配子中去,所以配子中只有 BV 与 bv 两种亲本组合,而不会出 现 Bv 与 bV 这两种重组配子。由此推理出在 F■1 中没有灰身、残翅和黑身、 长翅两种重组性状的正确结论。
(二)利用知识的系统性,进行循序渐进的教学原则 例如,绿色植物光合作用过程这一内容我是分为三节课来讲述的,按着
知识的内在联系及新旧知识的结合,由浅入深,由表及里,达到建立抽象概 念、开发学生智力的效果。
光合作用已研究了 200 多年,特别是近 50 年来有了重大的突破,但至今 仍未完全搞清光合作用的机理。在学习过程中,学生需要掌握一系列的生化 知识,所以讲起来困难很大,难点很多。我是如何讲授的呢?可分为三个部 分:其一,是利用初中已掌握的光合作用的场所、条件、反应物、生成物等 知识,进行复习;其二,是将已学过的有关叶绿体的结构、光合酶的位置、 吸光色素的种类、存在位置和吸收什么光谱等知识串联起来,作为引言;其 三,是讲授光合作用的全过程。采用以上三节课完成光合作用过程的讲授任 务。
1.第一节课:通过四组演示实验,复习初中已学过的旧知识 第一组演示实验,证明光合作用的场所是叶肉细胞中的叶绿体。教师从
银边吊兰上摘取一片叶,经酒精提取叶绿素后,向白色叶片上滴加碘酒。结
果,银边部分不变蓝,而绿色部分变成了蓝色。根据这两种现象,启发学生 分析产生这两种现象的原因。在教师的引导下,学生得出较正确的答案:银 边吊兰的银边部分叶肉细胞的质体中,缺乏叶绿素,不能进行正常的光合作 用,不能产生淀粉,所以遇碘不变蓝;绿色部分能进行正常的光合作用,产 生了淀粉,遇碘变蓝了。由此学生总结出光合作用的场所是叶绿体,吸收光 的主要物质是叶绿素。
第二组演示实验,证明光能是光合作用的必要条件。教师取出两盆天竺
葵,一盆用黑色纸盒遮住光(告诉学生已经“饥饿”了三天),另一盆是正 常光照下的天竺葵,这时问学生从这两盆天竺葵上各取一片叶,分别进行酒 精脱叶绿素和滴加碘的实验,将获得什么结果?学生利用这一演示实验的知 识,很快就能总结出光合作用的必要条件是光。
第三组演示实验,是验证光合作用有氧气放出。教师用课前就摄制好的
录像带,通过电教媒体进行演示,展示出两个大小相同的、密闭的玻璃钟罩, 一个放一只小白鼠,另一个除了有白鼠,还放一盆天竺葵。请同学仔细观察 其结果。一段时间之后,单放有白鼠的钟罩内的小白鼠,开始呼吸困难,逐 渐窒息死亡;另一钟罩内的小白鼠,生活自如。请同学分析上述现象产生的 原因。经过思考,得出的结论是:不放天竺葵的钟罩内的小白鼠,因将罩内 氧气耗尽而窒息死亡。放有天竺葵的钟罩内的小白鼠呼出的 CO■2 气体,成 为供天竺葵光合作用的原料,而光合作用释放氧气,又供白鼠呼吸,达到了 O■2 与 CO■2 的相对平衡,所以白鼠正常生活。
第四组演示实验,是证明光合作用必须有 CO■2 作为原料。教师又取出 另外两个密闭的玻璃钟罩,一个里面放有天竺葵和 NaOH 溶液,另一个只放有 一株天竺葵。一段时间之后,各取一片叶,分别进行酒精脱叶绿素和滴加碘 酒实验。结果放有 NaOH 溶液的天竺葵叶片不变蓝,而另一叶片变成蓝色。根 据上述现象,启发学生分析其原因。证明了 NaOH 溶液吸收了钟罩中的 CO■2