您当前的位置:首页 > 论文范文 > 教育论文 > 教学反思论文 > 正文

《基因对基因的控制》课程的论证式教学设计

  摘要通过设置问题情境引导学生判断主张、寻找事实与证据、科学推理及探究学习,论证主张“基因决定生物性状”的正确性,采用小组合作学习尝试建构“中心法则”模型,训练科学思维,形成生命观念,提升生物学核心素养。

  关键词论证式教学中心法则科学论证基因对性状的控制高中生物学

《基因对基因的控制》课程的论证式教学设计

  1教材分析及设计思路

  本节课为人教版高中生物学教材必修2第4章第2节,在新课标中的大概念是“遗传信息控制生物性状,并代代相传”,重要概念是“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上”[1]。教材是在前三章阐明基因在哪和基因是什么的基础上,进一步研究基因是如何起作用的。学生需用物质观、信息观、结构与功能观等生命观念来认识基因对性状的控制。这有助于更深入地理解遗传的基本规律,在分子水平上认识遗传物质对性状的控制,解释生物多样性的内因。

  高一学生科学思维和科学探究能力已有一定发展,但分析思维的目的性、连续性和逻辑性尚不完善,对探索科学的过程与方法以及得出结论缺乏理性思考。本节课学生是在学习转录和翻译基础上进一步学习基因对性状的控制,学生也已知基因与染色体、DNA、遗传信息的关系,具有一定基础。本节课采用自主探究、小组合作及论证探究的方式开展学习。学生在学会生物学知识的同时体验实践探究过程,形成正确的科学思维方式和习惯。

  新课标要求创造条件让学生参与调查、观察、实验和制作等活动,引导学生从生活与实践中发现问题,学习有关概念、原理、规律和模型建构,应用相关知识分析和解决实际问题。因此,在利用罂粟图片创设情境后,首先引导学生开展思维活动,论证探究生物性状是否只受基因决定;随后通过设置问题情境引导学生寻找事实和证据、科学推理、发表论证及质疑主张,小组合作尝试建构遗传信息传递的“中心法则”模型,完成知识梳理和概念建构,理解本课内容所聚焦的大概念;最后通过改良罂粟植物品种等社会议题的讨论,引导学生分析和解决现实生活中的生物学问题,呼应上课伊始创设的有关罂粟的情境,以提高社会责任意识(电子资源)。

  2教学目标

  基于课程标准的内容要求、学业要求及学业质量标准并围绕培养学生核心素养的要求,制订了如下教学目标:

  (1)通过论证学习,能说出基因对性状控制的两条途径及其原因。

  (2)通过实例分析,感受基因对性状控制的复杂

  再次设问:你认为要使嫁接成功其关键因素是什么?基于学生对植物生长所需条件的知识,及刚才那位学生对嫁接过程的演示,师生共同讨论后给出答案:Ⓒ嫁接时,应使接穗与砧木的形成层紧密结合在一起,以确保接穗成活;Ⓒ嫁接后,应注意其环境条件,例如:植株要放在阴凉处,不要浇水;注意施肥、杀虫,关注光照、水分、温度等环境条件。

  设计意图:通过交流总结培养学生的口头表达能力,在表达中厘清思路脉络,将教材的理论知识运用到生活中来,培养学生热爱大自然的情怀,关注与生物学有关的社会问题,提高社会责任感。

  3.5拓展训练,给学生动手创新的空间通过前面的学习,学生对无性生殖的过程有了理论上的了解,理论知识一定要经过动手实践来检验,因此设置本节课的作业:每位学生回家后,选择一株植物进行一次嫁接操作,并用手机拍照后传到班级的QQ群里进行分享。

  此外,要求学生课后自学第8页的“科学•技术•社会”,了解植物的组织培养等方面的科研新技术。

  设计意图:本节课的内容较多,很难用一个课时完成,需要学生提前或课后继续开展相关的动手实践。但多数教师平时的教学一直忽视课外实验的拓展,因为难以监控和评价。课后让学生自己动手操作,使学生的动手能力、思考能力、观察能力得到进一步巩固,将嫁接等概念性知识内化为学生自己的认知结构。

  4教学反思

  本节课教学以“原有认知、动手实践、交流讨论、提升认知、拓展创新”为主线逐步推进,使交流讨论与动手实践有机结合。让学生在生活中学习生物学知识,在动手实践中体验,在体验中深度思考,享受学习活动带来的快乐,从而懂得生活即课堂的道理。通过交流讨论、拓展创新等科学探究活动的开展,给学生更多的选择空间,从而达成提升学生的探究能力这个教学目标性并解释相关生物学问题。

  (3)通过活动建构遗传信息传递模型,认同科学是在不断发展和修正的。

  3教学过程

  本节课采用“情境—问题—活动”为主线来开展探究学习活动[2]。引导学生在真实情境中解决问题,自主或合作地开展探究活动,深刻理解和应用生物学重要概念,发展生物学核心素养。

  3.1创设情境,激发兴趣———借助罂粟案例引入探究主题情境与主张判断:教师展示美丽罂粟花和警察铲除结有果实的大片罂粟植株的两张图,让学生判断“基因决定生物性状”主张的正确性?活动:课前先在黑板边缘写出本课学习目标,创设情境后让学生判断“基因决定生物性状”的正确性,然后自主与小组合作探究学习,寻找作出判断的事实与证据。

  设计意图:课前板书“学习目标”是为了让学生明确这堂课所要学习的内容、要求及达标情况,使学习目标的定标作用显性化及实现对整节课“教—学—评”的一致性。以罂粟案例作为导入和教学主线,具有时间短、契合度高、趣味性强、效果好等特点。

  3.2收集证据,科学论证———论证“基因决定生物性

  状”主张的正确性活动:小组讨论基因对性状控制的3个实例:豌豆粒形、人白化病和囊性纤维病。尝试归纳这三种性状是直接还是间接决定类型?并说出归类依据。学生通过讨论得出结论:囊性纤维病是因为基因突变直接影响了生物体的结构蛋白而改变性状,属于直接决定类型。豌豆粒形和人白化病则是因为基因突变影响了酶的正常合成和代谢,进而改变了生物性状,属于间接决定类型。接着引导学生进一步质疑“基因决定生物性状”主张的正确性,引出决定生物性状的因素除了基因型外还有环境的影响。

  设计意图:在自主合作探究学习基础上,通过寻找事实和证据、推理和质疑等过程论证“基因决定生物性状”主张的正确性,体现学生为主体的深度学习,提升学生科学分析、质疑及评价能力。

  3.3案例分析,巩固提升———分析“罂粟毒品”类型及

  环境的影响例子问题:ⒸPPT展示和分析罂粟毒品是属于上述二类中的哪一类型?并说出归类事实和依据。Ⓒ提出生物性状的决定与环境有关的例子?并寻找相关事实与证据。活动:学生从PPT和教材内外获取事实与证据,通过思考、讨论和表达,学生分析毒品是生物碱,是由基因控制酶的合成,进而影响代谢途径产生的;学生在寻找事实与证据时,除了归纳教材中水毛茛、果蝇残翅、人身高例子外,还举出了同卵双胞胎等例子。最后,教师引导学生归纳基因对性状控制的复杂性和表现型是由基因型和环境共同决定的机理。

  设计意图:通过教材内外的实例分析和讨论,引导学生基于事实和证据,采用恰当的科学思维和推理方法进一步明确基因控制生物性状的两种类型,让学生在探究中发现问题、分析解决问题、补充事实与证据。学生通过归纳比较和案例分析,提升了对“基因对性状的控制”概念的理解,也为接下来进行模型建构做好铺垫。

  3.4模型建构,内化概念———建构“中心法则”模型

  情境:课件展现某知名艺人父子合照。问题:认识照片中的两人吗?他们为何长得如此相似?能否用本节课所学概念进行解释?请用遗传信息的传递与表达相关知识,尝试建构细胞生物的“中心法则”(即克里克中心法则)模型。活动:学生从基因控制性状的角度分析案例,以小组为单位建构细胞生物的“中心法则”模型。其中一组展示员将建构的细胞生物的“中心法则”模型写到黑板上,其他组的模型用希沃授课助手上传至电脑屏幕供大家评价。教学初期,教师发现各小组均把细胞生物的“中心法则”写成了生物界的“中心法则”模型,随即引导学生再次尝试、纠错,进一步完善了生物界的“中心法则”模型。学生用专业术语对建构的概念模型进行表达并阐明其内涵,组间互评,体会新知,内化概念。

  设计意图:让学生参与“中心法则”的板书书写,可作为教学评价和纠错的资源,达到师生共同建构概念模型的目的。学生尝试、纠错和完善模型的过程能使其深刻体会课堂专注的重要性,也体现了以学定教、动态生成、深度学习的新课程理念。

  3.5拓展提升,责任担当———讨论改良罂粟植物品种等社会议题问题:Ⓒ能否将罂粟改造为只供观赏而不产毒品的新品种呢?Ⓒ政府部门能允许培育这一新品种吗?活动:结合本节课所学知识,小组讨论改良罂粟品种的多种可能,并说出理由和作出评价;从监管部门角度出发思考罂粟品种改良的难处和不利后果。部分学生提出通过基因工程来培育新品种的设想,但如果有人将经基因改良的只观赏不产毒品植株和正常毒品植株混合种植,就会给政府的鉴别和管理带来一定困难,学生各抒己见,教师作正面引导。对照学习目标,通过提问或测标题检查本节课的学习是否达标,并做适当的补标教学,强调本节课需要注意的问题。

  设计意图:小组讨论罂粟新品种的改良议题,让学生深度思考、学以致用并拓展提升,渗透社会责任教育,培养实践探究能力和社会责任感。与课始创设的情境做首尾呼应,也使学生始终浸润在同一教学主题中,对照学习目标,时刻检查和评价本节课学习目标的达成情况。

  3.6教学评价教学评价主要包括学生生命观念形

  成、科学思维发展、科学探究能力提升、社会责任渗透等四个方面的学科核心素养达成,关注教学评价目标和学习目标之间的相关性,体现“教—学—评”一致的策略,并帮助学生认识自我、建立自信、改进学习方式。具体教学评价目标设计如下:

  4教学反思

  本节课,教师首先创设真实情境,提供必要的学习资源,让学生开展小组合作与探究学习。在寻找相关事实证据过程中,学生容易缺少事实、证据和推理解释过程,从而影响对概念性知识和科学本质的深入理解。因此,需要通过论证和建模学习将生物学观点与证据相互引证,用科学思维方式解决问题,鼓励学生大胆质疑与反驳,使主张不断得到修正与完善。学生的逻辑思维和批判性思维能力也能得到有效提升。再通过学以致用问题情境的应用学习,提升学生的认知水平、训练科学思维及关键能力,建立生命观念,渗透社会责任教育。

  另外,学习目标的显性化对学生学习和教学评价的指向性、学习动力的促进性、以及“教—学—评”的一致性等方面的定标、施标、达标检测也起着重要作用。教师可在课堂上尝试进行。

  主要参考文献

  [1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准2017版[M].北京:人民教育出版社,2018.

  [2]周初霞.聚焦生物学重要概念的单元整体教学设计实践研究[J].生物学教学,2019,44(4):7-10.?

作者:赵沛荣,张志祥 单位:浙江省宁波市鄞州中学,浙江省宁波市惠贞书院