刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277
历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979
《遗传与进化》模块中核心概念及科学史例析
【作者】 王明勇 周 丽 潘自勤
【机构】 贵州省贵定县第一中学 贵州省黔南州教育局教科所
【摘要】【关键词】
【正文】 摘 要:通过对高中生物教材旧版本和新版本中《遗传与进化》模块的分析让学生及老师们在学习和教学过程中对更新知识点和相同知识点有足够的了解。旨在提高老师和同学对新课改教材的适应力,更好的对新课改教材有充分的认知和掌握以更有效的促进课堂教学。
关键词:生物 遗传与进化 例析 核心概念 科学史
高中生物学科必修(2)《遗传与进化》模块与前两套教材中相关章节内容相比,无论从编写思想、编写理念、编写的前瞻性、素材的收集,编写方法等上均有了较大的改变,从某种程度上说是颠覆性的。刚接触到这一套教材时,感觉有诸多的不适应,有的学校为此还换了教材。习惯了过去,就很难适应将来;用顺手的东西谁都舍不得扔,这是惯性使然。因为谁也没想过,我们用了多年的教材会变,而且变得这样面目全非。
在认真思考和总结教学过程中的章法零乱、不得要领后,备课组对新教材做了新的定位——重新认识新教材,须调整授课思维,更新授课方法,备课时不再与人教版的教材相比。大脑中固有的思维等到了化解,少了许多羁绊。
把我们在讲授《遗传与进化》过程中遇到的一些问题和应对的方法和大家交流一下,希望能达到抛砖引玉的效果。
1、对教材中新概念的处理
在授课过程中,总会发现有大量的定义、概念是以住不曾接触过或接触得很少,如:微粒(芽球)、三联体密码、次缢痕、随体、启动子、无意义链、终止序列、RNA的发夹结构、基因型的纯化,性反转、染色体组型、微效基因、遗传漂变、基因流动、适合度、分歧进化、趋同进化、限性遗传、聚合酶链式反应、前体信使RNA、间断平衡理论,它们在教材中有的只做了简单的讲解,如RNA的发夹结构、性反转等;有的只以概念的形式出现,如适合度等。
为了培养学生学习的主动性,我们把每一章节中出现的生僻概念、定义都做了相应的梳理和总结,在课前学案中发给学生,让学生预习新课时便于查阅。
2、对课后阅读材料的处理
教材中,有较多知识与大学课程衔接紧密,有的甚至就是大学内容,这让欠缺生物学背景知识的学生学起来和听起来就晦涩难懂,课堂上常出现难学,难教的局面。例如1,第4章遗传信息传递规律,第2节基因的分离规律的“开阔眼界”中讲到“控制人类血型的复等位基因”它举了人类A、B、O血型的复等位现象,它们间的关系除了正常的显隐关系外,还有共显性(并显性)的关系,这就必须让学生明白,生物的性状不仅只有非显即隐,或非隐即显的关系,还存在共显(并显)的关系,在让学生了解了AB血型为共显性外,授课中我们还拓展了MN血型的共显性现象和瓢虫色斑的镶嵌显性现象。
例如2,在第2节基因的自由组合规律的“开阔眼界”中讲到的“生物体的每一个性状都只由一对基因决定吗?”讲到了鸡冠基因(9:3:3:1)的互作现象,实验表明,鸡冠的形状是受非同源染色体上的两对基因控制的,鸡冠的不同性状是受不同基因相互作用的结果。据此,有的学生就会提出疑问,基因互作除了这种现象外,还有没有其它的情况?这就引发了我们对相关问题的拓展,列举了基因(9:7)的互补效应、(13:3)的抑制效应、(9:3:4)的隐性基因上位效应、(12:3:1)的显性基因上位效应及(15:1)的叠加效应。遗传学两大规律学习,既是重点,更是难点,必要且务实的拓宽和加深不仅能提高学生的应试能力,更重要的是让学生的遗传学知识体系更加完善化、系统化。例如2008年高考(宁夏卷)生物部分的第29题第I题:
I.某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时,植株开紫花,其他情况开白花。请回答:
开紫花植株的基因型有_______种,其中基因型是________的紫花植株自交,子代表现为紫花植株:白花植株=9:7。基因型为________和_________紫花植株各自自交,子代表现为紫花植株:白花植株=3:1。基因型为_________紫花植株自交,子代全部表现为紫花植株。
把这题作为例题给学生做,题目看起来似乎简单,不就是基因自由组合规律9:3:3:1的拓展吗?但很多同学不敢动笔,他们不知道9:7的基因互补效应,虽然题目已说得很明白“两显性基因存在时,植株开紫花,其他情况开白花。”这时,知识面的匮乏制约了他们的手脚,理论知识的欠扎实束缚了他们的思维,这就造成了大部分同学的留白。结合上面“基因互作”的拓展,不仅弥补了学生遗传学知识的不足,更延伸了他们的思维空间。
3、注重对“科学发展史”学习的引导和启发
学习每一章的“科学发展历程”,目的是帮助学生梳理该章涉及的知识体系和脉络,学生学完每一章后,若老师再问,这一章主要学了那些起内容,没有那一位同学能说得完整的,说得都很零散,线条感不强。掌握了每一章的知识脉络,就掌握了该章的骨架,有了骨架,想让他丰满就容易多了。如第一章人类探索遗传物质的历程
知识脉络:
早期的“神创论”、“聪明天生论”、“融合论”、“人种优劣论”等;
1941年,达尔文, 泛生论;
1885年,魏斯曼,种质论;
1865年,孟德尔,遗传因子假说;
1926年,摩尔根,基因论;
1953年,沃森、克里克,DNA分子双螺旋结构模型确立;
20世纪60年代,尼伦伯格、霍拉纳,破解遗传密码;
20世纪70年代,基因工程诞生;
21世纪,“人类基因组计划”。
这一章篇幅较少,但涵盖的内容很多,在讲授时,我们把每一历史阶段的代表人物,重大的科学事件都与后面所要讲到的知识章节联系起来,如
“孟德尔的遗传因子假说”与第4章遗传信息的传递规律联系;
“沃森、克里克,DNA分子双螺旋结构模型确立”,“尼伦伯格、霍拉纳,破解遗传密码”与第2章遗传信息传递的结构基础、第3章遗传信息的复制与表达联系;
“基因工程”与第5章遗传信息的改变、第6章遗传信息的有害变异——人类遗传病联系;
“达尔文,泛生论”、“魏斯曼,种质论”与第7章生物的进化联系。
帮助学生搭建了这样的知识脉络框架,并在后面相关的章节学习中不断的强调、巩固和梳理,学习时就会有的放矢,思路清晰,脉络清楚了,复习时效果较佳。
4、及时修改教材中出现的一些错误
一本新的教材出现一些错误和不足我认为是可以理解的,修润它、更新它、完善它,它就会变得更好,关键是我们有了新的知识高度,有了新的授课理念,有了新的知识体系,这才是最大的收获。
教材中出现的错误1:第2章遗传信息传递的结构基础第一节染色体是遗传信息的载体第二部分染色体在减数分裂中的行为中的数据分析即图2-19 生物世代传递中染色体和DNA含量的变化,图中受精阶段染色体数和DNA数不应还是N,而是2N。
错误2:第3章遗传信息的复制与表达,第一节遗传信息的复制,开阔眼界讲到PCR技术快速检测SARS,其中一段讲到“......令人欣慰的是,科学家利用PCR技术,很快便使SARS病毒现了形,获得了病毒的DNA序列。”SARS病毒即我们熟知的非典病毒,它是RNA病毒,它的基因组RNA自身可以发挥翻译模板作用,而省去了RNA-DNA-RNA的转录过程,即逆转录过程,说明不会有DNA产生,也就不会检测出其的DNA序列。
错误3:孟德尔选用豌豆开始进行实验的时间有误,第一章人类探索遗传物质的历程,孟德尔的遗传因子假说,第二段“从1858年开始,孟德尔选用了34个品种豌豆,进行了8年的杂交实验........”;第4章遗传信息的传递规律,科学发展历程,第二句话“从1856年开始,孟德尔通过8年的豌豆杂交实验,提出了‘遗传因子’的概念。”考证后,孟德尔开始豌豆杂交实验的时间应是从1856年开始。
建议1:DNA的聚合酶链式反应,不应放在第3章遗传信息的表达与复制中来讲,放在这来讲,显得有点突兀,因为点到为止式的知识点拓展,反而让学生更觉云山雾罩,建议把它放到第5章基因重组,基因工程或另一个模块中讲,或以资料形式详细讲解。
............................
5、新课程对教师提出的要求
新课程在课程内容的选择上,突出强调了时代性、基础性、选择性,使得高中生物课程内容发生了很大变化,许多生命科学的新成就进入了学生的视野[1]。
1)在教师本体知识上的要求
现在我们所学的高中生物学课程,其内容深度和广度都前进一大步。分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境等必修模块的内容,是生物科学的核心内容,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[2]。其中许多新内容的加入,使得高中生物课程更能反映当代发展的生物科学的核心内容;同时也对老师提出了更高的要求,甚至是在生物学本体知识上的要求。
2)对课程理解上的要求
以前生物教师一直是以教学大纲为基准来组织教学,现了课程标准成了教学的基准,它只对相关内容提出了最基本的要求,相对来说具有一定的韧性,在增加了老师根据实际情况组织教学的自由的同时也增加了老师把握教学要求的难度。我们已很熟悉并习惯于体系化的教科书,对模块化的教科书了解不多,这个转变过程,需要大家一同去探索。
3)对教学方式转变的要求
教学方式很多,但讲授式的教学是高中教学的一种常见形式,它在某种情境中无疑是合理的和适用的。但是,学习是学生主动求知的过程,教学则应当是教师为学生的学习构建一个好的学习环境并给予恰当指导的过程。显然,我们需要采取多样的教学方式,才能调动学生主动求知的积极性,也才能使学生真正理解生物科学的本质,提升学生的生物科学素养[3]。
4)对教师自身发展的要求
新课程的实施,需要有丰富的课程资源支撑。相对于其他学科而言,在课程资源方面,生物学科还存在一定的距离。在没有课程资源或较少的情况下,需要我们自己进行课程资源的开发和建设,创造性地利用各种课程资源,积极做到边学习、边开发、边进步的提升自我。
参考文献:
1.中华人民共和国教育部,普通高中生物课程标准.北京:人民教育出版社.2003.
2.刘恩山.中学生物学教学论.北京:高等教育出版社,2003.
3.刘妍.新课程理念下有效教学的理性思考[J].现代教育科学,2009年第02期.
关键词:生物 遗传与进化 例析 核心概念 科学史
高中生物学科必修(2)《遗传与进化》模块与前两套教材中相关章节内容相比,无论从编写思想、编写理念、编写的前瞻性、素材的收集,编写方法等上均有了较大的改变,从某种程度上说是颠覆性的。刚接触到这一套教材时,感觉有诸多的不适应,有的学校为此还换了教材。习惯了过去,就很难适应将来;用顺手的东西谁都舍不得扔,这是惯性使然。因为谁也没想过,我们用了多年的教材会变,而且变得这样面目全非。
在认真思考和总结教学过程中的章法零乱、不得要领后,备课组对新教材做了新的定位——重新认识新教材,须调整授课思维,更新授课方法,备课时不再与人教版的教材相比。大脑中固有的思维等到了化解,少了许多羁绊。
把我们在讲授《遗传与进化》过程中遇到的一些问题和应对的方法和大家交流一下,希望能达到抛砖引玉的效果。
1、对教材中新概念的处理
在授课过程中,总会发现有大量的定义、概念是以住不曾接触过或接触得很少,如:微粒(芽球)、三联体密码、次缢痕、随体、启动子、无意义链、终止序列、RNA的发夹结构、基因型的纯化,性反转、染色体组型、微效基因、遗传漂变、基因流动、适合度、分歧进化、趋同进化、限性遗传、聚合酶链式反应、前体信使RNA、间断平衡理论,它们在教材中有的只做了简单的讲解,如RNA的发夹结构、性反转等;有的只以概念的形式出现,如适合度等。
为了培养学生学习的主动性,我们把每一章节中出现的生僻概念、定义都做了相应的梳理和总结,在课前学案中发给学生,让学生预习新课时便于查阅。
2、对课后阅读材料的处理
教材中,有较多知识与大学课程衔接紧密,有的甚至就是大学内容,这让欠缺生物学背景知识的学生学起来和听起来就晦涩难懂,课堂上常出现难学,难教的局面。例如1,第4章遗传信息传递规律,第2节基因的分离规律的“开阔眼界”中讲到“控制人类血型的复等位基因”它举了人类A、B、O血型的复等位现象,它们间的关系除了正常的显隐关系外,还有共显性(并显性)的关系,这就必须让学生明白,生物的性状不仅只有非显即隐,或非隐即显的关系,还存在共显(并显)的关系,在让学生了解了AB血型为共显性外,授课中我们还拓展了MN血型的共显性现象和瓢虫色斑的镶嵌显性现象。
例如2,在第2节基因的自由组合规律的“开阔眼界”中讲到的“生物体的每一个性状都只由一对基因决定吗?”讲到了鸡冠基因(9:3:3:1)的互作现象,实验表明,鸡冠的形状是受非同源染色体上的两对基因控制的,鸡冠的不同性状是受不同基因相互作用的结果。据此,有的学生就会提出疑问,基因互作除了这种现象外,还有没有其它的情况?这就引发了我们对相关问题的拓展,列举了基因(9:7)的互补效应、(13:3)的抑制效应、(9:3:4)的隐性基因上位效应、(12:3:1)的显性基因上位效应及(15:1)的叠加效应。遗传学两大规律学习,既是重点,更是难点,必要且务实的拓宽和加深不仅能提高学生的应试能力,更重要的是让学生的遗传学知识体系更加完善化、系统化。例如2008年高考(宁夏卷)生物部分的第29题第I题:
I.某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时,植株开紫花,其他情况开白花。请回答:
开紫花植株的基因型有_______种,其中基因型是________的紫花植株自交,子代表现为紫花植株:白花植株=9:7。基因型为________和_________紫花植株各自自交,子代表现为紫花植株:白花植株=3:1。基因型为_________紫花植株自交,子代全部表现为紫花植株。
把这题作为例题给学生做,题目看起来似乎简单,不就是基因自由组合规律9:3:3:1的拓展吗?但很多同学不敢动笔,他们不知道9:7的基因互补效应,虽然题目已说得很明白“两显性基因存在时,植株开紫花,其他情况开白花。”这时,知识面的匮乏制约了他们的手脚,理论知识的欠扎实束缚了他们的思维,这就造成了大部分同学的留白。结合上面“基因互作”的拓展,不仅弥补了学生遗传学知识的不足,更延伸了他们的思维空间。
3、注重对“科学发展史”学习的引导和启发
学习每一章的“科学发展历程”,目的是帮助学生梳理该章涉及的知识体系和脉络,学生学完每一章后,若老师再问,这一章主要学了那些起内容,没有那一位同学能说得完整的,说得都很零散,线条感不强。掌握了每一章的知识脉络,就掌握了该章的骨架,有了骨架,想让他丰满就容易多了。如第一章人类探索遗传物质的历程
知识脉络:
早期的“神创论”、“聪明天生论”、“融合论”、“人种优劣论”等;
1941年,达尔文, 泛生论;
1885年,魏斯曼,种质论;
1865年,孟德尔,遗传因子假说;
1926年,摩尔根,基因论;
1953年,沃森、克里克,DNA分子双螺旋结构模型确立;
20世纪60年代,尼伦伯格、霍拉纳,破解遗传密码;
20世纪70年代,基因工程诞生;
21世纪,“人类基因组计划”。
这一章篇幅较少,但涵盖的内容很多,在讲授时,我们把每一历史阶段的代表人物,重大的科学事件都与后面所要讲到的知识章节联系起来,如
“孟德尔的遗传因子假说”与第4章遗传信息的传递规律联系;
“沃森、克里克,DNA分子双螺旋结构模型确立”,“尼伦伯格、霍拉纳,破解遗传密码”与第2章遗传信息传递的结构基础、第3章遗传信息的复制与表达联系;
“基因工程”与第5章遗传信息的改变、第6章遗传信息的有害变异——人类遗传病联系;
“达尔文,泛生论”、“魏斯曼,种质论”与第7章生物的进化联系。
帮助学生搭建了这样的知识脉络框架,并在后面相关的章节学习中不断的强调、巩固和梳理,学习时就会有的放矢,思路清晰,脉络清楚了,复习时效果较佳。
4、及时修改教材中出现的一些错误
一本新的教材出现一些错误和不足我认为是可以理解的,修润它、更新它、完善它,它就会变得更好,关键是我们有了新的知识高度,有了新的授课理念,有了新的知识体系,这才是最大的收获。
教材中出现的错误1:第2章遗传信息传递的结构基础第一节染色体是遗传信息的载体第二部分染色体在减数分裂中的行为中的数据分析即图2-19 生物世代传递中染色体和DNA含量的变化,图中受精阶段染色体数和DNA数不应还是N,而是2N。
错误2:第3章遗传信息的复制与表达,第一节遗传信息的复制,开阔眼界讲到PCR技术快速检测SARS,其中一段讲到“......令人欣慰的是,科学家利用PCR技术,很快便使SARS病毒现了形,获得了病毒的DNA序列。”SARS病毒即我们熟知的非典病毒,它是RNA病毒,它的基因组RNA自身可以发挥翻译模板作用,而省去了RNA-DNA-RNA的转录过程,即逆转录过程,说明不会有DNA产生,也就不会检测出其的DNA序列。
错误3:孟德尔选用豌豆开始进行实验的时间有误,第一章人类探索遗传物质的历程,孟德尔的遗传因子假说,第二段“从1858年开始,孟德尔选用了34个品种豌豆,进行了8年的杂交实验........”;第4章遗传信息的传递规律,科学发展历程,第二句话“从1856年开始,孟德尔通过8年的豌豆杂交实验,提出了‘遗传因子’的概念。”考证后,孟德尔开始豌豆杂交实验的时间应是从1856年开始。
建议1:DNA的聚合酶链式反应,不应放在第3章遗传信息的表达与复制中来讲,放在这来讲,显得有点突兀,因为点到为止式的知识点拓展,反而让学生更觉云山雾罩,建议把它放到第5章基因重组,基因工程或另一个模块中讲,或以资料形式详细讲解。
............................
5、新课程对教师提出的要求
新课程在课程内容的选择上,突出强调了时代性、基础性、选择性,使得高中生物课程内容发生了很大变化,许多生命科学的新成就进入了学生的视野[1]。
1)在教师本体知识上的要求
现在我们所学的高中生物学课程,其内容深度和广度都前进一大步。分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境等必修模块的内容,是生物科学的核心内容,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[2]。其中许多新内容的加入,使得高中生物课程更能反映当代发展的生物科学的核心内容;同时也对老师提出了更高的要求,甚至是在生物学本体知识上的要求。
2)对课程理解上的要求
以前生物教师一直是以教学大纲为基准来组织教学,现了课程标准成了教学的基准,它只对相关内容提出了最基本的要求,相对来说具有一定的韧性,在增加了老师根据实际情况组织教学的自由的同时也增加了老师把握教学要求的难度。我们已很熟悉并习惯于体系化的教科书,对模块化的教科书了解不多,这个转变过程,需要大家一同去探索。
3)对教学方式转变的要求
教学方式很多,但讲授式的教学是高中教学的一种常见形式,它在某种情境中无疑是合理的和适用的。但是,学习是学生主动求知的过程,教学则应当是教师为学生的学习构建一个好的学习环境并给予恰当指导的过程。显然,我们需要采取多样的教学方式,才能调动学生主动求知的积极性,也才能使学生真正理解生物科学的本质,提升学生的生物科学素养[3]。
4)对教师自身发展的要求
新课程的实施,需要有丰富的课程资源支撑。相对于其他学科而言,在课程资源方面,生物学科还存在一定的距离。在没有课程资源或较少的情况下,需要我们自己进行课程资源的开发和建设,创造性地利用各种课程资源,积极做到边学习、边开发、边进步的提升自我。
参考文献:
1.中华人民共和国教育部,普通高中生物课程标准.北京:人民教育出版社.2003.
2.刘恩山.中学生物学教学论.北京:高等教育出版社,2003.
3.刘妍.新课程理念下有效教学的理性思考[J].现代教育科学,2009年第02期.