基于“5E”的摩爾根果蠅雜交實驗教學(xué)探究.doc

基于“5E”的摩爾根果蠅雜交實驗教學(xué)探究 福建省莆田市第十中學(xué)（351146）鄭春粦 以“摩爾根果蠅雜交實驗”為例，嘗試運用“5E”教學(xué)模式進(jìn)行探究教學(xué)，介紹該模式的教學(xué)策略和操作程序。 “5E”教學(xué)模式是美國生物學(xué)課程研究（BSCS）開發(fā)出的基于建構(gòu)主義教學(xué)理論的一種探究性教學(xué)模式，這種教學(xué)模式適用于理科教學(xué)特別是生物教學(xué)。該模式強(qiáng)調(diào)通過小組合作學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)概念的理解和知識的建構(gòu)；強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，是活動的中心，教師是引導(dǎo)者和幫助者，教師的作用是促進(jìn)學(xué)生更好地探究而獲取科學(xué)的概念，從而提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。“5E”教學(xué)模式包括吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、精致（Elaborate）和評價（Evalua-tion）5個教學(xué)環(huán)節(jié)。本文以“摩爾根果蠅雜交實驗”為例介紹“5E”教學(xué)模式的教學(xué)策略和操作程序。 1教學(xué)目標(biāo) 1.1知識目標(biāo) （1）說明基因在染色體上的實驗證據(jù)。 （2）在探究過程中，能正確寫出雌、雄果蠅不同眼色性狀的基因型。 1.2能力目標(biāo) （1）通過學(xué)習(xí)基因位于染色體上的實驗證據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實驗分析能力。 （2）規(guī)范的運用遺傳圖解解釋實驗現(xiàn)象。 1.3情感態(tài)度與價值觀 （1）通過本節(jié)學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的熱愛，認(rèn)識科學(xué)研究的客觀性、曲折性。 （2）形成“生物體的物質(zhì)一結(jié)構(gòu)一功能相互統(tǒng)一”的基本觀點。 （3）教學(xué)重點：基因位于染色體上的實驗證據(jù)。 （4）教學(xué)難點：對摩爾根實驗現(xiàn)象的解釋。 2教學(xué)策略 教學(xué)設(shè)計以學(xué)生的思維過程為線索，引導(dǎo)學(xué)生重走摩爾根的探究之路。教學(xué)不僅是讓學(xué)生獲得知識，更重要的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過程與方法。 學(xué)生是小組合作學(xué)習(xí)的主體和課堂教學(xué)活動的中心，教師是全班小組合作學(xué)習(xí)的組織者、促進(jìn)者和引導(dǎo)者。通過指導(dǎo)小組成員展開合作學(xué)習(xí)，發(fā)揮群體的積極功能，提高個體的學(xué)習(xí)動力和能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性。 3課前準(zhǔn)備 建立合作學(xué)習(xí)小組：按照“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)”的原則將全班54名學(xué)生分成9組，并明確組內(nèi)分工。 4教學(xué)過程 4.1吸引創(chuàng)設(shè)問題情境激發(fā)探究欲望 本環(huán)節(jié)一般通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引起學(xué)生認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)任務(wù)的探究欲望。 先讓學(xué)生閱讀教材中的果蠅雜交實驗，并思考以下問題。 （1）摩爾根為什么用果蠅進(jìn)行實驗？ （2）摩爾根的實驗與孟德爾的實驗有哪些共同的地方？ （3）用孟德爾的方法去分析摩爾根的實驗，有哪些現(xiàn)象是解釋不了的？ 摩爾根用果蠅作為實驗材料是因為果蠅個體小、易飼養(yǎng)、繁殖快、后代個體多、染色體數(shù)目少等優(yōu)點。從實驗中，不難看出果蠅的紅眼和白眼由一對等位基因來控制，紅眼對白眼為顯性，而且F2中紅眼和白眼數(shù)量之比為3:1，這也是符合分離規(guī)律的。所不同的是F2中的白眼全出現(xiàn)在雄果蠅中，學(xué)生可能會產(chǎn)生疑問：實驗中為什么白眼只出現(xiàn)在雄果蠅中？孟德爾遺傳規(guī)律不適用于果蠅的眼色遺傳嗎？果蠅的眼色與性別到底有什么聯(lián)系？ 4.2探究搭建思維“支架”引導(dǎo)學(xué)生探究 本環(huán)節(jié)是“5E”教學(xué)的中心環(huán)節(jié)，教師可以根據(jù)前面產(chǎn)生的認(rèn)知沖突提供一些必要的背景知識，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。 展示雌雄果蠅的染色體組成圖解，讓學(xué)生識別雌雄果蠅的染色體組成，進(jìn)一步分析比較并得出性染色體和常染色體的概念。 引導(dǎo)：按照薩頓基因在染色體上的假說，根據(jù)雌雄果蠅的染色體組成圖解和果蠅雜交實驗，那么控制果蠅白眼的基因是在常染色體上還是在性染色體上呢？如果在性染色體上，那又有哪些可能呢？你能提出哪些可能？（提示學(xué)生可以用假說一演繹法） 學(xué)生利用所學(xué)知識通過小組討論，提出幾種假說。 假說一：控制果蠅眼色的基因位于常染色體上。 假說二：控制果蠅眼色的基因位于Y染色體上。 假說三：控制果蠅眼色的基因位于X染色體上。 引導(dǎo)學(xué)生利用剛剛學(xué)過的書寫遺傳圖解的方式來探究。但是性染色體上的基因型寫法是學(xué)生以前從未接觸過的，所以先教會大家書寫性染色體上的基因型，然后讓學(xué)生嘗試用遺傳圖解演繹推理實驗現(xiàn)象。經(jīng)過探究，學(xué)生發(fā)現(xiàn)假說一和假說二的假設(shè)明顯不能解釋該實驗，而假說三可以解釋摩爾根果蠅雜交實驗。 4.3解釋分析探究結(jié)果鼓勵學(xué)生表達(dá)交流 解釋環(huán)節(jié)是在探究完成后，讓學(xué)生用自己的語言對探究的過程和結(jié)果進(jìn)行推理解釋，如果學(xué)生推理有困難，教師可以直接借助于學(xué)生的探究過程和結(jié)果來分析推理，幫助學(xué)生正確地理解新概念。 讓學(xué)生在黑板上寫出基因位于X染色體上的遺傳圖解，并用自己的語言解釋，教師適時進(jìn)行點評。 4.4精致解釋類似情境提升探究技能 本環(huán)節(jié)主要是讓學(xué)生運用新知識、技能來解決新問題，進(jìn)行拓展性探究和實踐。使學(xué)生加深或擴(kuò)展對新概念的理解。 進(jìn)一步介紹果蠅的性染色體，果蠅的Y染色體比X染色體長一些。X和Y染色體有一部分是同源的，該部分基因互為等位基因；X染色體上的非同源區(qū)段、Y染色體上的非同源區(qū)段，該部分基因不互為等位基因。 前面的假說二和假說三其實是假設(shè)控制果蠅眼色的基因位于Y染色體的非同源區(qū)段和控制果蠅眼色的基因位于X染色體的非同源區(qū)段。于是有些學(xué)生就提出了第4種假說：控制果蠅眼色的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。 假說四演繹推理的結(jié)果和摩爾根的實驗結(jié)果也相符，難道這兩種假說都對？而摩爾根只提出假說三，摩爾根錯了嗎？ 在學(xué)生憤悱之際，教師適當(dāng)點撥，引導(dǎo)學(xué)生模仿孟德爾“假說一演繹”過程中驗證假說時采用的測交實驗。學(xué)生自然而然想到將實驗中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交，實驗過程見表1。 通過演繹過程發(fā)現(xiàn)兩個測交實驗的結(jié)果還是相同。怎么辦呢？學(xué)生通過小組討論發(fā)現(xiàn)：X染色體同源區(qū)段和非同源區(qū)段的差異表現(xiàn)在雄性個體的基因型上。如果在X染色體同源區(qū)段上，那么一只純合紅眼雄蠅基因型為XBYB，如果在X染色體非同源區(qū)段上，則紅眼雄基因型為XBY，那么如何顯現(xiàn)這兩種差異呢？學(xué)生小組討論決定：繼續(xù)測交，即剛才測交所得的白眼雌蠅和野生型的紅眼雄果蠅進(jìn)行雜交，實驗過程見表2。 至此，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩種假說出現(xiàn)了差異，證明了假說三控制果蠅眼色的基因位于X染色體上的非同源區(qū)段是正確的。 4.5評價 該環(huán)節(jié)是教師對學(xué)生在前4個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)活動形成一定的評價?？赏ㄟ^小測驗或練習(xí)來評價學(xué)生的知識體系構(gòu)建狀況，也可通過觀察學(xué)生的活動來評價學(xué)生的掌握技能，或者提出開放性問題來評價學(xué)生對所學(xué)知識的理解和應(yīng)用情況。 4.5.1過程評價 在學(xué)生小組探究過程中，適時做出點評。對于學(xué)生在小組探究活動中出色的表現(xiàn)給于肯定和表揚(yáng)，對于存