《性狀分離比的模擬實驗》教案

1、性狀分離比的模擬實驗教案一、 教學內容的地位及作用本模擬實驗能讓學生加深對遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間關系的理解，體驗孟德爾提出的假說，能為基因的自由組合定律認識和理解奠定堅實的知識基礎。二、  教學目標知識：認識和理解遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間的關系。（理解水平）。能力：正確運用實驗材料用具；對數據進行收集、記錄、統(tǒng)計、概括和推理；分析減少實驗誤差的方法；培養(yǎng)合作交流和創(chuàng)新思維能力。（獨立操作水平）。情感態(tài)度和價值觀：養(yǎng)成尊重事實、勇于實踐、力求完美的科學精神和態(tài)度。（經歷水平）。三、  重點難點知識目標的達成是正確操作實驗、分析數據的前提和基礎

2、。學生通過合作交流，對實驗數據提出疑問；通過分析操作過程和統(tǒng)計數據來解釋實驗結果；通過提出優(yōu)化方案來解決誤差問題；在整個過程中不斷提高學生的科學素養(yǎng)。因此，將能力目標作為本課的重點，將情感目標作為本課的難點。四、 學生狀況分析學生通過“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）”第一課時的學習，對孟德爾雜交實驗的過程和孟德爾提出的假說有了初步的了解，但是對分離現象的解釋并沒有真正地理解，對雌雄配子的隨機結合會與性狀分離比之間關系還不太清楚。學生有一定的實驗操作、觀察、對比、分析、推理等能力。但長期以來由于時間緊，任務重，學生習慣于按照書本或教師預先設定的步驟，盲目地進行機械操作，然后填寫記錄表格，往往對實驗操

3、作和結果知其然不知其所以然。五、  教學方法及手段新課程標準十分強調培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、實踐能力、終身學習的能力和適應社會生活的能力。這要求生物教學需要從注重學生科學知識的傳授轉向全面提高學生的科學素養(yǎng)，提倡以探究、理解、體驗、分享與合作等為主要特征的新型學習方式。按部就班的實驗，很大程度上限制了思維能力和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。本實驗既是模擬實驗又是定量分析實驗，屬于部分探究活動，改變了以往傳授式的學習。為縮短活動時間和降低難度要求，探究的問題由教師提出，學生在教師引導下作出假設，并通過集體討論獲得模擬方法。學生主要完成數據的收集、記錄、統(tǒng)計、概括和推理，解釋實驗結果，并對實驗作出反思與改

4、進。本實驗采用學生極其熟悉的兩種實驗材料乒乓球和豆子，特別容易提高學生的積極性，集中學生的注意力。教師引導學生進行數據的比較和概括，從數據中發(fā)現問題，驅動學生主動從各方面進行誤差分析。當學生思維活躍的時候，鼓勵學生提出改進方案，進一步拓展學生對模擬實驗的理解。本節(jié)課以四人小組為單位進行合作學習。小組內部分工合作，相互協(xié)調，進行實驗操作、數據統(tǒng)計和結果分析，這樣有利于極大限度地發(fā)揮學生的思維潛能，提高學習效率，增強合作意識。小組之間引入競爭，組間的交流討論能迸發(fā)出思維的火花，這樣既能發(fā)揮個人的積極性和創(chuàng)造性，也能激發(fā)學生的成功意識和集體榮譽感。本節(jié)課既要加深學生對知識的理解，又要提高學生的質疑、

5、推理和創(chuàng)新思維能力。因此，一方面要注意激發(fā)學生的自主學習，另一方面要強調教師及時、必要、有效的指導與評價。1 / 6六、 教學過程步驟師    生    活    動設計意圖復習導入上節(jié)課，我們學習了孟德爾豌豆雜交實驗的過程。孟德爾采用純種高莖與純種矮莖進行雜交，得到的F1代全部是高莖，F1代自交，F2代既有高莖也有矮莖。孟德爾在觀察和統(tǒng)計分析的基礎上，提出了自己的一套假說。他認為豌豆的高莖和矮莖是由什么決定的？純種高莖/矮莖如何表示？純種高莖/純種矮莖產生多少種配子？F1代是雜合子，表現出什么性狀？有什

6、么證據說明D和d不相融合？F1代能產生多少種精子/卵細胞？（在黑板上書寫孟德爾雜交實驗的示意圖。）通過問題串復習孟德爾假說的四個要點。引入模擬實驗這些精子和卵細胞隨機結合會產生多少種受精卵？這些受精卵之間的數量關系如何？學生針對提出的問題，通過補充上述雜交示意圖，作出假設：假設DD：Dd：dd1：2：1。依據是：兩種雌配子和兩種雄配子隨機結合。這個假設的比值是否符合實際情況呢？精子和卵細胞的種類及其比例是肉眼看不見的。我們能不能通過一些材料來模擬精子和卵細胞的結合，從而得知受精卵的種類及其之間的數量關系？提出本課的探究問題，并作出假設，模擬實驗（一）介紹材料：（1）兩個帶蓋的小桶，內置黃色和白

7、色乒乓球各5個。（2）兩個帶蓋的盒子，內置黃豆和黑豆各10顆。（二）集體討論得出模擬方法：（1）兩種顏色不同的球/豆分別代表兩種精子/卵細胞。統(tǒng)一材料的顏色與D的對應關系，例如黃色用熟悉的材料激發(fā)學生的實驗興趣。通過集體討論獲得模擬方法。組內分工合作，組間引入競爭。及時評價實驗中的良好表現與錯誤操作。D。（2）兩個桶/盒分別代表精巢和卵巢。（3）分別從兩個桶/盒抓出一個球/一顆豆，配對在一起，模擬精子和卵細胞的隨機結合，得到受精卵的類型。（三）實驗操作：分發(fā)材料。提出實驗要求：在6min內，重復操作50次以上，看哪個小組分工合作最好，操作效率最高，記錄單最清晰準確。教師巡堂，發(fā)現分工明確的小組

8、及時給予表揚；發(fā)現操作錯誤的小組，馬上暫停全體實驗，集體討論及矯錯。每個小組派一位代表將DD、Dd、dd三個數據輸入計算機的Excel記錄表中，表格自動計算出該組三個數據之間的比例、重復實驗的次數以及分類匯總。組別DDDddd比例次數1     2          球匯總     7     8    &#

9、160;     豆匯總     全班匯總     （四）分析結果：（1）投影展示各種數據記錄單，比較哪種記錄方法更方便、明了。（2）根據Excel記錄表，在小組內部通過討論，尋找數據之間存在類似點與差異點，并做好問題記錄。（3）各組提出數據間的問題，分析產生差異的原因，提出改進實驗的方法。教師對發(fā)言進行點評與歸納。表揚數據記錄單設計優(yōu)勝者。小組內部發(fā)現問題、提出問題，小組間共同討論解決問題的方法。（五）從學生提出的改進方法中，選擇立即可行的建議

10、，再次進行模擬實驗。比較前后兩次模擬實驗的結果。課堂總結教師總結本節(jié)課模擬實驗的意義，對表現突出的小組給予肯定與表揚。布置作業(yè)，介紹下節(jié)課的學習任務。體驗解決問題的樂趣與成功感。七、  教學反思 激發(fā)學生主動學習以往做實驗，學生往往對著實驗指導依樣畫葫蘆，對實驗原理和操作不求甚解。本節(jié)課提供了兩種熟悉的材料乒乓球和豆子，激發(fā)了學生的好奇心（乒乓球和豆子也能用來做實驗?。浚?。為促使學生主動思考，通過教師引導及集體討論尋求模擬方法。實驗前無需把操作要點和盤托出，但注意捕捉學生的錯誤操作。學生經常出現的錯誤操作包括：1）抓取過的豆/球沒有放回盒/桶內；2）故意挑取某種顏色的豆/球；3）同一

11、只手在同一個桶內一次抓取兩個球/兩顆豆；4）抓取之前沒有搖勻豆/球。實際上，正確的操作能體現模擬實驗的基本原理，即保證每次模擬過程中，D、d出現的概率相同，保證配子結合的隨機性。實驗過程中教師及時指出、討論與評價不同的操作方式，讓學生明辨是非。這樣，學生能在理解的基礎上主動地、愉快地投入實驗，真正實現“做中學”。實驗之后比較各組數據，分析誤差產生的原因，讓學生積極提出優(yōu)化實驗的方法。從中采納立即可行的建議，再次進行模擬實驗，比較前后兩次模擬實驗的結果。這一方面是肯定與支持學生提出的建議，使學生體驗解決問題的樂趣與成功感，另一方面可以培養(yǎng)學生勇于實踐、力求完美的科學精神。  注重培養(yǎng)學

12、生能力和提高科學素養(yǎng)根據Excel記錄表分析數據之間的類似點和差異點，是本節(jié)課的重點內容。該環(huán)節(jié)除了得出實驗結論外，還致力于培養(yǎng)學生發(fā)現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力，增強口頭表達與交流能力。首先，學生在小組內部通過討論發(fā)現數據間的關系，并將差異點羅列在草稿紙上。接著，小組代表向全班指出數據的差異所在，判斷哪些才是準確的實驗數據。教師注意引導學生從兩方面進行數據比較：（1）比較各組數據與全班數據及實驗假設之間的差異。（2）比較小球組與豆子組匯總數據的差異。然后，引導學生從分工情況、操作要點、重復次數、選材等方面進行誤差分析。最后，小組間共同討論減少誤差、改進實驗方法。在分析誤差產生原

13、因的過程中，學生會主動回憶實驗中的點點細節(jié)，發(fā)表個人的獨特見解。例如，某學生提出豆子體積比乒乓球小得多，難以抓取，豆子組的操作效率比小球組低很多，所以因重復次數少而導致較大誤差。又如某學生發(fā)現黃豆與黑豆手感有明顯差異。另一位學生緊接著指出兩種乒乓球手感也有所不同。在提出優(yōu)化方法的過程，學生的創(chuàng)造性思維更是發(fā)揮得淋漓盡致。學生提出的方法包括：1）將小球組與豆子組的數據進行合并；2）小球組與豆子組的學生交換材料再做一次實驗；3）采用不透明的容器；4）采用手感一致的材料，如骰子，將其三面涂上同一種顏色，代表D；另外三面涂上另一種顏色，代表d；5）采用拋硬幣的方法進行模擬；6）采用計算機隨機選取彩球。

14、這些例子說明本實驗的確有助于學生增強觀察事物、思考問題的能力，形成獨特、新穎的思維品質和創(chuàng)新思維習慣，學生的科學素養(yǎng)由此得以提高。  及時點評與組間競爭評價和過程監(jiān)控是合作學習策略的基本要素之一。評價的目的是激發(fā)學生的學習動機和熱情，讓學生感到成功，而不是證明學生的失敗。本節(jié)課的點評包括：（1）教師在實驗過程中注意觀察學生的表現，引導他們比較不同的操作方式，真正理解模擬實驗的原理。（2）展示學生設計的各種數據記錄單，讓學生比較哪種設計更清晰、更方便，贊賞設計優(yōu)勝的小組。（3）查找Excel記錄表中重復實驗次數較多的小組。表揚他們組內分工明確、操作熟練程度高。這正是團隊成員之間合作意識

15、的體現。（4）有些小組可能會出現捏造數據的現象。譬如實驗時間不過幾分鐘，但是某些小組匯報的數據是四位數的。這時，教師要引導其他同學質疑數據的真實性，使學生養(yǎng)成尊重科學、實事求是的正確態(tài)度。（5）捕捉學生發(fā)言中的閃光點。例如某學生提出“誤差是不可避免的”。教師應馬上肯定這的確是事實，增強學生的自信心。然后引導學生明白減少誤差可增加實驗的準確性和可信度。（6）課堂結束前對表現突出的小組給予肯定與表揚。小組間競爭主要通過教師評價及加分獎勵來實現。在進行模擬實驗之前，教師應該明確指出期望學生達到的目標。例如在有限的時間內，重復實驗的最少次數；分工合作、操作效率、記錄單設計、發(fā)言的積極性與創(chuàng)新性都是評價的方面。小組間的競爭可以鼓勵學生主動投入，集思廣益，提高效率。  不足之處（1）如何有效地利用有限的課堂時間。實驗材料及用具可預先提供給學生，課前完成實驗方案