1.1 性状分离比的模拟教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

性状分离比模拟实验 一、使用教材 本次说课内容选自人民教育出版社出版的，高中生物学教材必修2《遗传与进化》第1章“遗传因子的发现”第1节“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”中的探究实践活动“性状分离比的模拟实验”，属于高一下学期的教学内容。 二、实验器材 每组两个带盖小碗，分别标记♂、♀；每组两种质地、大小相同的蓝色小球和红色小球各20个，蓝色小球标记“D”，红色小球标记“d” ；记号笔；记录用的纸和笔；每组1个平板（能正常打开html格式的文件）。 图1 实验器材 三、实验创新要点 （一）程序模拟既节约时间，又能展示模拟过程的动态效果 性状分离比模拟实验需要利用统计学方法对数据进行分析，样本数量足够大才能符合3:1的性状分离比，而用小球模拟此过程时，需要反复摇匀和随机抓取小球，模拟次数多时就比较费时，因此本人用计算机编写的程序模拟了该实验，能短时间内实现大数量的模拟，并实现了模拟过程的可视化动态效果。 图2 模拟实验软件界面图 （二）实物模拟与计算机模拟相结合 如果仅用程序模拟，不利于学生理解模拟实验的原理和过程，因此，本节课先让学生用小球来进行小数量的模拟，再用程序进行大数量的模拟实验。 （三）利用卡方检验处理实验数据 让学生利用教师介绍的卡方检验公式对实验结果的拟合度进行检验，判断实验结果是否符合3:1的性状分离比，让拟合度量化可测。 （四）有更多的时间让学生进行交流讨论 程序模拟的引入有效地节约了课堂时间，使学生有更多的时间在实验操作前对实验原理进行思考和理解，及在实验操作后对实验数据进行分析和处理，并且有了充分的时间进行交流讨论，有利于发展学生的科学思维。 四、实验设计思路 先让学生对实验的原理有清晰的认识，再引导学生弄清实验的操作程序，并让他们设计表格便于记录实验数据，再讨论出合理的操作步骤，然后由教师介绍卡方检验的使用方法，再让学生进行实验，对实验数据进行分析处理，最后进行交流讨论和评价。 五、实验教学目标 （一）生命观念 理解配子与体细胞中遗传因子的数量关系，认识遗传因子在有性生殖中的传递规律，形成相应的生命观念。 （二）科学思维 通过统计和分析实验数据，通过归纳和推理遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说，促进学生科学思维的发展。 （三）科学探究 让学生参与实验的改进、设计和实施，培养学生的科学探究能力。 （四）社会责任 通过不同次数的模拟实验，真实地记录实验数据并进行数据分析，让学生认识统计学规律，养成尊重事实、勇于实践的科学精神。 六、实验教学内容 通过小球等实物让学生设计实验、观看实物模拟实验的操作视频，体验实验过程，体会模拟实验的原理，再用程序模拟小桶中小球的动态移动及随机抓取、随机结合的过程，有效节约了课堂时间，让学生有更多时间进行实验原理的思考，进行实验中出现的问题的分析及实验数据的分析与讨论，从而对性状分离比模拟实验有深度的理解和认识。 七、实验教学过程 实验的教学过程以任务驱动，用问题串联，引导学生主动思考从而明确实验原理、设计实验思路、设计实验结果记录表、完善实验步骤、进行实验并对实验结果进行分析和讨论，最终得出实验结论。 （一）任务1 明确实验原理并设计实验思路 图3 明确实验原理 让学生以表格的形式，用孟德尔的假说解释F2性状分离比为3:1的原因，并找出假说的核心内容。让学生明白：保证了配子比为1:1和雌雄配子的随机结合，就可以推出F2 3:1的性状分离比。怎样用模拟实验来证明这一点呢？此时便让学生以小球等实物为材料，设计实验思路，并完成任务2 设计实验结果记录表。 （二）任务2 设计实验结果记录表 表1 实物模拟实验结果记录表 次数 雄配子 雌配子 组合 次数 雄配子 雌配子 组合 次数 雄配子 雌配子 组合 第1次 第11次 第21次 第2次 第12次 第22次 …… …… …… 第10次 第20次 第30次 统计 D:d = D:d = D_:dd= 统计 D:d = D:d = D_:dd= 统计 D:d = D:d = D_:dd= 根据设计的实验过程，明确需要记录的项目数据，让学生设计实验数据记录表。 （三）任务3 完善实验步骤和注意事项 图4 完善实验步骤并分析实验的注意事项 在进行实验前，还需要让学生完成任务3：完善实验步骤并分析实验的注意事项，以便顺利进行实验。 （四）任务4 进行实验、记录数据、分析结果 图5 进行分组实