第一章 遗传因子的发现教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

遗传因子的发现 一、使用教材与实验创新要点 高一年级人教版的必修2《遗传与进化》教材中的第一章《遗传因子的发现》第1、2节“孟德尔的豌豆杂交实验”的创新实验教学。 本实验教学是基于课程标准实施的实验教学课程设计的创新，是经典实验材料分析与新情境的问题解决相结合的教学方法创新。经过2年的开发，本实验教学已从小班化的选修课程转变为必修遗传模块学习的重要的实验内容，是新情境下开辟的遗传模块实验教学的新方案。 二、教学背景分析 （一）指导思想与理论依据 本实验教学内容以《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》为指导思想和理论依据。“核心素养为宗旨，教学过程重实践”是高中生物学课程的两大基本理念，强调学生学习过程中的实践经历，通过探究性学习活动加深对生物学概念的理解。对于必修二模块的学习，课程标准要求教师应创造条件让学生参与调查、观察、实验和制作等活动，引导学生从生活经验中发现和提出问题，应用有关知识分析和解决实践中的问题，体验科学家探索生物遗传奥秘的过程。帮助学生达成对“遗传信息控制生物性状，并代代相传”这一核心概念的理解和认识，促进学生生物学学科核心素养的提升。 课程标准对于必修二模块学习教学活动建议为模拟实验教学和经典实验材料分析，秀丽隐杆线虫因其生长周期短，繁殖率高，易于饲养等特点非常适合高中遗传部分的实验教学，将秀丽隐杆线虫杂交实验与豌豆、果蝇等经典实验材料分析相结合是新情境下开辟的高中遗传学实验教学的新方案。 经过近2年时间的开发，本实验教学已从小班化的选修课设计转变为基于课程标准实施的必修遗传模块学习的重要实验教学学习活动。 （二）教材分析 “基因分离定律和基因自由组合定律”是以豌豆为实验材料详细阐述了孟德尔运用假说-演绎法发现遗传规律的过程，带领学生从个体现象的层面去认识遗传信息传递的规律。 “基因在染色体上”是以摩尔根的果蝇杂交实验来揭示基因与染色体的关系，将一个基因与性染色体相关联，其实质是基因分离定律在性染色体上的应用。 “秀丽隐杆线虫的杂交实验”是与这两部分必修教学内容同步的实验教学。中学生对于秀丽隐杆线虫并不陌生，在初中人教版和北师大版八上教材中都有提到秀丽隐杆线虫作为线形动物门的代表动物，是目前进行生命科学研究的重要模式动物之一。在不同版本的必修一教材中已经将秀丽隐杆线虫作为细胞凋亡和细胞分化学习的重要的拓展资料。本实验教学豌豆和果蝇经典杂交实验资料分析相结合，有助于帮助学生达成课程标准中“阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状”和“概述性染色体上的基因传递和性别相关联”这两大要求。本实验教学不受教材版本的限制，具有通用性。 （三）学情分析 本实验教学最初是为高一学生设计的小班化的选修课程，经过几年的开发和转化，现已转变为高一学生进行必修遗传学模块学习的重要的实验教学活动。学生在初中生物学习中已经了解孟德尔一对相对性状的杂交实验过程和性状分离现象，这为新知识的学习奠定了理论基础。学生在日常生活中也会经常接触到遗传和变异相关的内容，对于探索生物遗传奥秘的兴趣高昂。高一的学生已经掌握了基本的科学探究的方法，具备了一定的动手实践、思维分析和推理判断能力，这为本实验教学奠定了实践操作基础。 高一的学生虽然已经了解了遗传因子这个概念，知道遗传因子是成对存在的，但学生仅通过教材文献资料的理论学习来理解孟德尔运用假说-演绎法发现遗传学规律的过程和使用的统计学方法处理实验数据过程有点抽象难懂。学生并不能真实的感受到性状是如何遗传的，更不能将性状与其背后的基因，基因与染色体的关系联系在一起。 基于以上教学背景分析，本实验教学通过让学生在秀丽隐杆线虫这一新情境下进行杂交实验探究，让学生亲身经历科学家的科学研究历程，像科学家一样思考，学会利用已学到的知识去解决新情境下遇到的问题，培养学生的科学思维。 三、实验教学目标 依据课程标准并围绕培养学生生物学学科核心素养的要求，本实验教学目标制定如下： （1） 通过观察秀丽隐杆线虫形态结构和发育过程，认识细胞分裂和细胞分化，形成结构与功能相适应的观念。通过认识秀丽隐杆线虫的性别决定方式，将细胞水平的染色体和个体水平的性状相关联。通过对比不同品系的秀丽隐杆线虫的性状，落实性状和相对性状等生物学概念。（生命观念） （2） 通过秀丽隐杆线虫杂交实验，分析杂交实验的过程和现象，描述假说-演绎法的研究过程，加深对“遗传因子控制生物性状，并代代相传”概念和遗传学规律的理解。并运用分离定律和自由组合定律解释生活中常见的遗传现象，解决生活中与遗传相关的困惑。（生命观念、科学思维、科学探究、社会责任） （3） 通过秀丽隐杆线虫杂交实验，对实验数据进行统计学分析，通过交流讨论运用规范的符号体系绘制遗传图解，理解分离定律和自由组合定