《性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)》教案.doc

性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)教案一、 教學(xué)內(nèi)容的地位及作用本模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生加深對(duì)遺傳因子的分離和配子的隨機(jī)結(jié)合與性狀之間關(guān)系的理解，體驗(yàn)孟德?tīng)柼岢龅募僬f(shuō)，能為基因的自由組合定律認(rèn)識(shí)和理解奠定堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。二、 教學(xué)目標(biāo)知識(shí)：認(rèn)識(shí)和理解遺傳因子的分離和配子的隨機(jī)結(jié)合與性狀之間的關(guān)系。（理解水平）。能力：正確運(yùn)用實(shí)驗(yàn)材料用具；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、記錄、統(tǒng)計(jì)、概括和推理；分析減少實(shí)驗(yàn)誤差的方法；培養(yǎng)合作交流和創(chuàng)新思維能力。（獨(dú)立操作水平）。情感態(tài)度和價(jià)值觀：養(yǎng)成尊重事實(shí)、勇于實(shí)踐、力求完美的科學(xué)精神和態(tài)度。（經(jīng)歷水平）。三、 重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成是正確操作實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)的前提和基礎(chǔ)。學(xué)生通過(guò)合作交流，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出疑問(wèn)；通過(guò)分析操作過(guò)程和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果；通過(guò)提出優(yōu)化方案來(lái)解決誤差問(wèn)題；在整個(gè)過(guò)程中不斷提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，將能力目標(biāo)作為本課的重點(diǎn)，將情感目標(biāo)作為本課的難點(diǎn)。四、 學(xué)生狀況分析學(xué)生通過(guò)“孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（一）”第一課時(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)孟德?tīng)栯s交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和孟德?tīng)柼岢龅募僬f(shuō)有了初步的了解，但是對(duì)分離現(xiàn)象的解釋并沒(méi)有真正地理解，對(duì)雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合會(huì)與性狀分離比之間關(guān)系還不太清楚。學(xué)生有一定的實(shí)驗(yàn)操作、觀察、對(duì)比、分析、推理等能力。但長(zhǎng)期以來(lái)由于時(shí)間緊，任務(wù)重，學(xué)生習(xí)慣于按照書(shū)本或教師預(yù)先設(shè)定的步驟，盲目地進(jìn)行機(jī)械操作，然后填寫(xiě)記錄表格，往往對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果知其然不知其所以然。五、 教學(xué)方法及手段新課程標(biāo)準(zhǔn)十分強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、終身學(xué)習(xí)的能力和適應(yīng)社會(huì)生活的能力。這要求生物教學(xué)需要從注重學(xué)生科學(xué)知識(shí)的傳授轉(zhuǎn)向全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提倡以探究、理解、體驗(yàn)、分享與合作等為主要特征的新型學(xué)習(xí)方式。按部就班的實(shí)驗(yàn)，很大程度上限制了思維能力和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。本實(shí)驗(yàn)既是模擬實(shí)驗(yàn)又是定量分析實(shí)驗(yàn)，屬于部分探究活動(dòng)，改變了以往傳授式的學(xué)習(xí)。為縮短活動(dòng)時(shí)間和降低難度要求，探究的問(wèn)題由教師提出，學(xué)生在教師引導(dǎo)下作出假設(shè)，并通過(guò)集體討論獲得模擬方法。學(xué)生主要完成數(shù)據(jù)的收集、記錄、統(tǒng)計(jì)、概括和推理，解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)作出反思與改進(jìn)。本實(shí)驗(yàn)采用學(xué)生極其熟悉的兩種實(shí)驗(yàn)材料乒乓球和豆子，特別容易提高學(xué)生的積極性，集中學(xué)生的注意力。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)的比較和概括，從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)從各方面進(jìn)行誤差分析。當(dāng)學(xué)生思維活躍的時(shí)候，鼓勵(lì)學(xué)生提出改進(jìn)方案，進(jìn)一步拓展學(xué)生對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)的理解。本節(jié)課以四人小組為單位進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。小組內(nèi)部分工合作，相互協(xié)調(diào)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和結(jié)果分析，這樣有利于極大限度地發(fā)揮學(xué)生的思維潛能，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)合作意識(shí)。小組之間引入競(jìng)爭(zhēng)，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(gè)人的積極性和創(chuàng)造性，也能激發(fā)學(xué)生的成功意識(shí)和集體榮譽(yù)感。本節(jié)課既要加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，又要提高學(xué)生的質(zhì)疑、推理和創(chuàng)新思維能力。因此，一方面要注意激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，另一方面要強(qiáng)調(diào)教師及時(shí)、必要、有效的指導(dǎo)與評(píng)價(jià)。六、 教學(xué)過(guò)程步驟師 生 活 動(dòng)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)導(dǎo)入上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。孟德?tīng)柌捎眉兎N高莖與純種矮莖進(jìn)行雜交，得到的F1代全部是高莖，F(xiàn)1代自交，F(xiàn)2代既有高莖也有矮莖。孟德?tīng)栐谟^察和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，提出了自己的一套假說(shuō)。他認(rèn)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(chǎn)生多少種配子？F1代是雜合子，表現(xiàn)出什么性狀？有什么證據(jù)說(shuō)明D和d不相融合？F1代能產(chǎn)生多少種精子/卵細(xì)胞？（在黑板上書(shū)寫(xiě)孟德?tīng)栯s交實(shí)驗(yàn)的示意圖。）通過(guò)問(wèn)題串復(fù)習(xí)孟德?tīng)柤僬f(shuō)的四個(gè)要點(diǎn)。引入模擬實(shí)驗(yàn)這些精子和卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合會(huì)產(chǎn)生多少種受精卵？這些受精卵之間的數(shù)量關(guān)系如何？學(xué)生針對(duì)提出的問(wèn)題，通過(guò)補(bǔ)充上述雜交示意圖，作出假設(shè)：假設(shè)DD：Dd：dd1：2：1。依據(jù)是：兩種雌配子和兩種雄配子隨機(jī)結(jié)合。這個(gè)假設(shè)的比值是否符合實(shí)際情況呢？精子和卵細(xì)胞的種類及其比例是肉眼看不見(jiàn)的。我們能不能通過(guò)一些材料來(lái)模擬精子和卵細(xì)胞的結(jié)合，從而得知受精卵的種類及其之間的數(shù)量關(guān)系？提出本課的探究問(wèn)題，并作出假設(shè)，模擬實(shí)驗(yàn)（一）介紹材料：（1）兩個(gè)帶蓋的小桶，內(nèi)置黃色和白色乒乓球各5個(gè)。（2）兩個(gè)帶蓋的盒子，內(nèi)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(xì)胞。統(tǒng)一材料的顏色與D的對(duì)應(yīng)關(guān)系，例如黃色D。（2）兩個(gè)桶/盒分別代表精巢和卵巢。（3）分別從兩個(gè)桶/盒抓出一個(gè)球/一顆豆，配對(duì)在一起，模擬精子和卵細(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合，得到受精卵的類型。（三）實(shí)驗(yàn)操作：分發(fā)材料。提出實(shí)驗(yàn)要求：在6min內(nèi)，重復(fù)操作50次以上，看哪個(gè)小組分工合作最好，操作效率最高，記錄單最清晰準(zhǔn)確。教師巡堂，發(fā)現(xiàn)分工明確的小組及時(shí)給予表?yè)P(yáng)；發(fā)現(xiàn)操作錯(cuò)誤的小組，馬上暫停全體實(shí)驗(yàn)，集體討論及矯錯(cuò)。每個(gè)小組派一位代表將DD、Dd、dd三個(gè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)的Excel記錄表中，表格自動(dòng)計(jì)算出該組三個(gè)數(shù)據(jù)之間的比例、重復(fù)實(shí)驗(yàn)的次數(shù)以及分類匯總。組別DDDddd比例次數(shù)12球匯總78豆匯總?cè)鄥R總（四）分析結(jié)果：（1）投影展示各種數(shù)據(jù)記錄單，比較哪種記錄方法更方便、明了。（2）根據(jù)Excel記錄表，在小組內(nèi)部通過(guò)討論，尋找數(shù)據(jù)之間存在類似點(diǎn)與差異點(diǎn)，并做好問(wèn)題記錄。（3）各組提出數(shù)據(jù)間的問(wèn)題，分析產(chǎn)生差異的原因，提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法。教師對(duì)發(fā)言進(jìn)行點(diǎn)評(píng)與歸納。（五）從學(xué)生提出的改進(jìn)方法中，選擇立即可行的建議，再次進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。比較前后兩次模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。用熟悉的材料激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。通過(guò)集體討論獲得模擬方法。組內(nèi)分工合作，組間引入競(jìng)爭(zhēng)。及時(shí)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中的良好表現(xiàn)與錯(cuò)誤操作。表?yè)P(yáng)數(shù)據(jù)記錄單設(shè)計(jì)優(yōu)勝者。小組內(nèi)部發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，小組間共同討論解決問(wèn)題的方法。課堂總結(jié)教師總結(jié)本節(jié)課模擬實(shí)驗(yàn)的意義，對(duì)表現(xiàn)突出的小組給予肯定與表?yè)P(yáng)。布置作業(yè)，介紹下節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)。體驗(yàn)解決問(wèn)題的樂(lè)趣與成功感。七、 教學(xué)反思 激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)以往做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生往往對(duì)著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)依樣畫(huà)葫蘆，對(duì)實(shí)驗(yàn)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(xué)生的好奇心（乒乓球和豆子也能用來(lái)做實(shí)驗(yàn)啊？）。為促使學(xué)生主動(dòng)思考，通過(guò)教師引導(dǎo)及集體討論尋求模擬方法。實(shí)驗(yàn)前無(wú)需把操作要點(diǎn)和盤(pán)托出，但注意捕捉學(xué)生的錯(cuò)誤操作。學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作包括：1）抓取過(guò)的豆/球沒(méi)有放回盒/桶內(nèi)；2）故意挑取某種顏色的豆/球；3）同一只手在同一個(gè)桶內(nèi)一次抓取兩個(gè)球/兩顆豆；4）抓取之前沒(méi)有搖勻豆/球。實(shí)際上，正確的操作能體現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)的基本原理，即保證每次模擬過(guò)程中，D、d出現(xiàn)的概率相同，保證配子結(jié)合的隨機(jī)性。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師及時(shí)指出、討論與評(píng)價(jià)不同的操作方式，讓學(xué)生明辨是非。這樣，學(xué)生能在理解的基礎(chǔ)上主動(dòng)地、愉快地投入實(shí)驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”。實(shí)驗(yàn)之后比較各組數(shù)據(jù)，分析誤差產(chǎn)生的原因，讓學(xué)生積極提出優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的方法。從中采納立即可行的建議，再次進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，比較前后兩次模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這一方面是肯定與支持學(xué)生提出的建議，使學(xué)生體驗(yàn)解決問(wèn)題的樂(lè)趣與成功感，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生勇于實(shí)踐、力求完美的科學(xué)精神。 注重培養(yǎng)學(xué)生能力和提高科學(xué)素養(yǎng)根據(jù)Excel記錄表分析數(shù)據(jù)之間的類似點(diǎn)和差異點(diǎn)，是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。該環(huán)節(jié)除了得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論外，還致力于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)口頭表達(dá)與交流能力。首先，學(xué)生在小組內(nèi)部通過(guò)討論發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系，并將差異點(diǎn)羅列在草稿紙上。接著，小組代表向全班指出數(shù)據(jù)的差異所在，判斷哪些才是準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師注意引導(dǎo)學(xué)生從兩方面進(jìn)行數(shù)據(jù)比較：（1）比較各組數(shù)據(jù)與全班數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)假設(shè)之間的差異。（2）比較小球組與豆子組匯總數(shù)據(jù)的差異。然后，引導(dǎo)學(xué)生從分工情況、操作要點(diǎn)、重復(fù)次數(shù)、選材等方面進(jìn)行誤差分析。最后，小組間共同討論減少誤差、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。在分析誤差產(chǎn)生原因的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)主動(dòng)回憶實(shí)驗(yàn)中的點(diǎn)點(diǎn)細(xì)節(jié)，發(fā)表個(gè)人的獨(dú)特見(jiàn)解。例如，某學(xué)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(fù)次數(shù)少而導(dǎo)致較大誤差。又如某學(xué)生發(fā)現(xiàn)黃豆與黑豆手感有明顯差異。另一位學(xué)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(guò)程，學(xué)生的創(chuàng)造性思維更是發(fā)揮得淋漓盡致。學(xué)生提出的方法包括：1）將小球組與豆子組的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并；2）小球組與豆子組的學(xué)生交換材料再做一次實(shí)驗(yàn)；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(jìn)行模擬；6）采用計(jì)算機(jī)隨機(jī)選取彩球。這些例子說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)的確有助于學(xué)生增強(qiáng)觀察事物、思考問(wèn)題的能力，形成獨(dú)特、新穎的思維品質(zhì)和創(chuàng)新思維習(xí)慣，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)由此得以提高。 及時(shí)點(diǎn)評(píng)與組間競(jìng)爭(zhēng)評(píng)價(jià)和過(guò)程監(jiān)控是合作學(xué)習(xí)策略的基本要素之一。評(píng)價(jià)的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和熱情，讓學(xué)生感到成功，而不是證明學(xué)生的失敗。本節(jié)課的點(diǎn)評(píng)包括：（1）教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意觀察學(xué)生的表現(xiàn)，引導(dǎo)他們比較不同的操作方式，真正理解模擬實(shí)驗(yàn)的原理。（2）展示學(xué)生設(shè)計(jì)的各種數(shù)據(jù)記錄單，讓學(xué)生比較哪種設(shè)計(jì)更清晰、更方便，贊賞設(shè)計(jì)優(yōu)勝的小組。（3）查找Excel記錄表中重復(fù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)較多的小組。表?yè)P(yáng)他們組內(nèi)分工明確、操作熟練程度高。這正是團(tuán)隊(duì)成員之間合作意識(shí)的體現(xiàn)。（4）有些小組可能會(huì)出現(xiàn)捏造數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。譬如實(shí)驗(yàn)時(shí)間不過(guò)幾分鐘，但是某些小組匯報(bào)的數(shù)據(jù)是四位數(shù)的。這時(shí)，教師要引導(dǎo)其他同學(xué)質(zhì)疑數(shù)據(jù)的真實(shí)性，使學(xué)生養(yǎng)成尊重科學(xué)、實(shí)事求是的正確態(tài)度。（5）捕捉學(xué)生發(fā)言中的閃光點(diǎn)。例如某學(xué)生提出“誤差是不可避免的”。教師應(yīng)馬上肯定這的確是事實(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。然后引導(dǎo)學(xué)生明白減少誤差可增加實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可信度。（6）課堂結(jié)束前對(duì)表現(xiàn)突出的小組給予肯定與表?yè)P(yáng)。小組間競(jìng)爭(zhēng)主要通過(guò)教師評(píng)價(jià)及加分獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)該明確指出期望學(xué)生達(dá)到的目標(biāo)。例如在有限的時(shí)間內(nèi)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)的最少次數(shù)；分工合作、操作效率、記錄單設(shè)計(jì)、發(fā)言的積極性與創(chuàng)新性都是評(píng)價(jià)的方面。小組間的競(jìng)爭(zhēng)可以鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)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(shí)間。實(shí)驗(yàn)材料及用具可預(yù)先提供給學(xué)生，課前完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，堂上只進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的交流與完善