在生物學(xué)概念教學(xué)中開展概念模型建構(gòu)活動

1、在生物學(xué)觀點教課中睜開觀點模型建構(gòu)活動雜交育種與誘變育種教課研究福建教育學(xué)院陳欣建甌第一中學(xué)左勤勇模型方法是現(xiàn)代科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中常常運用的擁有相當(dāng)廣泛性的剖析研究事物和解決問題的方法之一，它既是一種科學(xué)方法也是一種思想方法。高中生物學(xué)新課程重視模型方法教課，把模型和生物學(xué)基本領(lǐng)實、觀點、原理、規(guī)律并列為一定獲取的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，同時將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法（包含模型方法）、科學(xué)思想及科學(xué)精神等生物科學(xué)修養(yǎng)視為一般高中生物課程標準（下簡稱課標）的首要基本理念與核心任務(wù)。本文以雜交育種與誘變育種教課為例，商討觀點模型建構(gòu)在生物學(xué)觀點教課中的作用。一、鑒于課標，合理選擇教課內(nèi)容依據(jù)課標內(nèi)容標準生物2

2、：遺傳與進化生物的變異的詳細內(nèi)容標準之一：收集生物變異在育種上應(yīng)用的案例，人教版教科書在生物必修2遺傳與進化第6章從雜交育種到基因工程第1節(jié)設(shè)置了雜交育種與誘變育種教課內(nèi)容。該章內(nèi)容主假如遺傳學(xué)原理和規(guī)律在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。以雜交育種、誘變育種和基因工程等三個代表性的生物學(xué)技術(shù)，再現(xiàn)了人類應(yīng)用遺傳學(xué)原理和規(guī)律進行生物利用和改造的歷程，表現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、社會三者之間的互相關(guān)系。雜交育種與誘變育種是在學(xué)生學(xué)習(xí)基因突變、分別定律和自由組合定律等生物遺傳變異的基礎(chǔ)知識、基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，環(huán)繞遺傳學(xué)原理和規(guī)律在實質(zhì)生活中應(yīng)用，依照生物技術(shù)發(fā)展歷程的線索睜開教課內(nèi)容的。第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)孟德爾的豌豆雜交

3、實驗（一）和孟德爾的豌豆雜交實驗（二），為學(xué)習(xí)該節(jié)傳統(tǒng)育種方法所依照的遺傳學(xué)原理打下了基礎(chǔ)，同時供給了科學(xué)記錄和表達雜交實驗過程和剖析實驗過程的方法。第5章基因突變及其余變異從遺傳物質(zhì)發(fā)生變化的角度，剖析了基因突變及其余變異對生物體的影響及其在生物進化過程中的重要意義，是學(xué)習(xí)該節(jié)誘變育種的基礎(chǔ)。此中染色體變異一節(jié)波及的單倍體、多倍體等知識，有益于豐富學(xué)生對育種方式的認識。雜交育種與誘變育種一節(jié)的生物育種知識是高中生物教課中的要點知識，不單是生物必修2遺傳與進化的學(xué)習(xí)主線之一，還與生物選修3現(xiàn)代生物科技專題中的基因工程專題有親密的聯(lián)系。它本文是2011年福建省教育廳社會科學(xué)研究項目立項課題1JB

4、11400S豐富教師實踐性知識的研究的階段性成就。指引學(xué)生認識遺傳學(xué)的知識是如何用于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐、提升和改良生產(chǎn)技術(shù)，最大限度地知足人類不停增添的物質(zhì)需求，表現(xiàn)育種工作在社會生產(chǎn)中的重要作用。鑒于上述學(xué)習(xí)任務(wù)的剖析，筆者將該節(jié)的課題確立為“育種”，教課的核心內(nèi)容是遺傳和變異規(guī)律在改進農(nóng)作物和培養(yǎng)牲畜品種等方面的應(yīng)用，包含選擇育種、雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種的原理及其優(yōu)弊端。經(jīng)過“部署學(xué)習(xí)任務(wù)小組建構(gòu)活動展現(xiàn)、互評、總結(jié)”等育種觀點模型建構(gòu)活動，指引學(xué)生學(xué)習(xí)育種方法及其原理，為學(xué)習(xí)基因工程及其應(yīng)用確立基礎(chǔ)。二、解讀課標，確立教課目的和教課過程課標對該部分內(nèi)容要求是收集生物變異在育

5、種上應(yīng)用的案例，可見在知識方面課標要求達到理解水平。同時，依據(jù)教課內(nèi)容、學(xué)生狀況的剖析，制定雜交育種與誘變育種一節(jié)的教課目的以下。知識目標：舉例說明雜交育種和誘變育種的觀點、原理、方法、長處和不足。舉例說明雜交育種、誘變育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用。解說遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。能力目標：經(jīng)過觀點模型建構(gòu)、展現(xiàn)、互評、比較、糾錯、完美、總結(jié)等講堂學(xué)習(xí)活動，試試運用文字、遺傳圖解、棋盤圖、流程圖等表達元素科學(xué)地表達育種過程；依據(jù)遺傳和變異原理,使用科學(xué)的思想方法進行“提出問題思慮問題解決（回答）生產(chǎn)和生活實質(zhì)中的問題”等科學(xué)思想過程。感情態(tài)度與價值觀目標：經(jīng)過對我國雜交育種和誘變育種成就的認識，關(guān)

6、注我國育種技術(shù)的發(fā)展及其在國際上的競爭力，認可育種技術(shù)的改進對解決糧食危機等問題的重要性，認可育種專家的科學(xué)精神。為了完成上述教課目的，依據(jù)育種技術(shù)的發(fā)展歷程以“育種方法設(shè)計育種方法優(yōu)弊端概括育種方法限制性思慮育種方法設(shè)計打破”的思路設(shè)計教課過程見圖1。學(xué)學(xué)學(xué)學(xué)總習(xí)習(xí)習(xí)習(xí)結(jié)活活活活鞏動動動動固1234建構(gòu)育種建構(gòu)選擇育種建構(gòu)雜交育種建構(gòu)誘變育種總結(jié)育種原理、方法觀點模型觀點模型2觀點模型觀點模型觀點模型圖1育種教課過程表示圖三、睜開觀點模型建構(gòu)活動高中學(xué)生已經(jīng)有真核細胞三維構(gòu)造模型的制作、人體細胞與外界環(huán)境的物質(zhì)互換模型、呼吸作用過程圖解、光合作用過程圖解、DNA雙螺旋構(gòu)造模型的制作、成立減數(shù)

7、分裂中染色體數(shù)量和行為變化的模型、性狀分別比的模擬等學(xué)習(xí)經(jīng)歷，對物理模型、觀點模型、數(shù)學(xué)模型有必定的認識。觀點模型是指利用符號、圖表等描繪客觀事物的性質(zhì)、聯(lián)系及邏輯關(guān)系的模型。自然，教課過程中依據(jù)課標、教科書的要求，教師不用詳細解說觀點模型的定義，只需應(yīng)用觀點模型指引學(xué)生認識觀點之間互相關(guān)系，或讓學(xué)生運用觀點模型進行概括即可。學(xué)習(xí)活動1：學(xué)生閱讀資料一：品種的定義（資料根源人教版生物必修2遺傳與進化教師教課用書），思慮、商討：什么是“育種”？什么是“品種”？師生共同概括：“育種”是改進動植物件種，即培養(yǎng)品種。并表現(xiàn)育種觀點模型見圖2。培養(yǎng)野生動植物品種(必定經(jīng)濟價值、相對穩(wěn)固的遺傳性)圖2育種

8、觀點模型學(xué)習(xí)活動2：學(xué)生閱讀資料二：人類最早馴化的植物玉米（玉蜀黍）（資料根源中國社會科學(xué)院），以及教科書P98頁相關(guān)古印第安人選擇和培養(yǎng)玉米的資料。要求在閱讀過程中標明出資猜中與品種培養(yǎng)相關(guān)系的要點字隔絕、選擇和培養(yǎng)，由此概括：選擇育種的原理、方法及優(yōu)弊端，總結(jié)選擇育種觀點模型見圖3。野生動植物過程自然狀態(tài)育種方法培養(yǎng)人工選擇選擇育種品種圖3選擇育種觀點模型上述兩項育種觀點模型學(xué)習(xí)活動幫助學(xué)生熟習(xí)育種觀點模型及其建構(gòu)過程，為雜交育種觀點模型、誘變育種觀點模型的建構(gòu)供給示范，發(fā)揮“先行組織者”的作用。3學(xué)活3：學(xué)生4人一小，在堂活表上寫出以種的黃色粒豌豆與種的色粒豌豆本，培養(yǎng)黃色粒豌豆品種（粒

9、豌豆比粒豌豆味道更甜美）的育種方案。并本、他（兩代表在黑板上展現(xiàn)）的育種方案行自、互，及正表達。學(xué)生育種方案之一4。假豌豆粒與粒分由基因控制R、r，黃色和色分由Y、y基因控制，PYYRRyyrrF1YyRrF2YRyyRYrryyrrFYrryyrrF4YYrryyrr4育種解除此以外，能夠用文字、流程、表示等表達元素表示育種方案。引學(xué)生用基因重的原理剖析交育種的方法，如交本的一般要限制在同種生物范以內(nèi)，必通交自交自交的方法，育出擁有相定的性的品種，即合子的，否后來輩就會因生性狀分別而失掉。交育種觀點模型5。野生動植物雜交過程自交育種方法培養(yǎng)選擇雜交育種變異遺傳自交選擇品種基因重組5交育種觀點

10、模型通列我國在交育種方面的大成就，如袁隆平的交水稻，中國荷斯坦牛等，引學(xué)生關(guān)注交育種在生踐的作用、同科學(xué)家大的科學(xué)精神。同，引學(xué)生交育種方法的限制性。如交育種的本一般限制在同種生物范以內(nèi)，只好利用已有基因的重，按需，其實不可以造新的4基因。雜交后輩會出現(xiàn)性狀分別現(xiàn)象，育種進度緩縵（一般需5至7年），過程繁瑣等。觀點模型建構(gòu)學(xué)習(xí)活動3是本節(jié)課系列學(xué)習(xí)活動的“重頭戲”。經(jīng)過“部署學(xué)習(xí)任務(wù)小組建構(gòu)活動展現(xiàn)、互評、總結(jié)”等觀點模型建構(gòu)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，創(chuàng)建一種互幫合作的學(xué)習(xí)情境，指引學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的分別定律和自由組合定律設(shè)計雜交育種方案，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、溝通協(xié)作、研究創(chuàng)新的能力，將“自主、合作、研究”的教課理

11、念詳細化、可操作化。同時加強“科學(xué)方法和技術(shù)”的教育，要點指引學(xué)生體驗“提出問題思慮問題解決（回答）問題”的科學(xué)思想過程，訓(xùn)練科學(xué)的思想方法、表達方法，提升學(xué)生的生物科學(xué)修養(yǎng)。學(xué)習(xí)活動4：學(xué)生閱讀教科書P100頁相關(guān)誘變育種的闡述，查察相關(guān)誘變育種成就的圖片，指引學(xué)生議論引發(fā)基因突變的要素、誘變育種的長處及限制性，由學(xué)生寫出誘變育種觀點模型見圖6。野生植物程人工育種方法培養(yǎng)育種異人工品種基因突圖6誘變育種觀點模型學(xué)生經(jīng)過上述系列的觀點模型建構(gòu)活動，對如何建構(gòu)育種觀點模型累積了一定經(jīng)驗，所以，本活動要修業(yè)生獨立建構(gòu)誘變育種觀點模型。以選擇育種、雜交育種、誘變育種觀點模型見圖7，指引學(xué)生總結(jié)這三種

12、育種方法的原理及其優(yōu)弊端。原理方法野生植物人工育種基因重交育種培養(yǎng)異圖7基因突育種選擇育種、雜交育種、誘變育種觀點模型品種圖7選擇育種、雜交育種、誘變育種觀點模型以表1單倍體育種、多倍體育種比較表指引學(xué)生復(fù)習(xí)單倍體育種、多倍體育5種的原理、方法及其優(yōu)弊端。表1單倍體育種、多倍體育種比較單倍體育種多倍體育種原理染色體變異（成倍減少）染色體變異（成倍增添）常用花藥離體培養(yǎng)單倍體秋秋水仙素辦理方法水仙素辦理純種長處顯然縮短育種年限，育種時間各樣器官大、營養(yǎng)成分高、抗較短。性強弊端技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合與雜交育種配合；獲取的新品種發(fā)育延緩以以下育種原理、方法觀點模型見圖8作為本節(jié)課的總結(jié)，并為下一

13、節(jié)基因工程及其應(yīng)用打“伏筆”。原理方法野生動植物人工選擇選擇育種基因重組雜交育種培養(yǎng)變異基因突變誘變育種染色體變異單倍體育種遺傳？多倍體育種品種圖8育種原理、方法觀點模型經(jīng)過選擇育種、雜交育種、誘變育種觀點模型、單倍體育種、多倍體育種比較表及育種原理、方法觀點模型加強學(xué)生對育種原理、方法的認識，正確理解科學(xué)、技術(shù)、社會三者之間的互相關(guān)系。四、觀點模型建構(gòu)活動教課反省雜交育種與誘變育種一節(jié)的教課，依據(jù)課標要求、教課詳細內(nèi)容精心設(shè)置了一系列觀點模型建構(gòu)的學(xué)習(xí)活動，創(chuàng)建一種互幫合作的學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識解決育種實質(zhì)問題搭建了一個平臺，激發(fā)了學(xué)生生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣，有效地落實既定的三維教課目的。同時，講課教師也在此教課過程中踐行了相關(guān)提升生物科學(xué)修養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡議研究