《基因突變及其它變異》--教學(xué)設(shè)計

1、基因突變及其他變異教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能  ：1、 過程與方法  二、教學(xué)重難點分析 本課重點在于物種、地理隔離和生殖隔離的概念教學(xué)。學(xué)生理解并能運用概念分析問題是這節(jié)課的目標(biāo)，因此難點也就在讓學(xué)生運用相關(guān)概念分析物種形成的過程。為此在設(shè)計課程時，我們以建構(gòu)主義的教學(xué)思想為指導(dǎo)提出了以下設(shè)計思路： 1概念的形成知識源于觀察。運用多媒體圖片呈現(xiàn)不同物種生物的特點，讓學(xué)生通過觀察和比較，主動把握特點間的關(guān)聯(lián)，自主建構(gòu)物種、地理隔離和生殖隔離的概念，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，讓學(xué)生能更深入的理解相關(guān)概念的形成過程。

2、0;2概念的運用在對概念的運用中加深對概念的理解，重視培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力和邏輯思維能力。重點以一種生物（地雀）為例，提供材料供學(xué)生分析、討論，旨在培養(yǎng)學(xué)生運用概念分析問題的能力，以及將具體問題抽象化的能力。在問題討論后通過引導(dǎo)學(xué)生解釋和建構(gòu)模型，來把握物種形成的關(guān)鍵過程，以培養(yǎng)學(xué)生將抽象的模型重新具體化的能力。整個過程通過設(shè)問層層深入，啟發(fā)學(xué)生思考。 3知識的梳理和遷移課程最后通過學(xué)生建構(gòu)概念圖的形式梳理知識點，讓學(xué)生把握知識點之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。讓學(xué)生主動運用所學(xué)知識分析其他生物（普通小麥）物種形成的案例，做到知識遷移，舉一反三。  三、教學(xué)流程 四、

3、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程設(shè)計意圖教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課    展示樺尺蠖種群數(shù)量隨年代變化的直方圖和曲線圖，讓學(xué)生分析其變化原因。觀察直方圖和曲線圖，分別分析。復(fù)習(xí)已有的知識和概念。提出問題  樺尺蠖基因頻率有沒有變化？ 樺尺蠖有沒有進(jìn)化？基因頻率變化了。 樺尺蠖進(jìn)化了?；貞浕蝾l率和進(jìn)化的關(guān)系。引入課題在樺尺蠖的進(jìn)化過程中，并沒有形成新的物種。 那么什么是物種，物種是如何形成的呢？ 從已有概念引入新課，學(xué)生能自覺建立知識點之間的聯(lián)系，進(jìn)行知識的遷移。（一）概念的形成： 

4、物種的概念展示馬的種群圖片分析種群內(nèi)生物的特點。鍛煉學(xué)生觀察能力。 語言表達(dá)能力。 通過學(xué)生主動參與建構(gòu)概念的整個過程，加深對概念的理解。掌握概念形成的一般方法。提高歸納總結(jié)的能力。然而要使種群繁衍下去，生物體還必須具備什么能力呢？ 展示馬交配繁殖的圖片。交配和繁殖 將剛才觀察分析用到的關(guān)鍵術(shù)語羅列出來，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)物種的概念。聯(lián)系術(shù)語，建構(gòu)物種的概念練習(xí)判斷展示馬和驢生出騾子的圖片，提出問題：是不是同一物種。不是！后代是不可育的，不符合物種的概念。馬上運用概念進(jìn)行判斷，體會概念中的關(guān)鍵限制因素。生殖隔離的概念提問：不是同一個物種的生物具有什么特點呢

5、？ 引出生殖隔離的概念，指明生殖隔離和物種形成之間的必然聯(lián)系。回答問題。 練習(xí)判斷展示東北虎和華南虎的圖片，提出問題：是不是同一物種。是！沒有產(chǎn)生生殖隔離，能夠產(chǎn)生可育后代。上穿下連，運用物種和生殖隔離的概念，引出地理隔離的概念。隔離的概念回憶生殖隔離和地理隔離的概念和實例。比較其共性特點。 （二）概念的應(yīng)用： 情境設(shè)置（1）展示達(dá)爾文環(huán)球考察的線路，加拉帕戈斯群島的地理位置和形成過程。 提出問題：加拉帕戈斯群島的形成原因。學(xué)生感受、觀察、體驗。 回答問題。創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲。感受科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，提高學(xué)生探索求實的科學(xué)素養(yǎng)。

6、分析與討論（1）提出問題：加拉帕戈斯群島上的地雀從何而來？討論后分析回答問題。 情境設(shè)置（2）展示加拉帕戈斯群島上十多種地雀的圖片。學(xué)生充分的觀察其特點差異（食性和棲息條件）。鍛煉學(xué)生觀察能力。  分析與討論（2）通過John Gould的研究結(jié)果提出問題：加拉帕戈斯群島上的地雀為什么與南美大陸的不同？ 重點內(nèi)容，在學(xué)生回答過程中可適當(dāng)加以引導(dǎo)。討論后分析回答問題。 注意應(yīng)點到環(huán)境不同、出現(xiàn)差異、出現(xiàn)生殖隔離、形成新物種。培養(yǎng)學(xué)生運用已有知識和條件綜合分析、解釋現(xiàn)實現(xiàn)象和解決實際問題的能力，提高學(xué)生的知識遷徙能力，并在應(yīng)用知識點的同時加深對知識

7、的理解和掌握。逐步展示新物種形成的模型，引導(dǎo)學(xué)生對模型中的現(xiàn)象進(jìn)行解釋，并要求解釋過程中使用學(xué)過的相關(guān)術(shù)語。學(xué)生觀察模型的模擬過程，分析所模擬的具體事件，解釋事件發(fā)生的原因和特點。通過對模型的使用和解釋，培養(yǎng)學(xué)生在科研過程中將具體問題抽象化的意識，鍛煉其將抽象概念形象化的能力。情境設(shè)置（3）展示加拉帕戈斯群島的地理特點和各島嶼的自然景觀概貌。觀察比較各島嶼的差異。 分析與討論（3）提出問題：加拉帕戈斯群島上的地雀種類為什么如此多樣？討論后分析回答問題。 注意聯(lián)系到地理隔離和各島環(huán)境差異的作用。將討論（2）分析的地雀新物種形成的過程一般化，舉一反三，提升學(xué)生的遷移能力。逐步展

8、示多種地雀形成的模型，引導(dǎo)學(xué)生對模型中的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。觀察模型的模擬過程，分析所模擬的具體事件。 （三）概括物種形成的基本環(huán)節(jié) 從群島十多種地雀的形成實例中，概括物種形成的基本環(huán)節(jié)。 提出問題：地理隔離究竟是不是物種形成的基本環(huán)節(jié)？ 展示在同一個島嶼上的三種地雀的形成過程。 提出矛盾，激發(fā)學(xué)生思考，再逐步釋疑，效果更好?，F(xiàn)在你能說出物種形成的基本環(huán)節(jié)嗎？回答并分析各環(huán)節(jié)的作用 案例分析異源六倍體普通小麥的形成過程是否符合物種形成的三個基本環(huán)節(jié)？分析回答。提升知識的遷移和應(yīng)用能力。概念圖建構(gòu)根據(jù)所學(xué)知識完成概念圖。分析回答。通過概念圖對

9、本節(jié)課的重點知識及其聯(lián)系有整體把握。進(jìn)化學(xué)前沿地雀進(jìn)化相關(guān)基因的研究結(jié)果。 培養(yǎng)學(xué)生不斷探索、勇于創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)和攀登科學(xué)高峰的壯志雄心。 六、教學(xué)反思 在整個教學(xué)設(shè)計和實施的過程中我有以下幾點體會： 1、指導(dǎo)思想 在教學(xué)過程，我們始終以當(dāng)代建構(gòu)主義(constructivism)的教學(xué)思想為指導(dǎo)，力求將其思想貫徹到教學(xué)設(shè)計和實施的始終。建構(gòu)主義的教學(xué)思想認(rèn)為，學(xué)生不是簡單被動的接收信息，而是根據(jù)自己的經(jīng)驗背景對外部信息進(jìn)行主動的選擇、加工和處理，以建構(gòu)知識的意義。而我們教師的角色則是學(xué)生建構(gòu)知識的幫助者和引導(dǎo)者。因此我在教學(xué)過程中并不直接呈現(xiàn)

10、知識本身，而是努力為學(xué)生提供各種信息資源，如達(dá)爾文環(huán)球航行、加拉帕戈斯群島形成、群島上的各種地雀和各島嶼上的景觀等等，從而創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生建構(gòu)意義的理想情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。學(xué)生在教學(xué)過程中則主動的對情境信息進(jìn)行感知，有針對性的篩選出對解決問題有價值的信息，并通過獨立分析和協(xié)作討論等形式把握了知識間的內(nèi)在聯(lián)系，建構(gòu)了有效的知識意義。比如，學(xué)生主動建構(gòu)物種和隔離的概念，并運用概念間的相互關(guān)系建構(gòu)物種形成的模型，以及通過對地雀物種形成過程的分析建構(gòu)其中的三個基本環(huán)節(jié)等等。整個過程從建構(gòu)概念入手，然后由有效的情境和問題把學(xué)生的思維和理解逐漸引向深入。教師就像搭起了支架一樣將學(xué)生的智力從一個水平引導(dǎo)

11、到另一個更高的水平，極大限度的拓展了學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。   2、課題特點和材料處理 物種的形成是第七章生物進(jìn)化的最后一部分內(nèi)容，在此之前，學(xué)生對達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說和現(xiàn)代生物進(jìn)化論的部分內(nèi)容有一定程度的了解，對物種是如何形成的產(chǎn)生了一定的好奇心，這是本次教學(xué)的有利基礎(chǔ)。 然而，物種形成是長期演化的結(jié)果，通過短短四十分鐘的課程無法完整呈現(xiàn)其過程。而如果教師主要講授概念，羅列大量的科學(xué)研究結(jié)論，則無法體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，學(xué)生只能被動接受研究結(jié)果，不能切身感受和探索物種形成的研究過程，勢必使教學(xué)效果大打折扣。因此，物種形成過程的呈現(xiàn)形式就成了本課教

12、學(xué)過程中的一大難點。 “傷其十指不如斷其一指”。我們的思路是以加拉帕戈斯地雀的形成過程為個案，挖深講透，從中提煉出物種形成過程的共性和特性，讓學(xué)生有窺豹一斑之感。因此我利用網(wǎng)絡(luò)收集大量有關(guān)加拉帕戈斯群島和島上地雀形成的研究材料，包括近期的科研文獻(xiàn)，挖掘其中有價值信息，篩選出對表現(xiàn)進(jìn)化過程的關(guān)鍵特點有幫助，并能夠直觀呈現(xiàn)在高中課堂上的重要的內(nèi)容。 值得一提的是，科研論文的閱讀往往需要一定的專業(yè)知識背景，所以絕大多數(shù)的材料形式往往超過了普通高中生的接受能力，并不適合在高中課堂上呈現(xiàn)。因此，教師對一級資料的加工、整理和再創(chuàng)作顯得非常重要。在對科研材料的研究過程中我發(fā)現(xiàn)，模型呈現(xiàn)方

13、式相對于文字呈現(xiàn)方式和實物呈現(xiàn)方式而言，有其獨特的優(yōu)點。模型相對于實物，更加凝練，只提取其中有效信息，而且可操作性更強，長期進(jìn)化過程的關(guān)鍵步驟可以通過模型濃縮到數(shù)分鐘內(nèi)完成。相對于論文中的文字信息，模型更加直觀易懂，便于專業(yè)背景不強的學(xué)生接受。所以，在解釋“為什么島上地雀與南美大陸的不同”和“為什么島上的地雀種類如此多樣”這兩個問題時，我制作了兩個模型幫助學(xué)生更直觀的感受物種形成的過程。   3、課程結(jié)構(gòu) 本課是一節(jié)概念教學(xué)課。在教學(xué)中，材料過多往往形式流于凌亂，材料不足往往說理不夠充分。而本課，在教材原有內(nèi)容基礎(chǔ)上又增添了幫助學(xué)生理解和運用概念的大量圖片、模型和

14、研究材料，如何將它們有機整合到一起為教學(xué)服務(wù)是個難題。 這在一定程度上要求課程設(shè)計結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，同時簡單且易于回顧。為此，我們將本課主要內(nèi)容進(jìn)行了模塊化處理，分為概念的形成、概念的應(yīng)用和總結(jié)運用三大塊。在概念的形成中，主要解決物種和隔離兩大概念的教學(xué)。在概念的應(yīng)用中主要以加拉帕戈斯地雀形成為例，應(yīng)用所學(xué)概念，直觀的理解物種形成過程。其中通過層層設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生回答“為什么島上有地雀”“為什么島上地雀與南美大陸的不同”和“為什么島上的地雀種類如此多樣”這三個問題，簡化了案例的教學(xué)內(nèi)容。最后回顧案例，總結(jié)物種形成的基本環(huán)節(jié)，并運用它分析普通小麥的形成過程，就完成了本節(jié)課的教學(xué)。 對課程

15、結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化整理有利于從大量教學(xué)材料中篩選出有意義的信息和內(nèi)容，不但有效的防止了冗余信息對教學(xué)主線的干擾，而且使教學(xué)過程更具目的性和操作性，使教學(xué)思路更加流暢并富于邏輯性。   4、學(xué)生為主體和教師為主導(dǎo) 新課程的教育體系要求教學(xué)過程要以學(xué)生的發(fā)展為本，提出“學(xué)生是教學(xué)的主體”。因此我們在設(shè)計本課的教學(xué)過程時，充分考慮學(xué)生的認(rèn)知心理，在每個概念的提出之前，都通過相應(yīng)的現(xiàn)象或情境引入，然后讓學(xué)生自己運用術(shù)語歸納出相應(yīng)的概念。如通過對馬的種群特點的分析引出物種的概念，對馬和驢生出騾子的現(xiàn)象進(jìn)行判斷引出生殖隔離的概念，通過分析東北虎和華南虎的實例理解地理隔離的概念等等。由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律，做出結(jié)論，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生進(jìn)入到一種主動學(xué)習(xí)的狀態(tài)。 同時我們還認(rèn)識到，以學(xué)生為主體并不意味著教師的作用退居其次，可以放任學(xué)生天馬行空的思維。教學(xué)是個有目的、有計劃、有組織的活動，具有可控制性。教師不僅是知識的傳授者，而且是教學(xué)活動的組織者，對教學(xué)過程的順利開展具有主導(dǎo)作用。而本節(jié)課要緊緊抓住學(xué)生的思維，激發(fā)其強烈的求知欲，更要求我們將大量的教學(xué)材料有機組織起來。一方面，“一切知識來源于觀察”，我們通過直觀的視頻和圖像資料激發(fā)學(xué)生打開感觀、接受新知；另一方面，青年初期的學(xué)生，抽象思維居于主要地位，能進(jìn)行理論的推斷，因此我