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(biāo)準(zhǔn)（下簡稱課標(biāo)）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(biāo)，合理選擇教課內(nèi)容依據(jù)課標(biāo)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)生物2

2、：遺傳與進(jìn)化生物的變異的詳細(xì)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(rèn)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(jìn)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(rèn)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(jìn)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(biāo)，確立教課目的和教課過程課標(biāo)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(biāo)要求達(dá)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(biāo)：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(biāo)：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(dá)元素科學(xué)地表達(dá)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(jìn)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(biāo)：經(jīng)過對我國雜交育種和誘變育種成就的認(rèn)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(rèn)可育種技術(shù)的改進(jìn)對解決糧食危機(jī)等問題的重要性，認(rèn)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(xì)胞三維構(gòu)造模型的制作、人體細(xì)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(rèn)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(biāo)、教科書的要求，教師不用詳細(xì)解說觀點模型的定義，只需應(yīng)用觀點模型指引學(xué)生認(rèn)識觀點之間互相關(guān)系，或讓學(xué)生運用觀點模型進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jì)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(biāo)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(dá)。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(dá)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(jìn)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(xì)化、可操作化。同時加強(qiáng)“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(dá)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(qiáng)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(qiáng)學(xué)生對育種原理、方法的認(rèn)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(biāo)要求、教課詳細(xì)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