专题6：生物的生殖、发育与遗传.docx

专题6：生物的生殖、发育与遗传课程专家：刘恩山 北京师范大学生 教授、博士生导师参与成员：雷明 北京第四中学 高级教师朱立祥 北京教育科学研究院高级教师主持人：雷明 北京第四中学 高级教师第1学时雷明：各位老师，大家好，欢迎参加初中生物新课程远程研修“生物的生殖、发育与遗传”的教学研讨。参与这个专题研讨的嘉宾有：北京师范大学生命科学院、国家生物新课程课标研制组组长、北师大版义务教育课程标准生物学教材主编刘恩山教授，北京教育科学研究院基础教育教学研究中心主任朱立祥老师，我是北京四中生物高级教师雷明。上一讲我们一起探讨了“动物的运动和行为”的教学，这一讲，我们一起来继续探讨专题7生物的生殖、发育与遗传的教学，我们将从主题内容分析、教学策略建议及对教学案例评析等几个方面与老师们共同交流。 雷明：初中生物学课程标准规定了10个学习主题，为什么把生物的生殖、发育与遗传单独设立为一个主题呢？在整个初中生物学中处于一个什么样的地位，具有什么样的价值？ 刘恩山：在初中的生物课程标准中一共涵盖了10个主题，选择这10个主题是想通过这10个主题的学习展示给学生一个比较完整的生物学画面。这个画面要包括生物学中要讨论的最主要的概念和最主要的内容。把生物的“生殖、发育与遗传”作为一个主题，是考虑到让学生在学习这个主题之后理解生命是如何延续的。让学生们知道，今天生活在这个星球上的生物，已经在这个星球上生活了漫长的年代，但对于一个个体而言，个体的生命，不管是动物、植物，也包括我们人，他的生命都是短暂的。它从出生、幼年、成熟，然后逐渐走向衰老，进入死亡，这个生命的过程是短暂的。但是，就种族或物种而言，生命又可以长时间地在这个星球上生存，能够生生不息，这是通过生殖来实现的。所以，学生在理解生物学的时候，一定要学习这样一个重要的生物学特征，理解个体的生命的短暂，理解种族或物种繁衍的漫长，进而从时间的维度上理解生命的延续。所以，在这个重点的部分，学生就要先学习生物个体是怎么成熟的，包括一个个体怎样从生命的开始，然后从幼体逐渐发育成成体，当性成熟以后，完成生殖，产生新的个体，最终完成生命延续这个过程。当学生理解了发育，理解了生殖之后，就为本主题接下来的一个重要内容打下基础。生物在生殖过程中，实际上完成了物种信息的传递，我们把这种信息叫做遗传信息。遗传信息在有性生殖个体的生殖和繁衍过程中，是通过性细胞把亲代的信息传递给子代，从而完成种族的延续和生命信息的传递的过程。这就是这一章的重要作用。当学生理解了这些概念之后，他们会对生命的世界有一种更好地理解，这就是为什么要把这一章作为一个独立的主题，让学生认识生命的这种基本特征，也就是生物的生殖、遗传与发育这个主要内容。这个内容主要包括了四个二级主题，人的生殖发育、动物的生殖发育、植物的生殖、生物的遗传变异。这个四个二级主题也可以分为两个大的部分，一个部分是生物的生殖和发育，这一部分的重要内容是学生要理解人自己，人自身，也就是人的生殖发育。其中包括了生殖系统的学习，个体发育的知识，以及学生非常重视和关注的关于青春期的若干问题，也包含了性教育的问题。以人作为代表，学习完动物的生殖和发育过程之后，还要学习一些关于其他动物生殖和发育的内容，以及进而学到关于其他生物的生殖和发育的内容。在此基础上，进入第二个大的重要内容，让学生理解生物的信息在世代之间是如何传递的，在传递的过程中式如何准确地保留这些信息，以及这些信息会产生一些什么样的变化，这就说到了遗传和变异的问题。这就是整个这一章的价值和意义，学习的主要内容，以及对学生学习的基本要求。 雷明：刚刚刘老师给我们大家解释了在这个主题的地位、意义，以及它所涵盖的主要内容是什么，那么对于生物的生殖和发育这部分内容，我们怎样更好地去理解呢，朱老师？ 朱立祥：接着刘老师刚刚谈到的这个主题中的几个二级主题，生殖与个体间的关系是子代是产生子代。那么，对于一个新生个体来讲，它是没有生殖能力的，它如何由小长大，发育成熟，达到性成熟，有能力繁育下一代，由此产生新的子代和亲代，这个现象都是孩子们能够看到，也能感受到的，这是相似的，那么，为什么相似呢？这就引出这个主题中的一个重要问题，也就是遗传的问题，也就是说生物通过遗传使得在生殖过程中产生的子代和亲代具有相似性，我想这就是个体繁衍和种族繁衍之间的关系。这些刚刚刘老师都已经强调过了，那么，还有一点呢，就是生物在前后代之间的遗传信息传递的延续性，其实我们可以把时间跨度再拉长一些，这就引入到生物的进化问题上。在初中生物学中，尽管我们把进化放到多样性和进化主题当中，但是这个主题与生物进化的对接关系的把握是在教学过程中需要注意的。另外还有一点，我想提醒我们的老师，在这四个二级主题里面，人和动物，我们谈到了发育，而植物这块我们仅仅谈到植物的生殖，对于这一点，我想这跟初中学生的认知特点是有关系的。因为动物的发育已经比较复杂了，而且发育是一个新兴的热点学科，发育有很多事情，特别是在基因水平上的问题，也还没有研究得很清楚。而植物的发育相对来说比较简单，但它涉及到形态、结构、数目等比较多的问题，对于初中的学生来讲，如何再要去学习植物的发育的话，需要涉及的植物相关的事实性的东西会比较多，因此，我们从认知的角度来讲，初中学生一般不涉及到植物发育这块的内容。 雷明：对于生物的生殖和发育的关系，刚刚朱老师给我们做了一个比较详细的解释，那么，对于生物的生殖方式，我们如何去理解呢？ 朱立祥：生物的生殖方式可以这么理解，一个根本的问题，所谓生殖，就是亲代产生子代的过程，这个一个上位的概念。那么，它如何去产生呢？不同生物的生殖方式是不一样的，众多的不一样就形成了多样性，生物的多样性多过生殖发育的多样性，我想这也是我们初中生物学应该让孩子们感受到的东西。但是呢，我们又不能把生物界多种多样的生物的生殖方式都进行讲解，这是很困难的，但是，我们根据生殖和发育的基本特征进行分类，就分为了大家都很熟悉的无性生殖和有性生殖，我想这是一个二维的分法。对于这两种生殖方式，在教学当中应该让孩子们去把握它们之间的本质区别。所谓本质的，就是无性生殖没有两性细胞的结合，它不需要产生性细胞，而有性生殖一定是有两性性细胞的产生。在具体的细节里面，两性又不太一样，但是我们初中，可以不让孩子们把握这么多。但是要知道有性生殖，以人为例，人就是典型的有性生殖生物，在完成个体发育性成熟以后，男性产生精子，女性产生卵细胞，雌雄生殖细胞的结合形成受精卵，由受精卵这一个细胞进入细胞分裂，其实就进入到胚胎的发育过程中。那么以人为例，胚胎在体内发育到一定阶段，成熟之后生下来，进入胚后发育，直到新个体也具有产生下一代的能力，这样一个过程就是人的生殖和发育。核心的内容就是两细胞的结合，而无性生殖是没有两性细胞的结合的。正因为无性生殖没有两性细胞的产生和结合，它又可以分为很多类别，比如说，分裂生殖，对于单细胞的生物，一个细胞一分为二，变为两个个体，比如说，酵母菌在营养条件非常好，环境条件非常好的情况下，单细胞的酵母菌上面长一个芽体，芽体脱落离开母体之后就成为一个新的个体。这个过程没有两性细胞的结合，我们把它叫做出芽生殖，当然还有一些真菌类的，是进行孢子生殖的，包括一些蕨类植物也是这样，这些都没有两性细胞的结合。还有大家非常熟悉的被子植物是可以进行营养生殖的，比如摘一根枝条放到适当的地方就可以发育为一个个体，现在提的比较多的组织培养就是营养生殖的一种技术。所以，要想明白生殖的分类，首先要明白生殖的上位的概念，即亲代产生后代这样一个过程，或者说这样一种能力。在这种背景下，我们把生殖方式进行分类，再抓住它们的本质差别。 刘恩山：说到无性生殖和有性生殖，我们在学习这部内容的时候，学生可以看到，无性生殖有不同的种类和各种不同的方式，有性生殖在不同的生物中也会表现出来不同的特点。那么，学习了这些之后呢，学生可以认识到在无性生殖中有这样一个共同的概念，无性生殖产生的个体，后代的遗传信息全部来自于一个亲代，尽管方式不同，但这个本质的特点是一样的，而有性生殖的个体中，子代的遗传信息一半来自母本一半来自父本。这是无性生殖和有性生殖两种生殖方式的一个重要区别。学生在归纳总结的时候可以认识到这些相同点与不同点。而在理解了这两种生殖方式的根本不同之后，老师还可以根据学习情况，引导学生认识到在无性生殖的个体只能产生单一类型的子代，而在有性生殖的个体产生的子代会出现各种不同的类型，出现多个不同的子代个体。这就为后边我们要学到的，当这些子代生长发育成熟之后，面对复杂多变的环境，生存几率就会高一些，因此，它在这个世界上生存的机会，或者从种族延续的角度讲，它的机会就会多一些。所以，在学生们看到各种各样的无性生殖和有性生殖方式之后，他们还会最终总结出一些共同的特点和规律。 朱立祥：接着刚刚刘老师谈到的，无性生殖后代的遗传信息全部来自一个个体，比如说酵母细胞的出芽生殖，它通过若干次出芽生殖产生的小个体可以说和原来的个体一模一样，这就是它的遗传信息是完全一样的。而任何有性生殖产生的个体的遗传信息一定是来自父母双方，它综合了双方的遗传信息，所以后代在适应环境剧烈变化的时候，优势就能很明显的显现出来，那么，这一点也可以从进化的角度来讲，应该说有性生殖比无性生殖更进化，或者说进行有性生殖的生物它适应环境的能力比无性生殖生物更强。这也正是孩子们感兴趣的，像酵母菌等很多生物，在营养条件好的情况下，进行无性生殖，在营养条件不好，生活环境不好的时候，它要度过一个恶劣的环境，它往往采取有性生殖方式。这是很多孩子感兴趣的。 雷明：我们刚刚探讨的生物的有性生殖和无性繁殖这两种生殖方式，以及它们的作用，都是孩子们非常感兴趣的。首先，对于有性生殖来讲，它有精卵细胞的结合，能够使后代生存能力更强，其关键因素就是它们有来自于父母双方的遗传信息，而无性繁殖只有来自于母体的遗传信息，从这个角度，我们可以理解有性生殖的个体比无性生殖的个体适应环境能力更强。我们刚才对生物的生殖、发育，以及生殖方式进行了一个简要的内容分析。那么，在这个大的主题下面，还有生物的遗传和变异的内容，对于这部分内容，我们应该怎样去理解呢？义务教育阶段的生物课程标准中，对生物的遗传和变异也做了一些要求，这些要求都是怎样的呢？ 朱立祥：义务教育阶段初中课标里，生物遗传变异这个内容要求的出现时间还不长，在上个世纪九十年代初的教材里是没有这部分内容的。我们新课标更加强调了这块内容，既然是新进入义务教育的内容，有些内容还需要在高中教育阶段继续深化，所以，初中阶段还是比较基础化的内容，这是一个整体化的看法。在这个整体要求下，生物的遗传变异在初中应该让我们的孩子明白这么几点：第一，知道生物的性状到底是由什么来决定的。这就是由遗传信息来决定的，那么遗传信息存在于哪儿呢？其实就是我们说的DNA、染色体和基因上，当然，到高中，我们还会进一步去解释是基因碱基的排列顺序。但是，初中应该要把握的就是性状由遗传信息来决定，遗传信息存在于基因上，基因是DNA的相应片段，DNA存在于染色体。这个位置关系是需要学生明白的。第二，还应该知道遗传信息是如何由亲代传递给子代的，它是怎么传递的？比如，父亲有耳垂，孩子也有耳垂，这是一对性状，双眼皮、单眼皮也是一对性状，那么这些性状是怎么传递的呢，性状本身是不能传递的，它怎么传的呢，传的是控制这些性状的遗传物质。遗传物质在哪儿，就是刚才讲到的在基因上，基因在DNA上，DNA在染色体上。那么染色体在哪儿呢？我们要让孩子学习明白，在生殖过程中给遗传变异提供的条件，也就是说，亲代是通过把生殖细胞传递给子代，生殖细胞就直接来源于亲代，雌雄生殖细胞结合就是子代的源头，所以我们说，生殖细胞是亲代和子代之间的一个桥梁。通过生殖细胞，就把遗传信息传下去了，我想这是初中生物学应该明白的第二点。第三，应该知道这样一个传递过程的基本规律。当然，在初中我们不能把它上升到高中的基因的自由组合定律和分离定律，甚至连锁互换定律。但是，我们可以不提这些概念，但是我们应该让孩子们明白简单的基因组成和性状表现的关系。第四，应该理解人类的性别决定。这一点初中孩子非常感兴趣，而且又是初中孩子认知程度能够达到的。性染色体的组成决定了性别，现在科学发展，我们知道性别不仅跟染色体有关系，而且跟染色体上的基因有关系，这些我们可以在高中继续学习。但在初中，我们应该让孩子们明白以人为例，生男生女到底是怎会一回事，性染色体是如何决定性别的。 刘恩山：刚才朱老师已经很详细地非常有条理地把遗传和变异这一部分的内容进行了梳理，也强调了四个要点。这一部分内容对于初中学生来说，稍微有一点难度，因为它出现的生物学术语比较多一些，关于性状，关于基因，关于DNA、染色体，关于显性、隐性等等，而且会涉及到一些生物学的一些重要规律，遗传学、性别决定等等这些规律，所以，学习的难度来讲，内容的抽象程度来讲，对学生的挑战程度，和前面的内容相比会稍稍高一些。但是从另外一个方面讲，这部分内容也是可以教授的，像刚才朱老师提到的，在八十年代，这部分内容是通过教学实践，教学实验研究，证明在初中二、三年级的学生当中教学是可以让学生们理解的，这是有实验研究基础的。再有一方面，在当今社会当中，这些术语，像性状、遗传、DNA等等，不仅仅出现在媒体当中，甚至在广告中都会大量出现，已经进入到人们的省中当中，所以，学生们应该从科学的角度对这些术语有一个清晰地认识，或者有一个基本信息的认识。这样一个背景就为学生们学习和接受这部分内容提供了一个基本的可行的教学条件。以上就是学生们学习的挑战以及可以学习的条件。从教学要求的角度来讲，老师们一定要把握好初高中教学要求的分寸，两个阶段是不同的，我们在这一阶段要为高中打好基础，但是又不要把高中的内容过度下放给初中。初中阶段主要要让学生理解以下几个方面的内容，关于遗传物质和遗传信息传递的方面，需要知道这样几个概念。遗传信息存在于什么地方呢？遗传信息包含在基因当中，基因位于染色体上，刚刚我们所提到的几个术语之间是什么样的关系。学生们要通过这样的描述来建立起自己的概念。在此基础上，知道DNA是主要的遗传物质。同时，同学们还要知道有些形状是可以遗传的，有些性状是不可遗传的，他们要知道什么是可遗传性状，什么是不可遗传性状，在可遗传性状当中，有的是由一个基因决定，有的是由多个基因决定。这样一种概念是要让学生在学习这部分内容的过程建立起来的。当然还包括，在学习了这些基本概念之后，再来学习遗传信息传递的基本规律，比如显性、隐形的决定，比如性别的决定等等。这些基本的规律要让学生们在初中阶段能够理解把握，而且通过这样的学习，也回答了学生们在现实生活中遇到的一些问题，比如说生男生女，这也是社会、家庭中会讨论的问题，当他们理解这些概念之后，他们就能够参与这些讨论，而且能够对这些问题持有一个科学的认识和正确的概念。所以，这是在这段教学中的内容要求和应该注意的要点。 雷明：实际上对于这部分内容教学，我理解的是，虽然它很难，但是我们可以力求从学生生活的角度去帮助他们把握。另外，要符合学生的认知规律，不必要把过多的高中阶段的内容讲授给学生，也不必要刻意去回避。像刘老师提到的，遗传信息在哪儿，谁来决定的，可见到可遗传的变异、不可遗传的变异，以及这个过程的规律，再结合当下讨论的一些社会热点话题，来帮助学生理解。也就是说，从现象到本质帮助学生理解。刚才通过两位专家的介绍，我们对生物的生殖、发育与遗传的教学内容进行了深入的分析，并对它们内在的联系进行了深入分析，比如生殖和遗传信息传递间的关系，以及对于遗传这部内容教学难度的把握。对于每一个主题下的二级主题，我们应该设计什么样的教学活动，让知识作为载体来促进学生的发展，我们该如何设计这方面内容呢？首先，对于人的生殖和发育方面的内容，我们应该怎样去设计呢？ 朱立祥：人的生殖和发育，我们刚才已经做了内容的分析。在教学设计的时候，还是应该抓住本部分的核心内容。人的生殖和发育显然是以人为例的，最基本的男女生殖系统结构和功能，那么，受精作用是如何完成的，也就是雌雄生殖细胞是如何产生的，胚胎是如何发育的这一系列的过程，以及胚后发育过程中青春期的问题，都是这部分的核心内容。所以，从内容标准的角度，前面我们做了分析，在教学设计应该抓住这些内容。对于这部分内容，过去很多老师感觉比较不好意思讲，当然，现在随着科学和科学教育的发展，人们对性的问题持一个比较开放的态度。过去一些老师讲到男女生殖系统这部分内容时，把男女生分开来讲，我们现在也可以探讨把这部分内容合在一起讲，也能够引导学生对这块内容形成正确的正面的态度。作为青春期的男生，不仅要了解自己的身体发育情况，也应该知晓异性的生殖发育情况，女生也是同样。所以，我们并不是特别提倡对于这部分内容，男女生一定要分开来授课。当然，如果老师在具体内容上，比如卫生，想要进行更加细致地指导，进而进行男女分班进行更加深入的探讨，我认为也是可以的。但对于课标本身的基本的内容，是可以男女生共同授课的。这是第一个教学策略的观点。第二点，因为男女生殖系统必然要涉及到一系列的器官、形态、结构，以及一些图片的直观展示。这一系列的过程，比如说受精的过程，胚胎发育的过程，可以有很多视频的资源。这些视频、图片资源就为我们教学的直观展示提供了非常好的素材。教师在教学中要遵循直观的原则，我们要寻找丰富的教学资源，通过这些资源的学习来帮助孩子们进一步深入地认识生殖系统的结构和功能。在教研活动中，我们还能看到很多老师很有创意的教学设计，因为这些生殖和发育的内容，特别是男女生殖系统结构和功能这块内容，再配合青春期的教育，有很多丰富的教学资源。有很多老师自己把这些教学资源收集整理之后，制作成专门的网页，学生通过浏览网页自主学习或小组讨论，然后通过和老师的网络对话，进行BBS交流，老师来回答学生的问题，共同的问题教师再拿到班里讲解，这种网络教学的模式也是非常有意思的。总的来说，关于人的生殖和发育这块的内容主要强调直观，可以有多样化的教学方式，比如网络教学等等。还有老师愿意做一些调查工作，比如女性在怀孕期间、哺乳期间要付出很多很多，那么，母亲在孕育孩子的时候是一个怎样的状况呢，老师把它设计成一个小调查，这些调查也是很不错的，这些东西是一个很好的情感态度价值观的素材，需要和核心概念的学习相配合，而不能够一节课抛开核心主题，全部变成采访的活动。 刘恩山：说到这个内容，我们在前面已经谈到，关于生殖这个大的主题下，人的生殖的地位要高一些，用的课时要多一些，是重点的核心内容。其中有几个方面的原因，一个方面的原因是学生、家长和社会都很关注这个问题。学生很关注是因为他们处在了青春发育期，对异性的好奇，对性知识的好奇，驱使他们要获得这方面的知识，也是他们生理发育的一个特有时段。在几十年前，大概二三十年前，那时候的初中学生的发育程度与三十年后的今天的同样年龄的学生相比，今天的初中学生发育得更快一些，随着社会的进步、食品的优化，现代学生的发育可能会略有提前，成熟得会更早一些，因此，现在的学生对这部分内容的关注程度会有所提高。这个在一线的老师，甚至是学生的家长，都有直接的了解，直接的体会和感受。这是从学生的方面，他们需要这方面知识。那么，另外一方面，某些知识是家长会关注的，孩子成长到这个阶段，其交友或是和异性交往尺度的把握，以及对恋爱的问题，家长也是非常关注自己孩子是一个怎样的态度，会采取什么样的行动，以及他们行为的尺度的把握是如何控制的。当然，由于青少年恋爱和其他一些事情的发生，社会也在关注这方面问题。社会关注的还不仅仅是学生自然发生的交友或者是交友恋爱过程中出的问题，也包括前面谈过的由于通讯技术的发展，由于网络技术的发展，一些不良的，特别是带黄色的这样一些信息，会对社会造成冲击，冲击的一个重要对象就是青少年，所以，社会的这种压力又反过来影响着家长，家长又对这个问题更加关注。所以，实际上，几方面都在关注这方面的内容，但是，这样一个内容在我们生物学当中是为数不多的带有两面性的问题，究竟是教多少是好，如果一点都不教，那么学生在很多事情就很盲目，就可能会出一些需要承担后果的事情，但如果要是什么都告诉学生，有人又会觉得学生本来不知道，但如果被人告知之后就有可能会做出一些出格的事情。所以，这是内容的把握是一个两难的事情，在这种两难的情况下，大家可以看到，我们的新课标和教材当中也有不同程度的处理。大家可以在这个内容上关注一下不同版本的教材是怎样处理这个问题的，有的教材在这个部分对青春期的教育，特别是在性教育的内容上，在课标的基础上有适当的扩展，我们从课程研发过程中反馈回来的信息可以看出，对学生的性教育，特别是性知识、性道德的教育，反应在课程和教材当中，得到了教材评审专家一致地、高度地认可，并且认为这方面内容是非常必要的。特别是让学生在了解了生殖器官结构和功能的基础之上，再对他们进行性道德、性责任的教育，必须要伴随着性知识传授给学生。这是我的一个重要建议，所以，老师们在教学内容的安排上，要注意到这一点，不能仅仅教授知识，而不是性道德的教育。另外一个我想要提示的重点是关于胚胎发育的过程，它是人类发育过程中的一个重要阶段。胚胎发育实际上是学生见不到的过程，他们可以看到妇女怀孕肚子会变大一些，但是在这个过程中发生的变化，对于个体来讲这个过程的意义，以及这个过程中发生的生理上的变化，从生物学角度来讲，是不太直观的，而出生以后的这个发育是相对直观的，因为他们自己就是这么成长起来的，他的朋友、同学也都是这么长过来的，在任何一个社会群体当中，他们都可以看到幼年、青少年、青壮年、成年和老年。所以，我要提示老师们在胚胎发育这部分内容的授课过程中，要采取一些必要的教学方式来帮助学生把握这部分的主要内容和核心要点。 雷明：刚才两位老师的讲解让我们进一步认识到了人的生殖和发育的重要性，以及我们教师所要担负的责任，既要教授相关的必要的知识，还要注意引导学生，帮助学生顺利度过青春期，这点是很有必要的，教师的引导，家长的理解，使孩子们少走弯路。在这个主题下，除了人的生殖和发育作为一个比较重要的内容，我们还有一些其他的主题，比如说动物的生殖和发育，在课标当中，提到了昆虫、脊椎动物的两栖类、鸟类这些动物类群来作为学习的主要内容，对于为什么要介绍这些内容作为课标的主要内容呢？请朱老师来谈一谈。朱立祥：大家也都关注到了，对于动物生殖和发育，课标当中只提到了三个动物类群，无脊椎动物里的昆虫、脊椎动物的两栖类、鸟类。生物的多样性包括了生物生殖方式的多样性，我们在学习人的生殖发育之后，再来学习其他动物和植物的相关内容，也是在这个大的主题下，去认识生物生殖和发育的关系，但是我们时间有限，又没有必要去做过多的重复，所以我们精选了有代表性的动物类群进行教学。昆虫是无脊椎动物中进化非常成功的一个大的类群，它的生殖方式也是多种多样的，但是概括起来基本的方式还是很清晰的，所以以昆虫为例，来学习无脊椎动物的相关内容。至于无脊椎动物还有很多的其他的生殖方式，甚至有些海洋里的软体动物，它的一生到现在科学家都还没有明确的把握，它的不同时期的幼虫往往是另外一种生物，这种科学的例子非常多，显然初中孩子没有必要这样去钻研。那么，昆虫是孩子们身边能够见到的，像家蚕他们还可以自己养一养，跟生活有紧密的联系，所以，无脊椎动物里选择了昆虫。在脊椎动物里，主要的脊椎动物鱼类、两栖类、爬行类、鸟类，哺乳动物我们人类就是典型的，我们的生殖方式，胎生、哺乳、体内受精，这些基本的在人体已经学过了，所以哺乳动物的相关内容就不需要重复学习了。鸟类和爬行类都是典型的大型的硬壳的羊膜卵，它们这些特征基本上是有共同性的，所以，我们选择孩子们在生活中能够容易接触到的鸟类的生殖，我们在教学当中也可以便于开展活动，带孩子参观养鸡场，观察鸡的受精卵如何孵化成小鸡，观察养鸡场、观察鸟卵的结构来学习鸟类的生殖发育。至于两栖类的生殖方式，有一个重要的、孩子们生活当中可能会接触到的就是变态发育，孩子们观察小蝌蚪如何变成一个成体。所以，选择这三个例子是有目的的，目的是认识多样性，但还要照顾共同特点，然后我们有利于开展丰富多彩的活动，跟学生生活实际相联系。 刘恩山：说到与生活实际，以及与生产之间紧密相连，一方面要让学生对生物生殖的多样性和共同的本质的规律有根本性的认识和核心概念的生成。还有一个方面就是刚才朱老师提到的，让这些知识与现实生活能够联系起来。特别是我们国家幅员广阔，有相当一部分学生他们生活的周围可能就有一些生产或实践活动，就与昆虫的生殖有关，或者跟两栖类、鸟类的的生殖有关。比方说，现在最典型的就是养鸡场，很多学生在他的现实生活中就能直接或间接地了解接触到这些情况，当他们学到这些知识后，就能够参与到这些生产实践活动中去，他们就可以用这样的知识作为基础，更好地与家长或有关人员讨论或参与这些活动。也包括我们在教学中是以一种观察材料让学生来观察家蚕的饲养，但是实际上，还有相当多的地方，比如南方的一些地区，它们本身就是蚕丝的生产基地，在这些蚕丝的生产基地，学生的学习就与生产实践活动有关了，学生可以去了解。所以，其实实践当中跟生物的生殖发育直接或间接相关的各种生产活动，与农村地区或者是城市的一些生活都是很相关的。所以，有了这部分知识可以让学生了解周围的实践，甚至可以参加一些生产实践活动。 雷明：关于动物的生殖和发育，我们通过内容的把握和教学策略进行了一个简单的分析，刚才刘恩山也谈到了我们一定要结合学生的生活实际来展开这部分教学，这样可以让学生有更高的学习效率。那对于植物的生殖和发育，我们是不是也遵循这样的教学策略，让它联系生活生产实际来进行呢？ 刘恩山：是的，其实动物和植物的一样的。关于具体的内容我们就不再详谈，对于学生来说，学习了植物的相关知识之后，特别是对生活在农村地区或者是城郊结合部地区的学生来讲，在他们身边涉及到植物的种植、作物的种植这个过程中必然会联系到各种的繁殖技术，所以，这样一种现实生活的实例，都可以在教学当中作为基本的素材来帮助他们理解、认识生物生殖的一些最基本的规律。所以，在学习这些内容的时候，农村或城乡结合部的学校会有一些更好的教学资源，老师们应该把这部分资源利用起来。 雷明：结语通过今天这一讲，我们主要分析了植物的生殖发育，动物的生殖发育，特别是人的生殖发育这些重要内容。在教学内容的把握上，让我们更深入地理解了这些核心知识，在核心知识的指导之下，进行有选择的教学策略的设计，这样就能让我们的教学更有效。无论什么样的教学思路，在资源或媒体的选择上，都应该符合我们的新课程标准，更应该贯彻我们的新课程理念，引导学生进行自主的、合作的、探究式的学习。今天这一讲就探讨到这，老师们再见。 课程文本二 初中生物专题7 生物的生殖发育与遗传（2）.doc 2010年鲁、琼两省普通初中生物学科新课程远程研修文本资料专题7：生物的生殖、发育与遗传 课程专家：刘恩山 北京师范大学生 教授、博士生导师参与成员：雷明 北京第四中学 高级教师朱立祥 北京教育科学研究院高级教师主持人：雷明 北京第四中学 高级教师第2学时雷明：老师们好，上一讲我们从单元教学内容、教学资源、教学策略等方面进行了“生物的生殖、发育与遗传”主题下三个二级主题下教学内容的分析，这一讲中我们将结合一些具体的教学案例，对生物的遗传和变异的内容进行相应的探讨。生物的遗传与变异这个主题下，生物的概念比较抽象，名词多，学生不容易把握，那么，对于教师应该运用哪些教学的策略，去帮助学生从知识的角度去把握核心概念，建立初高中知识的衔接？对此，我们觉得，首先，要对概念有一个科学、准确地把握，教学的主要任务是使学生形成有关遗传物质的概念，从而构建于生物体、细胞、染色体、DNA、基因、蛋白质和性状等为主的概念体系；其次，尽可能地创设一些活动，帮助学生理解、认识遗传现象的本质。那么，在创设活动，讲授知识的过程当中，教师还要注意符合学生认知规律，促进学生思维的发展。接下来，我们将分析两节课例：其一是北师大生物组董晖老师的“基因在亲子间的传递”这节课；其二是观看北京？学校生物组金老师的“性别决定”课例。首先对董晖老师的教学设计进行一个简单的介绍，这节课以基因为主要线索，要求学生明确基因在亲子代之间的传递的桥梁是精子和卵细胞以后，课堂上先解决了基因在哪儿这一问题，接着引领学生分析基因如何过桥，然后将基因在亲子代之间传递的问题转化为染色体在亲子代间的传递问题，通过教师自己设计的基因在亲子代之间的学习指导，也就是学生学习的报告单，组织学生利用去掉大小王的扑克牌，开展模拟活动，从而解决染色体在亲子代间的传递问题，进而也突破了这堂课的教学难点，最后董老师又要求学生通过填图、总结、观看科学的教学视频，来帮助学生总结基因在亲子代间的传递过程。下面我们播放教学片段一，在这个片断当中，董老师力求通过知识的有效落实，帮助学生理解基因、DNA、染色体之间的关系。 董晖老师教学视频片段一观看：基因在亲子间的传递雷明：刚才我们对教学片段一做了简单的介绍，也请大家观看了教学片段，对于这个教学片段，我们两位专家有什么样的看法，请他们来谈一谈。 刘恩山：这是一个很短的片段，大概只展示了两分钟，从这两分钟的教学活动中，老师主要是围着一个核心概念展开的，这个核心概念是遗传物质包含在基因中，基因位于染色体上。对于这样一个核心概念，交待给学生的时候，让学生知道基因、DNA、染色体间的相互关系，把这个概念建立起来之后为后面遗传信息的传递以及亲子之间信息的传递打下一个基础。这一段视频给我们的启示和要点就在于此。 朱立祥：这一段视频刚刚刘老师强调了核心概念，基因、DNA、染色体间的关系，从老师的角度讲，老师运用的是一种教授为主的教学策略。在这里，我想在新课程的背景下，我们并没有千篇一律的或者说绝对化地去排斥、否认过去常用的有效地、有益地讲解。另外一点就是，基因、DNA、染色体之间的关系，老师有语言的表述，但最终是要求学生落在自己的听课笔记本上，学生的方式是尽可能地用图示来把这几个概念间的关系表达出来，我想这也是在某种程度上体现了学生自主学习，主动去建构概念体系的特点。 刘恩山：这堂课可能后面还会跟着一些环节，学生把自己对于基因、DNA、染色体之间的关系的认识用图示表示出来之后，实际上就是把自己的概念是怎样的状态，已经建立到什么程度的理解，用图示的方法很清晰地展示出来，便于学生自己梳理已有的知识，同时也便于老师了解学生的掌握状态，老师能够在巡视的过程中或者是课后与学生的交流中获取这个信息。 雷明：我觉得在教学当中这样的过程是非常有必要的。刚刚朱老师也解释了，在现代课程教学理念之下，教师的讲解也是非常必要的，在讲解之后学生掌握到什么程度，给学生一点反馈的时间，学生在描述的过程当中，也不用花很多时间，但却能把自己学到的内容通过图示的方式呈现出来。我认为这也是课堂上增强学生学习时效性的一种方式。事实上，董老师在学生描述完这个概念之后，分别找了两组学生将自己的图示展示给全班同学，学生画图示的方法，大多数同学都是用三个圆圈来表示，最外边的圆表示染色体，中间的表示DNA，最里面的表示基因，这种图示关系非常一目了然，还有的同学会用文字和线条的方式来展现，当然，董老师也做了必要的补充，说在课堂上是由文字到线条，或者说有一个具体的文字说明，效果会更好。刘恩山，您觉得有了文字，有了线条，线条上还有了具体的说明，实际上这是否是一种非常有效地帮助学生理解概念、展现概念间关系的方式？ 刘恩山：老师对学生的记录方式可以有一些建议，但是我觉得说到哪一种是最好的，对于不同的学生来讲是不同的。教学当中，不同的学生可以用他们认为最恰当最合适的最准确的方式来展现自己对概念的理解，这与学生的知识结构、头脑里构建的结构并不完全相同，但他们会用他们认为最准确地方式把它展现出来。我认为可以给学生多种多样的建议，但对于不同的学生来讲，他会有自己的选择，我们应该尊重学生的选择。只要这种方式在科学概念上是可以接受的，老师就可以认可。 雷明：这是我们刚才看到的教学片段一，接下来我们再来看看董老师在这堂课中的另一个教学过程。在这个教学过程中，教师非常有效地关注了学生认知冲突的问题，基因到底是怎样传递，我们看看这个过程董老师是如何进行的。 董晖老师教学视频片段二观看：基因在亲子间的传递 雷明：刚刚我们观看了第二个教学片段，我们知道教学过程中教师如何抓住有利的教学时机，去帮助学生建议知识之间的联系。那么，请两位老师来简单谈一谈。 刘恩山：她要研究的问题的基因的问题，但基因我们是很难看见的，于是她利用了前面讲过的基因和染色体间的关系，当我们看不见基因的时候，我们可以用什么来研究，自然引导学生想到通过观察染色体行为来分析基因的表现，所以她用这样一个问题来引导学生把一个难以研究难以观察的问题变成一个可见的可以探讨的问题，这个问题设计得很好。而这个问题既用到了本堂课前面所讲到的概念为接下来的课堂活动服务，同时也让学生在逻辑上有一个清晰的思路，什么样的证据可以支持什么样的结论，这个环节设计是非常好的，问题也是设计得很好的问题。接着第二个问题，在没有学习减数分裂，只学了有丝分裂这样一种情况下，她问“对于生殖细胞的结合，如何让世代之间的染色体数目保持稳定，同时又保证遗传信息的准确传递”，提出这样一个问题就化解了学生在认知上的困难，这个问题设计还是很好的。所以这两个问题设计和讨论化解学生在理解重要问题概念的时候遇到的困难，来帮助学生建立正确的概念。 朱立祥：刚刚刘老师对七分钟的教学视频进行了点评。这一段中，老师特别强调学生的逻辑思维的训练，对于基因如何过桥，亲代如何把遗传信息传递给子代，我们很难获得直观的证据。这就要求教师的讲解要符合逻辑，在强调逻辑的时候，老师关注了两点。第点刚刚刘老师也已经提到，基因观察不到，那么就观察染色体，从基因转到染色体，第二个就是制造认知冲突。我想这两个活动背后，其实是老师抓住了核心的知识，基因与染色体之间的关系，因为基因就在染色体上，有一个平行关系，所以老师才能按照这个逻辑去推理，学生的认识学必须要符合这样一个逻辑观点。再有就是关注到了生殖细胞的形成和受精作用，这两个生理过程之间的联系，尽管简述分裂是高中的内容，我们在初中不作要求，但是初中对细胞分裂没有说叫做细胞分裂，其实都很明白，正常的体细胞的分裂就是有丝分裂，有丝分裂是要保证亲子细胞间的连续性，也就是说亲子细胞间是一样的。显然生殖细胞的产生和这个是不一样的，这也为学生今后继续探讨生物的奥秘，为什么生殖细胞产生是染色体减半的，这为以后的学习打下一个埋伏。生殖细胞的形成和受精作用过程之间的关系在这段教学当中是暗含了这样一个核心知识的教学的。 雷明：实际上在这段教学视频中，我们看到的董老师从训练学生科学的思维方法，当学生无法从宏观去把握去观察的时候，怎样把问题转化一下，正像董老师在自己教学设计中写到的一样，要求学生尝试把基因传递的复杂问题转化成研究染色体传递的简单的问题，实际上老师是在教学生怎样把抽象问题具体化，这也是老师用心良苦的地方。接下来，我们来观看董老师的教学片段三，如何有效组织学生通过模拟染色体传递的活动来帮助学生来突破认识上的难点。 董晖老师教学视频片段二观看：基因在亲子间的传递 雷明：通过对教学片段三的观看，我们的老师们应该从这段视频中获得怎样的启发呢？ 朱立祥：这个片段很短，只有三分钟，并没有给大家呈现学生真正在做模拟活动的过程，只有前期为什么要做这样一个活动，教师作了简单的指导。从这面，我们能够感受到这样几点。第一，在前面的科学思维的方法的训练中，讲到染色体不是不断加倍的，那么现在染色体减半了，是怎样减半了，引导学生在这种模拟活动中去验证这个过程。这就体现了证据演示的思想，这就是一种模拟证据的直观化。第二，这个活动，不是为了活动而活动，不是为了课堂教学中有学生合作而设计的活动，而是要解决核心问题的活动，解决什么问题，就是染色体到底是如何传递的，这是与遗传密切相关，所以，我们说活动的设计是为核心内容展开的。这就是一点重要的启示，不能为了活动而活动，仔细分析什么目标都没有，这是第二点。第三，她运用了很多学生的前概念，很多学生说父亲的46条染色体和母亲的46条染色体结合到一起，死掉了一部分，一部分不好的就不要了。这是孩子们的前概念，把这个调动起来，显然这是不对的概念，然后再给还孩子们正确的概念。这几点就是在这段很短的视频中感受到的。 刘恩山：刚刚一共看了三段视频录像，三段视频在回顾一下，这三段视频能够反映这节课的最主要的教学活动，而我们现在来看，这三段视频，以及雷老师进行的简要文字介绍，这三段视频主要关注了两个重要的概念。第一个重要的概念就是遗传信息包含在基因之中，基因又位于每个细胞的染色体上，基于这个重要概念，接下来的系列活动又在传递另外一个概念，行有性生殖的生物体中遗传信息由亲代向子代传递的这个过程中，是通过雌雄配子来完成的，在这样一个过程中，怎样保证遗传信息的稳定和染色体数目的恒定。围绕这两个重要的核心概念设计了一系列重要的活动，帮助学生形成概念，理解遗传的这两个重要概念。所以，这个课程从整体来看，可以达到预期的效果，是能够实现教学目标的这样一节课。 朱立祥：补充一点。这个活动中的材料非常易得，不需要特殊的实验设备和实验材料，大家生活中都在玩的扑克牌，去掉大小王，黑色的黑桃、梅花是十三对作为父方的，红色的红桃、方片也是十三对作为母方的，这个比较符合科学，材料易得，重复使用。 雷明：实际上对于董老师的这节课，在模拟活动之后，董老师还有一个小细节，她通过一个活动报告单让孩子们在模拟的过程中去记录爸爸、妈妈、精子、卵细胞、受精卵的相关信息，她分别给了孩子们五个信封，每个信封上面都标明了刚才提到的五个名词，让孩子们从中观察每一项在活动过程中染色体的数目到底是多少，并记录。当然孩子们对这个活动很感兴趣，而且在记录过程中也出现了很多不同的结果，然后通过学生的汇报把结果统一起来，统一起来之后统一了大家的思路，之后教师又放了一段科学的视频，就是染色体正在分裂过程当中的视频，模拟活动与科学视频相结合，也是这节课对学生有效学习起到很大的帮助作用。刚才通过两位专家的讲解，让我们对这节课有一个更深入的认识，特别是教学设计应该围绕一个什么样的内容来展开，总是对核心概念的把握是我们始终要遵循的，另外，在过程当中我们如何帮助学生形成概念所采取的手段也是需要设计的。 雷明：接下来我们对北京？学校金老师的课例“性别决定”做一个简要的分析，教学设计是这样的，教学内容围绕如何判定是男是女，怎么决定生男生女，这样两个内容展开。对于内容一如何判定是女是女的实施过程，首先教师通过一个小品视频片段“超生游击队”引入，提出问题，生男生女到底怪谁呢，进而提出如何判断一个人的性别呢，教师在这个过程中出示了一些相关的图片，展示了一些变性美女，出示了一些男女体细胞染色体图，通过让学生分析染色体图，引导学生不断地观察思考，由学生得出性染色体决定性别的推论。第二个内容是如何决定生男生女的，教师的实施过程是这样的，通过提出一系列的问题，人类的性别是何时决定呢，性别决定的时候是婴儿出生的时候，还是在胚胎发育过程中，还是在精卵完成受精的时候，为什么在精卵完成受精的时候性别就已经决定了，通过这一系列的问题，教师布置给学生任务，在布置给学生任务的同时也给出了一些提示，要求学生在纸上写出人类性别决定的过程。最后教师指导学生复习精卵结合形成新