发现式教学【教学设计】《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》（人教）.docx

孟德尔的豌豆杂交实验（一）合肥七中 吴哲教学模式介绍：发现式学习认为，科学家用来解决问题、探究未知的理性策略可以传授给学生。其模式是在学生积极参与科学探索过程，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面临疑难境，学会搜集和加工资料，最终达到问题的解决，从而获得在真实生活情境中发现问题和解决问题的能力。发现式教学的课程环节：激趣导学目标导学导思点拨设问寻疑诊断反馈拓展延伸设计思路说明：通过科学史做引入激发学生积极讨论，引入教学主题：孟德尔的豌豆杂交试验（一）。根据教材的实际需求把要完成的教学内容分解成层次由浅入深的各个小目标，让学生去感知教材，链接生活，最大限度的使学生动口、动手、动脑，把学习的主动权交给学生。本节课利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边小结本节课的知识结构，起“温故而知新”的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。诊断反馈环节是贯穿本模式的一条主线。 从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的； 从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸；从教学程序上看，主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识、培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练。 “大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。通过延伸使知识系统化，条理化，提升认识水平，为进一步获得生物知识奠定良好的技能与心理基础。教材分析本节开始的问题探讨让学生了解“融合遗传”的内涵，从而为进一步理解本节所述的孟德尔“颗粒遗传”的观点打下伏笔。本节内容是按照孟德尔对生物性状遗传的探索过程，从现象到本质，层层深入地展开的。其顺序即是：孟德尔的杂交实验方法和观察到的实验现象(发现问题)一实验现象的分析(提出假说)一分离现象解释的验证(验证假说)归纳总结分离定律(总结规律)。这就是本节教材内容的内在逻辑结构，这也符合学生的认识规律在教学内容上也便于学生沿着孟德尔的探索过程进行思考和从实际中领悟孟德尔的科学方法。考虑到削枝强杆，重点突出，原教材中的“基因型和表象型”，“分离定律在实践中的应用”以及“显性的相对性”等内容，有点删减，有的移到教材的其他地方讲述，这样安排可以使教学内容更加剪接流畅，也便于学生沿着孟德尔的探索过程进行思考和从试验中领悟科学方法。从呈现方式上，编者的主旨思想是以孟德尔发现遗传因子的试验过程为主线，突出科学史和科学研究方法的教育，与原教材比较，本教材在这方面又有新的突破。为了加深学生对遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系的理解，体验孟德尔的假说，文中穿插了模拟实验“性状分离比的模拟”；正文中还辟有专门栏目，对本节科学史中体现出来的主要科学方法“假说演绎法”进行了介绍；在正文的最后，编者又创设与植物杂交有关的问题情景，安排学生进行设计实验程序的技能训练。教学目标【知识与能力目标】1、认知孟德尔一对相对性状的遗传实验。2、认知孟德尔分离定律的内容和实质。3、理解自交、杂交、测交、正交、反交、性状、相对性状、显性性状，隐性性状、性状分离、纯合子、杂合子和分离定律等概念。【过程与方法目标】1、自主探究：性状分离比的模拟实验。2、相互交流：对分离现象的解释，体会孟德尔对杂交实验分离现象解释的假说。3、自主学习：通过互联网、图书馆、新华书店等多种渠道，收集遗传学之父孟德尔的个人资料等。【情感态度价值观目标】1、体验孟德尔遗传实验的科学方法和敢于质疑、勇于创新，以及严谨求实的科学态度和科学精神。2、尝试进行杂交实验的设计。教学重难点【教学重点】1、一对相对性状的遗传实验。2、对分离现象的解释。3、对分离现象解释的验证。4、分离定律的内容和实质。【教学难点】1、对分离现象的解释。2、对分离定律的理解。课前准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。教学过程：一、激趣导学 “兴趣是最好的老师”。学习兴趣是学习动机中的重要成分，是学习动机中最现实，最活跃的因素。是推动学生产生寻求知识，从事学习活动的强大心理动因。打开ppt，播放孟德尔的生平介绍。孟德尔，奥国人，天主神父。1856年开始在修道院的花园做豌豆遗传试验。1865年发表了题为植物杂交实验的划时代论文，但当时并未引起人们注意。直到1900年才引起遗传学家、育种家的高度重视，被誉为遗传学的奠基人。（展示ppt第2页）老师提问：红花与白花的后代是否一定是粉色？高茎与矮茎后代是否是不高不矮？（展示ppt第3页） 学生思考后，争先恐后举手回答问题，老师趁机导入本课的课题。二、目标导学“教是为了达到不需要教”。叶圣陶先生认为：“教师当然需教，而尤宜致力于导。导者，多方设法”。怎样“教”呢？布卢姆在“教育目标分类学”中指出：欲使学生在课堂教学中愉快学习，主动获取知识，在目标意识驱使下，产生永恒的“内驱力”。显然，“导学”环节就成为“六环节”模式中最核心的部分；也是一堂课中“时间篇幅”最长的一段。【目标分解】1.孟德尔一对相对性状的杂交实验是怎样设计的？2.孟德尔为解释实验结果作了哪些假设？他又设计了什么实验来验证假设？3.分离定律的内容是什么？三、导思点拨 在目标导学环节后，利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边学习，起到加强印象的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构，总结学习方法。符合“认知思考再认知”的认知规律。【讲授新知】一、对相对性状的遗传试验阅读课本P2-P3，寻找名词。1.自花传粉2.自交3.闭花受粉4.纯种5.人工杂交6.异花传粉7.去雄8.父本 9.母本 10.性状11.相对性状（展示ppt第5页）1.豌豆做遗传实验容易取得成功的原因：师：为什么用豌豆作遗传实验材料容易取得成功?生：豌豆是闭花自花授粉的植物，自然状态下是纯种。用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析。（展示ppt第6页）教师介绍：自花传粉，闭花授粉，异花授粉，人工异花授粉，正交，反交等概念。（展示ppt第8、9、10、11页）同时，豌豆还有易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析，豌豆的花大，便于人工授粉因此，豌豆是理想的遗传实验材料。孟德尔经过观察，在34个豌豆品种中选择了七对相对性状如茎的高度：高茎和矮茎这是一对性状相对性状是指：同一种生物同一性状的不同表现类型。他首先是对每对相对性状的遗传各自进行研究的。（展示ppt第12页）下列性状中属于相对性状的是（展示ppt第13页）A、猫的白毛与蓝眼B、兔的短毛与长毛C、人的身高与猴的身高D、棉花的细绒与长绒孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料，找出了七对易于区分的相对性状。（展示ppt第14页）这么多的性状，该如何研究呢？简单 复杂孟德尔的研究历程：（展示ppt第15页）科学研究常用方法：假说- 演绎法2. 一对相对性状（茎的高矮）的杂交实验孟德尔是如何进行豌豆的杂交实验的呢?下面我们一起来看看孟德尔的一对相对性状的遗传实验。 大家先围绕以下问题各自看书(课本P3-6)，进行自主学习，然后同桌之间进行讨论，交流学习的信息。(1)注意弄清以下几组概念的含义：（展示ppt第16页） 亲本、母本、父本； 杂交、自交，正交、反交、测交， 显性性状，隐性性状、性状分离。 (2)在杂交实验中孟德尔选择的是什么样的亲本?他是如何设计杂交类型的?（展示ppt第17页）孟德尔选择的是纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本。在杂交亲本的选择上既用高茎作母本(接受花粉的称母本)，矮茎作父本(传出花粉的称为父本)，同时又用高茎作父本，矮茎作母本如果将第一种杂交类型称为正交，那么第二种杂交类型就称为反交了。但不管是正交，还是反交，F1都有表现高茎的植株。 (3)孟德尔在一对相对性状的遗传实验中观察到了哪些实验现象?（展示ppt第18页）F1都是高茎的即F1只表现一个亲本的性状高茎。F2出现了性状分离即出现了两个亲本性状：高茎和矮茎且高茎与矮茎之比接近3：1(4) F2中出现的3：1的性状分离比是偶然的吗？（展示ppt第19页）七对相对性状的杂交实验数据：实验现象：在F1代中只表现出显性性状。F2代中出现性状分离现象。性状分离比：显性性状：隐性性状接近3：1。 看来F2中出现的3：1的性状分离比不是偶然的。二、对分离现象的解释（展示ppt第20页）孟德尔在对豌豆杂交实验观察统计分析的基础上，果断地摒弃了前人融合遗传的观点，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出了独到的假说。 师：孟德尔认为生物的性状由什么决定的? 生：由遗传因子决定的。(第一次提出遗传因子的概念) 师：遗传因子有什么特点? 生：遗传因子的特点有：独立的颗粒状，互不融合，在传递中不会消失，每个遗传因子决定着对应的性状。 师：遗传因子有哪些类型?与性状有何关系?如何表示呢? 生：孟德尔认为遗传因子有显性和隐性之分。显性遗传因子控制显性性状，用大写字母表示；隐性因子控制隐性性状，用小写字母表示。 师：遗传因子在体细胞中的存在形式怎样? 生：孟德尔认为遗传因子在体细胞中是成对存在的。纯种高茎豌豆体细胞中有成对的遗传因子DD，而纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。体细胞中由相同的遗传因子组成的个体就叫纯合子。 师：F1细胞中遗传因子是怎样的呢? 生：Fl细胞中遗传因子也是成对的。从F1自交产生的后代出现隐性性状看，F1细胞中必然含有隐性遗传因子。其体细胞中成对的遗传因子应是Dd。 师：大家能从中推断出F2为什么都表现高茎的原因吗? 生：对以上事实和老师提出的问题同学们进行认真的分析、讨论。有些同学跃跃欲试。想谈谈自己分析推断的结果。其中有几位同学阐述了自己的认知：因为显性遗传因子(D)和隐性遗传因子(d)在一起时，只表现控制豌豆高茎的遗传因子所控制的性状可见豌豆的高茎对矮茎是显性性状，而矮茎是隐性性状。而隐性性状是在F1表现不出来的。所以，不管是正交还是反交，F1全部表现高茎。 师：这几位同学依据孟德尔的假设进行的分析推断是完全正确的。给大家解开了F1为什么全部是高茎的奥秘，像F1这样的，由成对的控制相对性状的显性遗传因子和隐性遗传因子组成的个体称杂台子。遗传因子在生殖细胞中的存在与在体细胞中的存在有什么不同吗? 生：遗传因子在生殖细胞中是成单存在的。这就是它们之间的不同，(通过比较，可加深理解和记忆) 师：你能分析遗传因子在生殖细胞中成单存在的原因吗? 生：依据孟德尔的假设，在形成生殖细胞的时候，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。所以，生殖细胞中只占有成对遗传因子中的一个，因而也就形成了比值相等的雌、雄两种配子。 师：在受精作用时雌雄配于结合的行为是怎样的? 生：孟德尔认为，雌雄配于的结合是随机的。含有D和d遗传因子的雌雄配子之间结合的机会是均等的。 师：F1产生的雌雄配子之间的遗传行为会产生怎样的结果? 生：从课本P5图15看，F1 (Dd)在形成生殖细胞时，各产生两种类型比值相等的雌，雄配子。由于雌雄配子之间的结合机会相等，因此，在F2体细胞中出了三种类型的遗传因子的组合，即DD、Dd、dd，它们的比值是1：2：1。由于DD和Dd表现高茎dd表现矮茎所以F1自交得到的F2出现了性状分离，分离比是3：1。F1个体数目越多，统计的结果越是按近3，1的理论值。学生阅读性状分离比的模拟实验，思考课本上的问题。（展示ppt第22页）1.两个小桶代表什么？两个小桶中的D小球和d小球代表什么？2.为什么每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个？3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么？4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50100次的含义是什么？在学生阅读的基础上，帮助学生明确实验要求。1.两个小桶分别代表生物体的精巢和卵巢；D小球和d小球分别代表含有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子。2.每个小桶内的d小球和D小球数目都是10个，确保雌、雄配子数目相等。3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是：模拟雌、雄配子的随机结合。4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇匀，按步骤（3）重复做50100次，是为了确保观察样本数目足够多。雌、雄配子结合的机会相等。三、对分离现象解释的验证（展示ppt第24页）设疑：孟德尔假说合理地解释了豌豆一对相对性状杂交实验。但是作为一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该能预测另一些实验结果。孟德尔是如何实现这一目的的呢？讲述：孟德尔的测交实验，给出测交概念，指导学生通过绘制遗传图解，预测测交实验的结果。巡视检查学生习作的情况。通过课件或板图，展示规范的测交遗传图解，对学生出现的错误给予及时的纠正。展示孟德尔的测交实验结果，即用子一代高茎豌豆（Dd）与矮茎豌豆（dd）测交，在得到的64株后代中，30株是高茎，34株是矮茎，两种性状之比接近11。（展示ppt第25页）设疑：引导学生分析：实验结果与预测结果是否相同，这一结果说明了什么？孟德尔设计测交试验的巧妙之处是什么？孟德尔对实验进行归纳总结，提出了遗传学第一定律，分离定律：（展示ppt第27页）一、在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；二、在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。介绍假说演绎法。（展示ppt第28页）四、设问寻疑通过目标导学和导思点拨环节后，完成了教学的基本目标，解决了学生带共性的问题，但每个学生都是一个世界，他们难免还存在着个别特殊问题，所以安排一定时间接受质疑、咨询、解惑，实现因材施教。 教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。设问寻疑的重要功能莫过于给学生一个自主的时空，让学生面对老师和课本敢于提出求异性的问题。循序渐进地培养了学生科学的态度、求真的精神。不拘泥于书本，不迷信权威、不墨守成规要鼓励学生在解决问题方面的多样化，进行个性化学习。这个环节中引导学生大胆质疑释疑，教师应遵循“有疑则教，有惑则解”的原则，为培养创新型的人才奠定了基础。五、诊断反馈诊断反馈环节是一个灵活而流动的环节，是贯穿本模式的一条主线。 从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的；既可以是说，也可以是听；既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是独立作业，也可以是集体讨论。 从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸。从教学程序上看，虽然主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识，培养能力，但也可以安排在新课开始前