省赛课教学设计

1、性状分离比的模拟实验教学设计 四川省高县中学 周永一、 教学内容分析处理 1、教学内容的地位及作用 本实验是高中生物必修2第一章第一节“遗传因子的发现”中的一个模拟实验，其目的是通过人工模拟的方法，使学生间接而具体地体验孟德尔假说，使学生在实践活动中探讨遗传因子分离，配子随机结合与遗传结果的关系，为学习“假说演绎推理”作好准备，为理解分离定律的本质作好铺垫。2、教学目标 知识：认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的关系。（理解水平）。 能力：正确运用实验材料用具；对数据进行收集、记录、统计、概括和推理；分析减少实验误差的方法；培养合作交流和创新思维能力。（独立操作水平）。 情感态

2、度和价值观：养成尊重事实、勇于实践、力求完美的科学精神和态度。（经历水平）。 3、重点难点 知识目标的达成是正确操作实验、分析数据的前提和基础。学生通过合作交流，对实验数据提出疑问；通过分析操作过程和统计数据来解释实验结果；通过提出优化方案来解决误差问题；在整个过程中不断提高学生的科学素养。因此，将能力目标作为本课的重点，将体验模拟实验的相似性作为本课的难点。 二、学生状况分析 1、学生通过“遗传因子的发现”第一课时的学习，对孟德尔杂交实验的过程和孟德尔提出的假说有了初步的了解，但是对分离现象的解释并没有真正地理解，对雌雄配子的随机结合会与性状分离比之间关系还不太清楚。 2、学生有一定的实验操

3、作、观察、对比、分析、推理等能力。但长期以来由于时间紧，任务重，学生习惯于按照书本或教师预先设定的步骤，盲目地进行机械操作，然后填写记录表格，往往对实验操作和结果知其然不知其所以然。三、教学方法及手段 新课程标准十分强调培养学生的创新精神、实践能力、终身学习的能力和适应社会生活的能力。这要求生物教学需要从注重学生科学知识的传授转向全面提高学生的科学素养，提倡以探究、理解、体验、分享与合作等为主要特征的新型学习方式。 按部就班的实验，很大程度上限制了思维能力和创造能力的发挥。本实验既是模拟实验又是定量分析实验，属于部分探究活动，改变了以往传授式的学习。为缩短活动时间和降低难度要求，模拟实验相似性

4、原则的体现是由教师提出，学生在教师引导下作出假设，并实践活动体验本模拟实验中创设的与实际实验相似的实验条件。学生主要完成分析实验操作过程，对实验数据的收集、记录、统计、概括和推理，解释实验结果，并对实验作出反思与改进。 本实验除了采用教材中的材料小球（乒乓球），还使用了两种实验材料骰子和硬币，多种实验材料容易提高学生的积极性，集中学生的注意力。教师引导学生进行数据的比较和概括，从数据中发现问题，驱动学生主动从各方面进行误差分析。当学生思维活跃的时候，鼓励学生提出改进方案，进一步拓展学生对模拟实验的理解。 本节课以三种实验材料为大组，四人小组为单位进行合作学习。小组内部分工合作，相互协调，进行实

5、验操作、数据统计和结果分析，这样有利于极大限度地发挥学生的思维潜能，提高学习效率，增强合作意识。小组之间引入竞争，表现好的小组给予一颗小星星鼓励，组间的交流讨论能迸发出思维的火花，这样既能发挥个人的积极性和创造性，也能激发学生的成功意识和集体荣誉感。本节课还进行了模拟实验的应用，安排了学生模拟男女比例和测交结果，材料就是原来的材料，内容也非常类似，其中后一个模拟的数据要求同学留下来，这样既巩固了刚才学习的模拟的相似性原则，数据的处理等等知识也可以为我们下节课学习对“分离现象解释的验证”带来帮助。本节课既要加深学生对知识的理解，又要提高学生的质疑、推理和创新思维能力。因此，一方面要注意激发学生的

6、自主学习，另一方面要强调教师及时、必要、有效的指导与评价。四、教学步骤步骤 师 生 活 动 设计意图 复习导入 上节课，我们学习了孟德尔豌豆杂交实验的过程。孟德尔采用纯种高茎与纯种矮茎进行杂交，得到的F1代全部是高茎，F1代自交，F2代既有高茎也有矮茎。孟德尔在观察和统计分析的基础上，提出了自己的一套假说。他认为豌豆的高茎和矮茎是由什么决定的，它具备什么样的特点？纯种高茎/矮茎如何表示？纯种高茎/纯种矮茎产生多少种配子？F1代是杂合子，表现出什么性状？ F1代能产生多少种精子/卵细胞？ （在黑板上书写孟德尔杂交实验的示意图。） 通过问题串复习孟德尔假说的四个要点。 引入模拟实验 这些精子和卵细

7、胞随机结合会产生多少种受精卵？这些受精卵之间的数量关系如何？ 学生针对提出的问题，通过补充上述杂交示意图，作出假设：假设DD：Dd：dd1：2：1。依据是：成对遗传因子彼此分离进入不同配子，两种雌配子和两种雄配子随机结合。 这个假设的比值是否符合实际情况呢？精子和卵细胞的种类及其比例是肉眼看不见的。我们能不能通过一些材料来模拟精子和卵细胞的结合，从而得知受精卵的种类及其之间的数量关系？ 提出本课的探究问题，并作出假设， 模拟实验 （一）介绍材料： （1）两个小桶，内置黄色和白色乒乓球各10个。 （2）两个一元的硬币。 （3）2个玻璃杯和2粒骰子。（二）集体讨论得出模拟方法： （1）在投影中列出

8、以下问题：雌雄个体如何体现？ 含有不同遗传因子的雌雄配子如何体现？雌雄个体产生配子的过程如何体现受精作用和受精卵如何体现雌雄配子结合的随机性如何体现。（2）让每个材料大组个的一个小组成员来介绍实验操作，要求要说该实验是怎么体现上面5个问题的。如果学生不能说清的可以由别的同学补充，教师指正。 （3）教师利用投影列表归纳不同材料如何体现上述5点从刚才我们学习的内容来看，这些模拟实验都初步具备了模拟孟德尔假说的条件，但能不能准确反映实验结果呢？孟德尔假说遗传实验需要满足5个条件：1、 子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。2、 雌雄配子结合的机会相等3、 子二代不同遗传因子组合的个体存活相等率相

9、同。4、 遗传因子间的显隐性关系完全相等。5、 观察子代样本数目足够多。模拟实验的条件与实际的实验条件越接近，其结果就越能准确地体现实际实验的结果，所以如果上面的实验能模拟性状分离比，就应该也满足上述条件，请大家在分组做实验时认真体会，实验中究竟是如何满足这些是要求的。（三）实验操作： 分发材料，提出实验要求：在6min内，重复操作50次以上，看哪个小组分工合作最好，操作效率最高，记录单最清晰准确。教师巡堂，发现分工明确的小组及时给予表扬；发现操作错误的小组，马上暂停全体实验，集体讨论及矫错。 每个小组派一位代表将DD、Dd、dd三个数据输入计算机的Excel记录表中，表格自动计算出该组三个数

10、据之间的比例、重复实验的次数以及分类汇总。 组别 DD Dd dd 比例 次数 1 2 球汇总 5 6 硬币汇总 910骰子汇总全班汇总 在学生汇总数据的同时，教师开始引导学生讨论本模拟实验相似性原则的体现。最后用投影以表格的形式呈现。如果我们不遵循这些相似性，实验结果又会怎么样呢 （分组实验开始时安排3个小组分别做数目不等、次数不够、只选其中一种颜色的实验，将结果通报给全班，比较实验结果和其他组之间的不同。比较如下表：孟德尔遗传实验满足的条件模拟实验中创设的相似的实验条件子一代个体形成的配子数目相等，且生活力相同两只小桶分别代表豌豆F1，的雌蕊和雄蕊；D小球和d小球分别代表含有显性遗传因子D

11、和隐性遗传因子d的配子；每个小桶内的D小球和d小球数目都是1O个，摇匀后随机抓取一球，表示F1产生配子时，D与d分离，产生D或d配子，确保雌配子和雄配子中D配子和d配子的数目相等。雌、雄配子结合的机会相等左手从甲桶中随机抓取一球，右手从乙桶中随机抓取一球，合并在一起，表示雌、雄配子结合机会相等，形成子二代F2的受精卵；将抓出的球放回原来的桶内，摇匀，重新抓取后合并，重复多次子二代不同遗传因子组合的个体存活相等率相同每次合并后都记录下“受精卵”的遗传因子组成(DD、Dd、dd)，表示它已发育成F2，且遗传因子组成为DD或Dd或dd，最后统计相等 并汇总出F2 中基因型DD、Dd与dd的比僦遗传因

12、子间的显隐性关系完全相等根据F2中DD、Dd与dd的数目进行统计，统计F2中DD和Dd的个体总数，作为F2中显性性状的个体数，统计F2中dd的个体总数，作为F2中隐性性状的个体数，表示遗传因子间的显隐性关系为完全显性。观察子代样本数目足够多随机抓取、合并记录、分别放回原桶、摇匀后再随机抓取重复做50100次，并汇总全班的实验结果，可以确保观察样本数目足够多。（四）分析结果： （1）投影展示各种数据记录单，比较哪种记录方法更方便、明了。 （2）根据Excel记录表，在小组内部通过讨论，得出实验结论：实验结果与孟德尔的假说是吻合的，出现了3：1的分离比，从而间接而具体地体验了遗传因子分离、随机结合

13、与遗传结果的关系。（3）教师引导学生讨论以下问题：比较小组数据和全部数据可以得出什么结论？如果孟德尔只研究10株豌豆能否得出结论？，两桶中相等数目的小球是否代表F1产生了相同的雌雄配子数？（4）各组提出数据间的问题，分析产生差异的原因，提出改进实验的方法。教师对发言进行点评与归纳。 （五）模拟实验的拓展应用（1）1-6组完成模拟X、Y染色体决定性别比。7-12模拟孟德尔假说的验证实验（2）汇总每个大组的数据，引导学生分析两个模拟实验与原型之间的关系。要求保留这2组数据，将在以后的学习中使用到。（3） 简单介绍模拟实验这种研究方法。用熟悉的材料激发学生的实验兴趣。 学习操作步骤，从实验器材和实验

14、操作层面模拟实验和孟德尔假说之间的关系。组内分工合作，组间引入竞争。及时评价实验中的良好表现与错误操作。 表扬数据记录单设计优胜者。 小组内部发现问题、提出问题，小组间共同讨论解决问题的方法。 学生在模拟活动中体验孟德尔假说学习对数据进行收集、记录、统计、概括和推理应用模拟实验的原理，模拟其他生物现象，巩固本节知识，为以后的学习打下基础。课堂总结 教师总结本节课模拟实验的意义，对表现突出的小组给予肯定与表扬。布置作业，介绍下节课的学习任务。 体验解决问题的乐趣与成功感。 五、教学反思 1、 激发学生主动学习 以往做实验，学生往往只会依样画葫芦，对实验原理和操作不求甚解。本节课提供了多种实验材料

15、，激发了学生的好奇心。为促使学生主动思考，通过教师引导及集体讨论寻求模拟方法。实验前无需把操作要点和盘托出，但注意捕捉学生的错误操作。 学生经常出现的错误操作包括：（1）抓取过的球没有放回桶内；（2）故意挑取某种颜色的球；（3）同一只手在同一个桶内一次抓取两个球；（4）抓取之前没有摇匀。 实际上，正确的操作能体现模拟实验的基本原理，即保证每次模拟过程中，D、d出现的概率相同，保证配子结合的随机性。实验过程中教师及时指出、讨论与评价不同的操作方式，让学生明辨是非。这样，学生能在理解的基础上主动地、愉快地投入实验，真正实现“做中学”。 实验之后比较各组数据，分析误差产生的原因，让学生积极提出优化实

16、验的方法。还安排了模拟新的实验对象，这一方面使学生体验解决问题的乐趣与成功感，另一方面可以培养学生勇于实践、力求完美的科学精神。 2、注重培养学生能力和提高科学素养 根据Excel记录表分析数据之间的类似点和差异点，是本节课的重点内容。该环节除了得出实验结论外，还致力于培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，增强口头表达与交流能力。首先，学生在小组内部通过讨论发现数据间的关系，接着小组代表向全班指出数据的差异所在，判断哪些才是准确的实验数据。教师注意引导学生从两方面进行数据比较：（1）比较各组数据与全班数据及实验假设之间的差异。（2）比较小球组与骰子组、硬币组汇总数据的差异。然后

17、，引导学生从分工情况、操作要点、重复次数、选材等方面进行误差分析。最后，小组间共同讨论减少误差、改进实验方法。 在提出优化方法的过程，学生的创造性思维更是发挥得淋漓尽致。学生提出的方法包括：（1）各个材料组的学生交换材料再做一次实验；（2）采用不透明的容器；（3）骰子组说计数不容易，是否可以将其三面涂上同一种颜色，代表D；另外三面涂上另一种颜色，代表d；（4）硬币组说采用抛硬币的操作时间长容易掉，是否可以改用在桌上转；（5）可否在硬币的正反面用2面胶写上D/d，方面计数。 这些例子说明本实验的确有助于学生增强观察事物、思考问题的能力，形成独特、新颖的思维品质和创新思维习惯，学生的科学素养由此得

18、以提高。 3、 及时点评与组间竞争 评价和过程监控是合作学习策略的基本要素之一。评价的目的是激发学生的学习动机和热情，让学生感到成功，而不是证明学生的失败。本节课的点评包括： （1）教师在实验过程中注意观察学生的表现，引导他们比较不同的操作方式，真正理解模拟实验的原理。 （2）展示学生设计的各种数据记录单，让学生比较哪种设计更清晰、更方便，赞赏设计优胜的小组。 （3）查找Excel记录表中重复实验次数较多的小组。表扬他们组内分工明确、操作熟练程度高。这正是团队成员之间合作意识的体现。 （4）有些小组可能会出现捏造数据的现象。譬如实验时间不过几分钟，但是某些小组汇报的数据是四位数的。这时，教师要引导其他同学质疑数据的真实性，使学生养成尊重科学、实事求是的正确态度。 （5）捕捉学生发言中的闪光点。例如某学生提出“误差是不可避免的”。教师应马上肯定这的确是事实，增强学生的自信心。然后引导学生明白减少误差可增加实验的准确性和可信度。 （6）课堂结束前对表现突出的小组给予肯定与表扬。 小组间竞争主要通过教师评价及加小星星奖励来实现。在进行模拟实验之前，教师应该明确指出期望学生达到的目标。例如在有限的时间内，重复实验的最少次数；分工合作、操作效率、记录单设计、发言的积极性与创新性都是评价的方面，这些方面都