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探究基于整体式教学情境创设的“基因表达与性状的关系”教学设计与实践
摘要:基因表达与性状的关系是高中生物必修二的重要组成部分,对于学生了解遗传关系、树立良好的生物学理念和核心素养有着十分重要的作用。在核心素养背景下,高中生物教师提倡学生在解决现实问题的过程中,树立良好的价值观念以及必备品格。基于此,本文针对基因表达与性状的关系这一课时,探讨了整体式教学情境创设的基本策略以及教学过程,为该课时的教学工作调整以及整体教学情境的建设提供参考。
关键词:整体教学情境;基因表达与性状的关系;教学
1、教材及学情分析
从现行的《普通高中生物学课程标准》相关内容看来,人教版高中生物必修2教材要求学生了解到“DNA分子上遗传性质是通过RNA指导蛋白质合成,细胞分化本质是基因选择性表达结果”,同时也将次位概念加入其中,简单而言,是某些基因中碱基序列维持不变但表现改变的表观遗传现象,这一次位概念也是属于亲代传递给子代的遗传信息主要是在DNA分子上编码这一大概念范围。该章节是以大观点和重要概念为基础进行教学工作,确保学生可以从之前零散的生物学知识出发逐渐建立完善的概念,形成良好的概念模型。作为新课标以及教材新加入的教学内容,表观遗传的学习是该章节教学工作的重难点所在,表观遗传作为当下遗传学研究的重点内容,与经典遗传学存在明显的不同,也是对经典遗传学的内容进行补充和延续[1]。为了有效突破教学中的重难点知识,教师需要以学生固有的经典遗传学知识为核心,引导学生对于表观遗传学发展的必要性进行理解,强化学生知识应用的链接。同时,教师需要以问题情境设置作为基本导向,使用探究性方法进行概念教学,引导学生在真实实验中解决实际问题。
2、教学过程设计及实践
2.1利用教学情境导入新课
现代生物学普遍认为,人的身高、长相、疾病都是能够遗传的,情绪是否能够遗传也是一种问题。教师可以在课前导入环节,将美国埃博利大学的研究视频为学生进行播放。视频的主要内容是在一个充满南北移动。苯乙酮气体的环境中,放置一只雄性小鼠并对其施加电击,小鼠会表现出对于苯乙酮气味的恐惧性。但需要注意的是,这些雄性小鼠的第二代和第三代同类也会对苯乙酮气体产生恐惧。在视频播放之后,教师需要引导学生思考恐惧是否会遗传,小鼠对苯乙酮的产生的恐惧是表现出的一种现状,这种现状由什么控制?通过什么表现?
教师这种利用真实生物实验建立教学情境的方法,能够引发学生产生认知方面的冲突,激活其学习兴趣,以此为基础联系已有的生物概念,为后续的知识学习奠定坚实的基础。
2.2教学情境持续途径推进引导学生探索新知识
教师在为学生建立学习情境的情况下,需要提供有关气味与人体蛋白结合的相关资料。同时,教师需要向学生表明现代研究证明小鼠的腺苷酸环化酶基因在被清除之后,便会出现嗅觉失常的现象,让学生通过教师给出的资料阐述基因如何对现状进行控制。在此之后,教师需要为学生展示有关豌豆的圆粒和皱粒、囊性纤维化、人的白化症状等现象,让学生思考基因是如何对形状进行控制。教师基于初始设置的教学情境,或者在串联多个教学情境的情况下,可以形成完善的情境体系,通过整体式的教学情境引导学生就基因如何控制性状进行深入探究[2]。学生可以根据教师给出的相关教学资料,逐渐归纳总结出基因对于性状的控制途径,在激活学生学习兴趣和探究欲望的同时,能够帮助学生基于生物学知识和证据不断进行归纳和总结。
在经历这一步之后,学生已经意识到基因的碱基排列会出现顺序改变,从而导致性状改变的现象,让学生思考之前雄性小鼠性状的改变是否也会出现基因的碱基序列变化,随后由教师向学生出具相应的资料,并向学生提问雄性小鼠的基因碱基序列是否出现改变以及性状改变的原因。学生在思考并产生认知突出之后,教师可以为学生展示DNA甲基化的示意图,并让学生思考DNA甲基化的具体含义、甲基化的部位及其对基因表达的影响。学生小组在讨论交流的过程中,能够对基因的表达转入过程进行回忆,让学生思考转录的模板以及所需要的酶的种类。在此之后,教师可以引导学生对于教材中73页的资料全方位进行分析,并让学生思考流传柳穿鱼和小鼠基因碱基排列顺序是否出现改变以及性状改变的原因。学生可以根据教师给出的实际资料对于小鼠的性状改变进行全方位探索,并结合教师提出的DNA甲基化示意图和教材资料,在激活认知冲突的同时,逐渐建立表观遗传的概念。
2.3利用教学情境探讨环境对生物性状的影响
教师需要利用多媒体设备为学生提供基因型为“Aa”雄鼠以及基因型为“aa”雌鼠杂交的资料和尼古丁对于小鼠精子基因甲基化程度的影像资料,让学生结合已有的表观遗传的概念思考环境如何对生物体的性状产生影响以及个人得到的启示。在这种情况下,学生可以根据之前教学情境的分析,意识到小鼠的性状改变也就是一种表观遗传形象。教师基于此设置的教学情境能够帮助学生意识到环境因素能够对DNA的甲基化程度进行改变,最终引发表观遗传现象,对于生物的形状产生影响。学生能够意识到良好的生活习惯以及饮食习惯都会对人类的后代产生深远的影响,逐渐形成正确生活的态度。
总结
从现代教育学的相关成果看来,教师创设的各种问题教学情境能够帮助学生主动思考和探讨,提出相应的问题解决方案,促进学生逻辑思维的深化发展。整体式教学情境建设是将学生的课堂学习活动作为一个整体,将教学情境作为知识学生学习的载体,逐渐形成良好的学科概念。在基因表达与性状的关系教学过程中,教师基于情绪的遗传性、基因控制现状的途径等教学内容设立了整体式教学情境,在教材内容、教师指引的影响下,学生可以自主进行探索和分析,形成了较为完善的生物概念以及基础知识框架体系。
参考文献
[1]李琳.“基因与性状的关系”单元教学中“表观遗传”一节教学设计[J].生物学通报,2022,57(11):29-31.
[2]刘文娟,王淼,张要军.基于小组合作式的教学设计与应用——以“基因表达与性状的关系”为例[J].教育教学论坛,2022(14):137-140.