生命科学是以实验为基础的科学。生命科学的概念和规律大部分是在实验观察和实验操作的基础上,经过分析、综合而归纳总结出来的;即使从原有的知识演绎出来的新理论,也必须经过实验验证,才能被确认下来。
在我们高中阶段的生物学科的学习中,我们是站在前人的肩膀上,直接承接前人衣钵,将近几百年内生物科学家们的探究结果拿来学习。虽然不需要我们去复原他们曾有的复杂探索过程,但是科学家们在探究过程中所使用的思路和方法却是十分值得我们去学习和继承的。
“三三一”教学模式中的“导思议展解答学”六大过程却恰如其分地契合了我们生命科学实验类学习的步骤。生命科学实验的目的在于,发现新的自然现象,探索或验证新的自然规律,或者探索已有理论在实践中的具体运用。
下面,我将利用2019人教版教材必修二这册教材中的一个实验教学案例阐述“三三一”教学模式在生命科学实验类学习中的应用优势。
教学案例:必修二 第二章 第一节 《建立减数分裂中染色体变化的模型》
导:展示一张全家福图片:一个家庭中父母共养育有十个孩子,而每个孩子看起来很相像,又看起来大不相同。民间有句俗语:一母生九子,九子各不同。这是什么原因?能从减数分裂的过程中找到答案么?
思:通过学生个人对教材的通读,结合导学案的相关提示,开展实验前的自我学习与认知:减数分裂过程的模型制作步骤和注意事项
减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时,进行的染色体数目减半的细胞分裂。减I的主要特征是同源染色体配对——__________;四分体中的非姐妹染色单体发生__________;同源染色体________ ,分别移向细胞两极。减II的主要特征是染色体不再复制;每条染色体的__________分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极。
议:小组讨论减数分裂的实验方法及注意事项。
展:小组合作的方法进行实验,并展示小组实验结果。在实验过程中主动获取知识,并完成导学案上的相关题目设置
1.活动准备:
(1)用彩色橡皮泥做出4条黄色和4条红色的染色单体,其中2条黄色的染色单体长3-4cm , 2条长6-8cm;2条红色的染色单体长3-4cm , 2条长6-8cm。
(2)把颜色、长度相同的两条染色单体成对并排放置。用同种颜色的吸扣代表着丝点。
(3)A4白纸一张,在左侧画一个初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体;在右侧画2个次级精母细胞的轮廓,中心体和纺锤体。
2.活动任务:
(1)模拟减数分裂时染色体数目及主要行为的动态变化;边操作边完成染色体/DNA数量变化表和曲线图
(2)模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
探究创新:如果用3对染色体进行模拟,将产生多少种类型的配子?
1.模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
2. 模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
3. 模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的交叉互换
在此过程中学生不仅通过实验操作模拟了减数分裂过程,还在其中学习到非同源染色体的自由组合以及交叉互换的实质。
解:教师根据学生完成情况,具有针对性的诱导学生进行规范的实验,并得出正确的学习结论,归正在自主学习过程中出现的认知偏差,从而得出配子多样性的原因不仅因为在减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合方式,同时也因为在减数第一次分裂的前期四分体中的非姐妹染色单体间发生了交叉互换。
答:通过对学生作品的分析和相关题目的提问检验学生对本节内容的掌握。
学:相关题目练习
例题:右图为细胞分裂某一时期的示意图。
(1)此细胞处于_________分裂时期,此时有四分体_________个。
(2)可以和1号染色体组成一个四分体的是_________号染色体。
(3)此细胞全部染色体中有DNA分子_________个。
(4)在此细胞分裂后的一个子细胞中,含有同源染色体_________对。
子细胞染色体的组合为_______________。
在以上的“三三一”教学案例分享中,可以很清晰地看出这样的教学模式在生命科学实验教学中体现出来的得天独厚的优势。探究性的实验就是在教师的诱导下,让学生亲自通过实验操作去探索研究,认识客观规律。这样的教学模式不但将课堂的主体还给学生,使学生在快乐的过程中学习,也高度符合走进核心素养的素质教育的灵魂。