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[关键词]孟德尔豌豆杂交实验;孟德尔定律;研究;意义
[中图分类号]G633.91 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058(2017)05-0127-02
在十九世纪中叶,孟德尔为了证明生物遗传存在着规律性,便做了一个豌豆杂交实验。孟德尔使用了34种豌豆进行了一连串的实验,并在其中的22种豌豆株系里x出了7项性质不同的类别,当然其中的性质都有着明显能够区分的显隐性,并且无模糊的中间关系。之后他对7个组别的有着单独变化因素的豌豆进行了杂交实验,从而得出了一个举世瞩目的定律,这个定律便是“孟德尔定律”。
一、孟德尔豌豆杂交实验选择豌豆作为实验对象的原因
(1)豌豆有着自花传粉的性质,正是因为有此性质所以能够在自然状态下得到纯种的实验对象,进而减少了实验因为对象不纯所造成的干扰。
(2)豌豆其不同性质间的个体差异非常明显,也容易区分,比如高矮茎、花瓣的颜色等,并且没有介于中间性质的物种出现。这种情况能够方便实验者对实验结果的收集,也能够减少因为实验对象性质区分困难而导致的实验干扰。
(3)豌豆对于自身特殊性质的遗传性非常稳定,因此在实验过程中极少出现基因变异的情况发生,由此能够容易收集实验的结果,在实验中容易观察实验对象的变化和分析实验结论。
(4)豌豆的繁殖能力很强,一次繁殖能够产生很多的后代,这为实验者提供了大量的样本信息,从而减少因为偶然性而导致的实验结果的不准确性,让实验者能够更为容易地收集到大量的数据,从而分析实验结果。
二、孟德尔豌豆杂交实验的流程
孟德尔杂交实验的具体流程如表1所示。
三、孟德尔豌豆杂交实验的关键点
孟德尔在实验中使用的七对相对性状如表2所示。
表2盂德尔豌豆杂交实验中的七对相对性状
通过对上述表格的分析之后我们能够发现,孟德尔在相对性实验的实验对象的选择上是非常严谨与科学的。参照孟德尔最初的文献资料能够得出,孟德尔豌豆实验的目的直接明了:利用植物杂交的结果来寻找生物遗传的规律。他在最开始时使用34种豌豆并用了两年的时间进行配置,从而保证了豌豆的纯种,之后在22种豌豆品种里选择了7对有着明显差异的品种来进行最后的结论性实验。从这七种相对性状的选择中便可以看出,该七种性状有着明显的可区分性,并且这七种相对性状皆为质量性状,而非数量性状。这为此后的实验与实验结论的证明省去非常多的麻烦,不得不说孟德尔实验的成功,靠的不单单只是幸运,更多的还是他那份对研究的严谨与勤思。
四、孟德尔豌豆杂交实验的研究结论
1.遗传学中的显隐性
孟德尔对实验中的纯种红花与白花豌豆进行实验时,发现了一个非常有趣的现象,无论两种花之间的夹杂行为是正交还是反交,F1所出现的后代中豌豆花所显示的颜色均是红色。通过对该种情况的进一步分析,孟德尔得出了遗传学中的显隐性定律,例如这七种相对性状不同的实验对象中,圆滑、黄色、灰褐色、饱满、绿色、腋生、长茎为显性基因,反之则为隐性基因。
孟德尔将这批高茎品种的种子再进行培植,第二年收获的植株中,高矮茎均有出现,高茎:矮茎两者比例约为3:1。孟德尔除了对豌豆茎高进行研究以外,还根据豌豆种子的表皮是光滑还是含有皱纹等几种不同的特征指标进行了实验。得到了类似的结果,表皮光滑的豆子与皱纹豆子杂交后,次年收获的种子均为光滑表皮。将下一代的种子再进行播种,下一年得到了光滑表皮与皱纹表皮两种,比例也为3:1。此外,孟德尔还将种子颜色黄绿两色作为区别标准进行了杂交实验,也得出了同样的结果。
3.独立分配定律
孟德尔将豌豆高矮茎、有无皱纹等包含多项特征的种子进行杂交,发现种子各自的特点的遗传方式没有相互影响,每一项特征都符合显性原则以及分离定律,这被称为独立分配定律。另外值得一提的是,在孟德尔死后,人们发现这一定律只在一定的条件下方能成立。
关键词:核心素养;科学思维;科学探究
中图分类号:G633.91文献标识码:A文章编号:1992-7711(2020)14-068-2
《普通高中生物课程标准(2017版)》提出,高中生物课程应以发展学生的学科核心素养,培养全面发展的学生为宗旨。学科的核心素养,既是教师开展课堂教学的总目标,也是高考生物学所考查的高阶目标。在教学过程中,如何让核心素养落地,成为亟待教师探究并解决的问题。
高考生物遗传学可考查的内容丰富、途径多样,能体现考生生物学素养层级。遗传学试题考查的知识兼具广度与深度,能力目标涵盖了4个维度。尤其是理性思维和科学探究的素养。下面笔者将以遗传学部分章节的教学为例,来谈一谈为什么、以及如何在教学中实现对学生科学思维和科学探究能力的培养。
一、为什么要加强学科核心素养的培养
1.培养生物学核心素养是课程教学本身的需求
科学思维是获取知识的过程,包括所有为了获取更多的知识而进行的有目的的思维过程。《普通高中生物课程标准(2017版)》中,对遗传学板块的要求比如“运用模拟植物或动物性状的杂交实验,运用基因的分离和自由组合定律,由亲代的性状预测子代的性状”“以人类红绿色盲或血友病的研究为例,分析性染色体上的基因在遗传上的特点”等等就需要学生具有一定的逻辑思维、演绎推理能力。
科学探究是指学生能够针对有价值的问题、疑问、难题或者想法进行研究,基于好奇与困惑来理解生命观念、建构知识。遗传学三大定律,是科学家通过假说演绎法获得的。因此,遗传学规律的学习,本身就是一个很好的科学探究过程。在课堂上安排一定的探究活动,可以让学生体验科学家是如何探索遗传学规律,更好地理解科学家进行科学研究的方法——假说演绎法,同时作为一种自主学习的方式,它也能帮助学生建构生物学知识——基因的分离定律和自由组合定律以及伴性遗传。
2.培养生物学核心素养是适应高考的需求
历年高考实测数据显示,遗传学试题区分度较高,可对考生进行有效的区分和选拔,助力高考服务选才核心功能的实现。根据2014-2018年高考理科综合全国卷生物试题的实测统计数据可知,遗传学试题相对较难,零分人数比较高。究其原因,一是考生对计算类题目的“原生恐惧”,二是理科综合试题作答时间有限的“主动放弃”。
二、如何在教学中培养学生的科学思维和科学探究能力
教育不是没有思维过程的事实性知识的累积,不是教师将思维传递给学生,而应该是学生个人的思维过程。所以,为了培养学生的科学思维和科学探究能力,笔者在遗传学的教学中进行了以下三个方面的尝试。
1.巧设问题,层层推进,引导学生分析遗传现象背后的原因
比如:在基因的自由组合定律这一节的学习中,首先抛出问题“我们已经知道了一对相对性状在遗传时具有怎样的规律,那么如果双亲之间具有两对相对性状,它们在遗传时每一对是否还能遵循基因的分离定律?相互之间会不会相互影响”,引出这节课要研究的主题。这也是后面在分析實验现象时要紧扣的问题。比如:“我们可以设置怎样的实验方案呢?”“孟德尔也是这样设计的。孟德尔的实验现象是怎样的?”“你觉得黄和绿、圆和皱在遗传时每一对是否还能遵循基因的分离定律?你的依据是什么?”“对实验结果中F2既有与亲本相同的黄色圆粒、绿色皱粒,又有与亲本不同的绿色圆粒、黄色皱粒,你能否做出相关的假设或解释?”“F2的不同表型的比为什么近似于9:3:3:1?”这样就避免了知识的直接灌输,能够让学生自己去分析和解决一定的问题。另外,在用棋盘法进行结果分析之后,再次以问题串的形式激发学生的思维。比如:“图中,有哪些不同的基因型,比例各占多少?表现型有哪几种,比例各占多少?”“这说明了什么问题?”“你能否从图解中找出一定的规律?”“如果不画图解,你能否快速地得出有哪些基因型?及某一种基因型所占的比例?”学生们在回答这些问题的过程中,也许会有一定的障碍,或者完成得不够好的地方,但是不可否认的是,他们能够自主地发现一些属于他们自己的东西。
2.深入剖析,精辟点拨,帮助学生领悟科学研究方法的精髓
在遗传学中,最基本的研究方法就是假说演绎法,最基本的研究方案就是杂交、自交和测交,这些可以说是贯穿整个遗传学教学始终的。然而学生们往往忽视了这种方法本身,只关注遗传学的基本规律,或者对这种方法的理解不够,无法在学习和实践中进行相关的运用。其实在教学中我们应该在适当的时候加以剖析和点拨,帮助学生领悟其精髓。比如:“第二节基因在染色体上”的教学过程。在学习摩尔根的果蝇的眼色遗传实验时,在观察到相关的实验现象后,可以提出这样的问题:“果蝇的眼色的遗传是否遵循基因的分离定律,为什么?”“F2中白眼都是雄果蝇,你是怎么看待这个现象的?你觉得红眼白眼基因应该位于什么样的染色体上?请说明理由?”“你怎么向他人证明你的观点?”“你有哪些可行的方案,预期的实验现象和结果是什么?请用图解表示出来。”而学生在做完他的相关的方案设计以后,就可以点出来,摩尔根也是这样做的。还可以引导同学们反思,其实自己在设计方案的时候,用到的自交、杂交和测交就是遗传学研究的基本方案,我们在研究相关问题的时候关键就是要找对合适的亲本来进行。通过演绎既要能解释已有的现象,又能准确预测未知实验的结果,才能证明自己的假说是正确的。帮助学生理解什么是演绎,以及如何评判演绎的结果是否正确。
3.自主尝试,探索总结,推动学生发现特殊的规律
在伴性遗传这一节中,关于如何判断基因在染色体上的不同位置一直是一个难点,但也是高考常考的点。它对于学生的科学思维和科学探究能力都很高。要想真正让学生掌握一套解决问题的方法,最好的办法就是让他们自己去探索、发现和总结规律。在学习红绿色盲的过程中,可以要求学生自己去思考“人类关于红绿色盲有多少种可能的组合,不同的组合下子代具有什么样的特点”“哪些组合下子代会表现出明显的性别差异?为什么会不同?”当学生真正找出这些特殊性的时候,再请他们思考“要通过某种方案确定某性狀的遗传是否是伴X遗传,有哪些可行的方案”时,他们就能较快地说出自己的思路了。有了红绿色盲的学习基础之后,再来推进学生啃硬骨头“区分基因在染色体上的不同位置”。首先以XY染色体的示意图,让学生提出基因在染色体上有哪些可能的位置。然后再来分别研究不同位置上的遗传特点。这里最难的就是XY同源区段的遗传。仍然可以先问学生“如何探究XY同源区段的遗传特点”“你觉得它与常染色体遗传比较像还是与伴X遗传比较像”“你打算怎么做”。比如关于基因型的书写、组合的类型等等。当学生自己写完12个组合的结果以后,就能很快找出特点了。这时,可以点拨一下,让学生知道,我们需要关注的就是它在什么情况下会表现出伴性遗传“与性别相关联”的特点,并引导学生分析“为什么这些组合下子代会表现出雌雄的不同”,强化理解,而这些特殊的组合就是我们解决相关问题的关键。然后拿出相应的例题,让学生来区分“常染色体与XY同源区段的遗传”以及“伴X遗传与XY同源区段的遗传”,自己尝试总结相关的规律。
(汉中职业技术学院,陕西 汉中 723002)
【摘 要】生命科学是20世纪发展最快、成就最多自然科学。DNA分子结构、遗传规律与染色体理论、器官移植及病毒的发现是20世纪生命科学里程碑式的发现(明),因为这些成就而获得诺贝尔奖获奖的科学大师,为揭开生命的奥秘、探索生命未知世界做出了开创性的贡献,值得我们铭记。
关键词 生命科学;诺贝尔奖;里程碑式成就
诺贝尔奖自1901年颁奖以来,已成为全世界科学、文学和经济学界的最高荣誉。其中自然科学的三大奖项,极大鼓舞了全世界科学工作者探索未知世界、勇于创新、追求真理的激情,促进了20世纪科学技术的突飞猛进,科技新成果引领的技术革新和产业革命彻底改变了世界与人类的生活。生命科学也是20世纪发展最快、成就最多自然科学,众多的诺贝尔奖获奖者,特别是生理或医学奖的科学大师,为揭开生命的奥秘、探索生命未知世界做出了开创性的贡献。我们更应该铭记的是,在众多的获奖者中,有几位杰出的大师,他们用智慧和汗水,为人类开启了认识生命的新大门,完成了具有里程碑意义的科学成就。
(1)克里克(Francis Harry Compton Crick),英国物理学家;沃森(James Dewey Watson),美国遗传学家;威尔金斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins),英国物理学家,三人因建立了DNA的双螺旋模型 (1953年),使生物科学从细胞水平的研究深入到分子水平,而获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。20世纪50年代,人们已清楚知道DNA是生物体普遍存在的遗传物质,但DNA的结构如何?它是如何传递遗传信息并且在代代相传过程中保持相对稳定的?全世界的科学家都在从不同角度进行研究。1951年,学物理专业的威尔金斯首先用“X射线衍射法”得到了第一张DNA衍射图,1952年英国女科学家罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)制备了DNA结晶体样本,并拍摄到更清淅的B型DNA衍射图,证明DNA分子是双链结构,并且是同轴双链,她还计算出该螺旋的螺距和直径。沃森和克里克从DNA能稳定传递遗传信息的角度出发,受富兰克林照片的启发,提出了并建立了DNA双螺旋结构模型,对两条DNA单链间的联系——碱基互补配对做出推断并验证。在此基础上,他们又很快提出DNA分子的半保留复制假设,1969年破译了全部遗传密码,编制出了与化学元素周期表具有同等意义的遗传密码表,完善了“中心法则”等。DNA的分子结构的发现及双螺旋结构模型的建立是生命科学发展的里程碑,标志着人类进入分子生物学领域,使人类第一次从分子水平认识了生命的生长发育、遗传、繁殖、进化等复杂生命现象的本质,为进一步揭开DNA的神秘面纱,全面诠释生命的本质奠定了基础。分子生物学的发展也进入“高铁”时代,遗传密码的破解、转基因工程、克隆技术及人类基因测序等科学成就层出不穷,也不断改变人类的生活。DNA的分子结构的发现也成为20世纪自然科学新的“三大发现”(另2 个是相对论、量子力学)。令人惋惜的是,罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin),这位用X射线衍射法发现DNA结构和病毒结构的女科学家,因英年早逝,与诺贝尔奖失之交臂。
(2)托马斯·亨特·摩尔根(Thomas Hunt Morgan,1866~1945)美国生物学家,被誉为“遗传学之父”。一生主要从事胚胎学、遗传学研究,因创立了关于遗传基因在染色体上性排列的基因理论和染色体理论,以及遗传学第三定律而获1933年诺贝尔生理学和医学奖。在摩尔根之前,孟德尔已通过豌豆的杂交实验提出了遗传学第一、二定律(基因分离和基因自由组合定律),但并未被重视。摩尔根在以果蝇为材料的杂交实验过程中,证实了孟德尔定律的正确性,同时又有新发现,即位于同一染色体上的基因的遗传规律——连锁与互换规律,位于性染色体上基因的遗传——伴性遗传,提出了性染色体概念及基因在染色体上线性排列的理论。摩尔根的研究,完善了孟德尔的性状遗传理论,确定了基因与染色体的载体关系,为现代遗传学的发展指明了方向,正是在他的影响下,遗传学迅猛发展,成就辉煌,使20世纪成为生物科学的“遗传学”时代。
(3)卡雷尔(Alexis Carrel),现代器官移植技术的先驱,主要成就是血管缝合技术、活体组织体外培养;1912年获诺贝尔奖;爱德华·唐纳尔·托马斯(Edward Donnall Thomas),美国医生,1990年,与约瑟夫·默里(Joseph Murray)一起由于在“人体器官和细胞移植的研究”贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖,主要成就是解决了器官移植中的接受者与供体间免疫性(排异性)难题,并于1969成功进行了异体间的骨髓移植,并将骨髓移植技术广泛用于治疗白血病、再生障碍性贫血等。约瑟夫·默里的主要成就是于1954年成功完成了人类第一例器官移植手术——一对双胞胎间的肾脏移植。三人获奖时间跨度比较长,但他们共同解决了器官移植最关键的技术难题,既有开器官移植之先河的探索,又完善了移植技术,从此人类器官移植技术迅猛发展,移植领域不断拓宽,目前人类已掌握了除头颅以外的人体各个器官的移植技术,随着现代科学技术的发展,人造器官、基因再造器官等技术将为器官移植开辟新纪元。
(4)病毒的发现:关于病毒导致的疾病,早在公元前二至三个世纪就有关于天花的记录,也有通过接种治疗天花的记载。但对病毒的确切认识则是在19世纪末。1898年,荷兰微生物学家马丁乌斯·贝杰林克(Martinus Beijerinck)在总结了前人实验的基础上,以烟草花叶病为研究对象,确定病毒是一种不同一细菌的感染性病原。并命名为virus(病毒),即第一个发现并命名了烟草花叶病毒。1935年,美国生物化学家和病毒学家温德尔·梅雷迪思·斯坦利(Wendell Meredith Stanley)发现烟草花叶病毒大部分是由蛋白质所组成的,并抽取了病毒结晶体。将病毒成功地分离为蛋白质部分和RNA部分。斯坦利也因为他的这些发现而获得了1946年的诺贝尔化学奖。1955年,通过分析病毒的衍射照片,罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)揭示了病毒的整体结构。病毒的发现与结构的认定,标志着人类对生命的认识进入新纪元。首先是拓展了人类对生物界的认识,生物分类单位“界”中,又增加了“病毒界”。目前人类发现的各种病毒有4000多种。其次在医学研究上,打开了人类认识疾病的新视界,各种由病毒引起的疾病陆续被确定和发现,治疗手段也日新月异,大部分流行几个世纪的传染病被消灭。同时,因病毒的结构简单、“身材”微小,方便“携带”基因等优点,成为分子生物学、遗传与基因工程、免疫医学研究领域的新宠。
参考文献
[1]柯为.诺贝尔奖获得者主要贡献[J].中国生物工程杂志,1987(5).
关键词:加法原则 乘法原则 遗传学
高中生物必修二《遗传与进化》是高考教学的重点、难点,有许多的计算,学生学完这部分内容以后,往往感到做题力不从心,究其原因,是内容抽象,难以理解。我在教学过程中发现,如果能够有意识地把中学数学有关知识引入课堂,则不仅能够极大地激发学生的学习兴趣,同时也能较好地培养学生的整合思维,加强学科之间的联系。在几年的教学实践中,我尝试采用“复习质疑一对比归纳一知识迁移”的程序进行教学,取得了较好的结果。
教学过程中,把高中数学中“独立重复试验”的概率问题(人教版高中《数学》第二册下A第137页引入,收到了较好的效果,并且使学生认识到“数学是一门工具学科”这一基本观点。5.2独立重复试验概率问题的内容及适用条件内容:如果在一次试验中某事件发生的概率是P,那么在n次独立重复试验中这个事件恰好发生K次的概率P(K)=cP(1一P)k;适用条件:①每次事件之间的发生都是相互独立的;②可能发生的事件只有两种。
1. 有关的数学知识点
(1)加法原则:互斥事件发生(总有一个发生)的概率,等于这几个事件发生的概率之和,即N=m1+m2+m3+……+mn 。
(2)乘法原则:相互独立的事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率之积,即N= m1×m2×m3×……×mn 。
(3)二项式展开的通项公式:(a+b)×(c+d)=ac+ad+bc+bd 。
以上数学知识中学都学过,在解较难的遗传学概率题时有重要应用。
2. 对题目涉及的数学知识的理解
问题的提出及探究上课前利用豌豆的粒色(子叶颜色)黄色和绿色或豌豆的粒形(种子形状)圆滑和皱缩,利用一对相对性状的遗传图解,回顾基因分离定律的实质,指出基因的分离定律研究的是一对相对性状,引出“假如把豌豆的粒形和粒色这两对相对性状作为研究对象,它们后代传递遵循的是什么规律?每对相对性状还遵循基因的分离定律吗?”学生由此产生兴趣,老师引导学生分析确定这两对等位基因在染色体上的位置关系,回顾减数分裂的有关知识,回忆染色体在此过程中的重要行为特征,讨论形成不同配子的种类及比例等一系列问题,归纳总结出基因自由组合定律实质。
整个过程就是“对组合现象的解释”。问题1:什么是相对性状?举例判断是否是相对性状?为什么?(①狗的长毛和黑毛,②豌豆叶子的黄色和绿色);取两对相对性状:豌豆粒形圆滑(R)和皱缩(r),豌豆粒色黄色(Y)和绿色(Y),将全班学生分成两组,让他们根据一对相对性状的遗传实验,分别写出他们的遗传图解。问题2:(多媒体显示这两个遗传图解)师生共同回忆基因分离定律的实质是什么?师生分析总结出基因分离定律研究的是一对相对性状的传递情况。粒色和粒形这两个性状在豌豆植株上同时存在,它们一起传递的情况如何?是否每对相对性状传递仍然遵循着基因的分离定律呢?这两个问题作为主线,贯穿这节课始终。问题3:性状是由基因控制的,控制相对性状的基因称为等位基因,什么是等位基因?基因的载体是什么?研究两对相对性状的传递情况,实质是研究两对等位基因的遗传情况,这两对等位基因(Y,y)和(R,r)在染色体上的位置关系是什么呢?学生分组讨论。师生共同归纳,总结出两种类型(图1和图2)。
图1 图2
图1图2问题4:在减数1分裂中染色体的行为变化重要特征是什么?让学生绘出图1和图2进行减数分裂产生有性生殖细胞的过程(主要绘出形成过程中减数1分裂末期图和减数Ⅱ分裂末期图),学生对比彼此所画的图,总结配子的种类及比例(不考虑交叉互换)。老师总结。问题5:挑选黄色圆粒和绿色皱粒的纯种豌豆亲本进行杂交,假定两对等位基因的关系如图1和图2,请学生写出两对相对性状的遗传图解。(图3和图4)。
黄色圆粒 绿色皱粒
图3
F1 YyRr × YyRr
F2 图4
数学知识的具体应用如下:
加法原则如:相同表现型用加法,从图4中统计得F2中的表现型有:黄色圆粒有9;黄色皱粒有3;绿色圆粒有3。
乘法原则如:不同基因型、表现型、配子种类的自由组合用乘法,F2中出现的基因型有9种即3×3=9,Yy×Yy 有基因型3种(YY、Yy、yy),Rr×Rr有基因型3种(RR、Rr、rr),;表现型有4种即2×2=4,Yy×Yy 有表现型2种(黄色、绿色),Rr×Rr有表现型2种(圆粒、皱粒);F1产生配子的种类有4种即2×2=4,Yy产生的2种配子Y、y,Rr产生的配子有2种R、r。由亲本到F1也适用。
二项式展开的通项公式:F2中出现的4种表现型与数量比9黄色圆粒:3黄色种类:3绿色圆粒:1绿色皱粒,Yy×Yy 有表现型2种(3黄色、1绿色),Rr×Rr有表现型2种(3圆粒、1皱粒),即(3黄色:1绿色)×(3圆粒:1皱粒)=9黄色圆粒:3黄色种类:3绿色圆粒:1绿色皱粒。由亲本到F1也适用。
推广应用
(1)配子类型问题
如:AaBbCc产生的配子种类数为2x2x2=8种
(2)基因型类型
如:AaBbCc×AaBBCc,后代基因型数为多少?
先分解为三个分离定律:
Aa×Aa后代3种基因型(1AA:2Aa:1aa)
Bb×BB后代2种基因型(1BB:1Bb)
Cc×Cc后代3种基因型(1CC :2Cc:1cc)
所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。
(3)表现类型问题
如:AaBbCc×AabbCc,后代表现数为多少?
先分解为三个分离定律:
Aa×Aa后代2种表现型
Bb×bb后代2种表现型
Cc×Cc后代2种表现型
在教学过程中通过学生反映,大多数同学感觉这门课程较难,要改变学生的这种认识,首先需要教师最大限度的调动和激发学生的学习兴趣,使学生能够积极主动到参与到教学中,而不是老师自己在自言自语。多数同学反映细胞分裂、染色体理论、DNA分子结构和孟德尔遗传部分内容在高中生物中已经接触过,那么在这部分内容的讲述中可以很好的让学生参与进来,形成以学生为主、老师对他们之前没有接触的新的知识进行讲解和补充,这样不仅可以使学生真切的体会教师授课的辛苦,更为关键的是可以充分调动同学们的积极性和主人公的参与意识。这种形式的教学不仅使学生对课堂知识掌握更牢固,也锻炼了学生们的课件制作、演讲等能力。在讲到体细胞遗传如克隆和基因组学如转基因部分等最新热点问题时,可以采取更为灵活的教学形式,如辩论赛、专题讨论等形式。这既打破了传统的以教师为中心,学生被动、消极的接受知识的局面,也有利于启迪学生的创新思维能力,对培养新的经济体制下的新型全面的人才也非常有利。通过各种途径让学生参与到教学活动中,在培养同学们参与意识的同时,充分调动了同学们对遗传学课程的兴趣,同时也加深了对重点和难点内容的理解。
2充分使用多媒体和网络教学手段
遗传学作为生命科学专业的一门专业基础课程,部分章节或内容相对抽象,学生不易理解,这时可借助多媒体教学把生命的微观结构或动态生命过程通过动画形式展现出来,或把课堂难以控制的演示实验通过播放录像的形式演示出来,或把某些应用性强的知识通过视频教学方法展现给学生,使学生真正理解所学知识,从而实现宏观与微观、整体与局部、动态与静态的有机结合。利用当代大学生对互联网的依赖性,可引导他们利用网络进行专业学习,将课堂教学与引导学生网络学习相结合。如在讲到某些热点问题时,可引导学生自己通过互联网查询相关信息,并把自己了解到的、体会到的给大家讲解,这样通过广泛的发挥同学们的作用,使大家都可以了解到相关的最新学术信息。互联网教学不仅提高了教学效率,丰富了学生的知识面,也使学生参与进去,培养其主人公意识,真正对该学科产生兴趣,从而愿意学、乐意学。
3引入实验教学
遗传学课程牵扯到许多的实验,如DNA是遗传物质的证明、遗传定律的证明、PCR技术、染色体核型分析等如果没有实验教学而只有理论教学的话,就会使学生相对难以理解。这门课程本身就是理论与实践相结合的学科,通过开展相关实验,不仅验证了课堂教学的理论,而且可培养学生的实验设计及用理论知识进行实验技术分析和解决问题的能力,使学生养成良好的科研习惯。纵观国内众多相关院校都开展了遗传学的实验教学,因此我们可以参考和学习他们的经验,编写和制订适合本校学生的遗传学实验指导。综上,遗传学实验课程的开设非常有必要。
4注重理论与实践的相互结合