时间：2024-02-20 14:37:20
【关键词】生物学 遗传与变异 实验课 教学案例
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）11-0180-01
对中学阶段学生来说，学习遗传变异知识不仅对理解生命现象，提高生物科学素养有积极的促进作用，而且对整个生物学课程学习也有着基础作用。不过，有关遗传变异的教学一直是中学阶段的难点，如何摆脱抽象、刻板、概念化的讲述方式，开发直观、体验性的实验课教学案例，是课改后中学阶段生物学教学改革与创新的方向[1]。本文笔者认为，从现代分子生物学技术角度来展示遗传变异现象可作为实验课教学案例开发的一种尝试。
1.案例选取理论依据
选取中学生物学课程“生物技术实践”板块中“微生物的利用”章节，以催勉克氏菌为分析载体。催勉克氏菌系优良的水稻根际联合固氮菌，对罗红霉素具有抗性。而带有质粒pFAJl819：：mTn59gusA-pgfp21的大肠杆菌，具有卡那霉素、氨苄青霉素抗性和绿色荧光的遗传标记，同时也携带无启动子的β-葡萄糖苷酸镁基因（gusA），后者的表达产物β-葡萄糖苷酸镁可使5-溴-4-氯-3-吲哚-B-D-葡糖苷酸（X―Gluc）分解而呈蓝色。
通过接合作用，质粒pFAJl819：：mTn59gusA-pgfp21导入受体菌催勉克氏菌，产生接合子。于接合子内，转座子mTn59usA―pgfg2121携带的葡萄糖苷酸酶基（无启动子）、卡那霉素抗性基因（有启动子）和2个绿色荧光蛋白基因（有启动子）插入到催勉克氏菌DNA中，绿色荧光蛋白、gusA及卡那霉素抗性基因的表达。由于在细菌繁殖生长过程中不同基因转录表达强度有差异，即启动子活性有别，有不同接合子形成的单菌落在含有单菌落在含有β-葡萄糖苷酸镁底物培养基上水解底物的强度也出现差异，蓝色深，说明mTn59gusA-pgfp21插入的基因的启动子活性高，蓝色浅，则相反[2]，即为展示细菌的遗传与变异现象。
2.实验方法
2.1实验对象
催勉克氏菌Klebsiella oxytoca，大肠杆菌AJl819/Esch-eriehia colj DH5ae/DH5α。
2.2培养基、抗生素及仪器
LB培养基组成：酵母提取物、氯化钠各5g，蛋白胨10g，双蒸水1000ml，121℃灭菌20min；
抗生素：卡那霉素25μg/mL，罗红霉素100μg/mL氨苄青霉素，4℃保存。
无痰培养基组成：甘露醇10g、KH2PO4 g，MgSO4・7H200.4 g，NaCl 0.2g等，蒸馏水1000ml，琼脂15-20g，115℃杀菌30min。
2.3 仪器
试管，三角烧瓶，烧杯，培养皿.量筒， 1.5mL离心塑料管，玻璃棒，接种环，牛角匙，酒精灯，棉花，牛皮纸，记号笔，pH试纸（pH5.5～9.0），麻绳，纱布，签，过滤除菌器，培养基分装器等实验室常备仪器。
2.4 亲本接合方法
将FAJl819/E.coli（供体菌）和催娩克氏菌（受体菌）培养至对数期，按2：l比例在少量LB液体培养基中静置培养24～48h，取适量涂布于含有50 μg/mL吖啶橙、25μg/mL卡那霉素、100μg/mL罗红霉素的无氮固体培养基（筛选培养基）30℃下培养筛选接合子。将筛选出的真接合子、pFAJl819：：mTn59gusA-pgfp21/ E. colj DH5α（供体菌）、催勉克氏菌（受体菌）分别用灭菌牙签点接预先准备好的3种培养基：①添加25μg/Ml Km和20μg/mL X-gluc无痰培养基；②添加20μg/mL X-gluc的LB；③无痰培养基，于30℃培养1-2d后观察菌体生长及gusA、gfp基因产物表达情况。
3.结果
经亲本接合和筛选获得真接合子，供体菌、受体菌和接合子在不同性质培养基上的生长和显色统计如下表1：
表1 不同培养基上供体菌、受体菌和接合子生长及标记基因表达
4.讨论
正如前面所言，生物学遗传变异教学必须更直观、具象化，强调体验式，重在培养学生学习兴趣和探究欲望，在此过程中加深对遗传变异知识点的理解和掌握。从本文来说，该实验最大特色在于操作简单，实验现象形象性突出，易观察。实验过程涉及到的培养基配置、消毒杀菌、细菌接种、震荡、静置培养、肉眼观察等，环节清晰，各个操作均易操作。选取“微生物利用”作为案例开发对象，就是针对细菌涉及到的抗生素抗性、绿色荧光标记、gusA基因显色具有易识别现象，因改变导致的表型和功能变化在短时间内即可通过肉眼观察，这对学生来说易于认知和理解。
参考文献：
[1]胡玉华.对生物学核心概念及其内涵的研究[J].生物学通报，2011（46）：53-56
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交配方案，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交配。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交配组合，不同的交配组合下子代具有什么样的特点”“哪些交配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“要通过某种交配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、交配组合的类型等等。当学生自己写完12个交配组合的结果以后，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“为什么这些交配组合下子代会表现出雌雄的不同”，强化理解，而这些特殊的交配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。
针对传统遗传学实验教学中存在的问题，在教学中确立注重基础、加强能力、提高素质的全面发展教育观，对遗传学的实验教学内容加以优化，设置模块式课程实验和综合实验，结合教学方法及教学组织形式上的改革，重点突出实验的设计性、综合性及创新性，实施全天性开放实验教学，着力培养学生的研究性学习能力，拓展了学生的知识视野，提高了遗传学实验课程教学质量。
遗传学实验课程是遗传学教学的重要组成部分，是生物、农学、医学类等专业一门重要的专业基础课实验[1-2]。随着分子生物学的迅猛发展，以染色体作为代表的经典遗传实验内容和遗传规律的验证性实验已不能满足学科发展的要求[3]，对现行实验课程的教学内容和方法进行整合和优化势在必行。笔者基于多年来的教学实践，在湖南农业大学校级本科教学改革项目的支持下，在遗传学实验课程教学方面进行了一些有益的尝试。
1 整合实验内容，制定实验教学目标
传统遗传学实验教学中普遍存在“三多三少”现象[4]：即染色体操作及经典遗传实验内容多，分子及群体遗传实验内容少;内容单一具体的验证性实验多，设计性、综合性、创新性的实验少;课外补助时间完成的实验多，课堂计划学时内完成的实验少。生科院遗传学实验的授课对象是生物技术、生物科学和生物工程专业的学生，如何在有限实验学时内将经典遗传学实验内容与分子遗传学实验技术实现有效衔接。笔者根据专业培养计划，结合学科发展现状和趋势，重新编写了《遗传学实验技术》教学大纲。明确了课程的性质和任务、实验目的和基本要求、实验项目的具体内容、实验考核方式及办法、实验教材及主要参考资料以及教改说明。将遗传学实验20学时及实践教学的0.5～1.0周(生物技术0.5周，生物科学1.0周)进行合理整合，具体归纳为5个实验模块，即遗传学实验技能训练、果蝇经典遗传、染色体细胞遗传、群体遗传及分子遗传。将遗传学实验技能训练、染色体细胞遗传和分子遗传等3个实验模块整合在0.5～1.0周的连续性实验周中。在教学改革中，基于多年来对教学内容与教学方法的探索，以及科研实践的经验体会，吸取了国内外成熟的经验和信息资料，自编了一本通俗、易懂、实用性较强的实验指导。同时利用多媒体技术，将遗传学实验中比较抽象，难以理解和掌握的一些规律、技术、方法用视频或flash动画等深入浅出、生动形象地展现出来，使学生对实验的细节有更加直观、深刻的印象。将这些课程数字化资料上传到学校校园网上，使学生随时查阅，随时学习，学生进实验室后明确自己要“做什么，怎么做”。目前，已建立了较为完善的课程体系，具有完整的实验及实践教学大纲、考试大纲、课程教案、讲稿、多媒体课件、自编实验指导书等，为进一步提高教学质量提供了良好的保障。让学生能在学习的过程中加以理解，理解后能掌握，掌握后能加以应用。
2 加强实验教学团队建设
教学团队建设是保证课程教学水平提高和教育教学持续稳定发展的关键。为切实加强实验教学，取得良好的实验教学效果，全面安排实验双线教学，即由主讲教师全面负责组织教学，辅导教师密切配合共同参与整个实验过程的管理和答疑工作，主讲教师和辅导教师在不同的班级间互换角色交叉排课，使授课教师能够全面了解学生的学习状况和效率，也增强了教师的责任感。每轮实验前建立实验预做制度，确保实验的可行性与可操作性。教师队伍中教授1人，副教授1人，讲师2人，都具有博士或硕士学位。既有丰富教学经验和实验实践经验的中年教师，又有年富力强勤奋钻研的年轻教师，实验教师与学生的比例为1∶40左右，是一支在学历结构、年龄结构、学院结构、师资配置上合理，工作上精诚合作奋发向上的教学团队。
3 整合教学资源，建立新型实验教学体系
我校生物科学技术学院实验中心是省重点实验室，依托植物生产国家级实验教学示范中心，通过省级普通高校基础课示范实验室建设和中央与地方共建高校基础课实验室建设，在实验教学中已实现多媒体辅助教学，构建了显微数码互动教学系统，添置了先进、实用的新设备，提升了仪器档次和自动化程度，真正达到优化组合，合理配置资源。为遗传学实验技术课程的开设和实践教学搭建了一个坚实的平台，对实验内容进行了精心选择与安排。
3.1 设置遗传学实验技能训练模块，整合细胞遗传实验模块
将显微数码互动教学系统的使用、实验用具器皿的准备、药物试剂配制及连续性实验中的实验组织、注意事项、公用仪器使用等内容整合为遗传学实验技能训练模块，同时将动、植物染色体制片技术(包括减数分裂、果蝇唾腺染色体制备、染色体结构变异、多倍体诱导)等经典遗传实验内容整合在0.5～1.0周的综合实验中，通过0.5～1.0周连续性、全方位基本训练，学生系统掌握了细胞遗传学的研究方法和实验技能，为本科毕业论文的开展打下了坚实基础。
3.2 整合果蝇经典遗传实验模块
果蝇的杂交实验是遗传规律研究的经典实验。从亲代的杂交到子一、二代的自交、性状鉴定、数据统计分析，实验流程长达2个月以上。尤其是处女蝇收集选择，必须实施全天性开放实验室才能让学生参与实验的全程。而传统的遗传学实验，一次课仅有3～4 学时，许多实验操作不可能在限定时间内完成，为保证实验结果的正确性，教师不得不“包办”大部分的实验过程，只选择最后的步骤让学生观察和实践，是典型的为验证而“验证的实验”，学生的研究性学习能力得不到拓展，实验兴趣和求知欲望得不到满足。因此，将果蝇生活史的观察与饲养、单因子分离规律、双因子自由组合规律、伴性遗传、两点与三点基因定位5个验证性实验整合为1个果蝇经典遗传设计性实验。要求学生以组为单位，设计1～2个杂交组合的实验结果来验证4～5个遗传规律。通过亲本品系的合理选择、培养基配制、果蝇的饲养、亲本的交配设计、转瓶培养、子一、二代观察与鉴定至最后的实验结果统计及结果分析等环节，能全面考察学生对所学知识的掌握与应用程度，让学生真正明白了实验设计方案对实验成败的重要性，培养了学生自主学习和研究性学习的能力[5]。该模块设置2次课堂实验，共8学时，分别以实验设计与亲代杂交，中期实验数据统计与交流，实验结果汇报总结为主要内容，实验室全天性开放，学生利用课余时间自觉主动地完成各项实验操作，教师督促指导。在PPT课件汇报实验结果环节，要求学生将原始实验数据进行具体分析，即使实验结果与实验的预期值不相符合，只要学生能找出实验失败的原因并提出相应补救方案，实验就算通过。通过该模块内容整合和实验实施，学生由被动变主动，激发了学生的实验兴趣和学习热情，增强了学生团队意识和工作责任感，培养了实事求是的科研态度和严谨的工作作风。
3.3 优化群体遗传实验模块，增加分子遗传综合实验模块
由于遗传学理论课学时缩减，群体遗传学理论部分的讲授主要集中在遗传平衡定律的解释分析上，遗传平衡定律的应用、扩展及生物学例证则要通过学生自主实验来加以实现，并应证所学理论知识。为此，将人类味盲、嗅盲基因群体的基因结构调查与分析，整合为群体遗传实验模块。实验提供几种味觉、嗅觉鉴别的化学药剂。如苯硫脲(PTC)、薄荷香精、黄连、乙醇、乙酸、氨水等。教师以人类典型味盲、嗅盲基因结构调查分析为主要内容进行指导，再将学生分成几个实验小组，组长带领组员从文献的查阅到调查方案的设计、药剂配制(课余时间完成)、实验的实施到结果分析均由学生独立完成。实验设置2～3个实验因素，每个实验因素设置2～3个水平，包括调查群体的基因种类、调查对象以及实验所用的味觉或嗅觉鉴别药剂的浓度系列等均由学生安排。该模块计划课时为4学时，学生通过邀请教师、学生组成随机的孟德尔群体，尝味相关药剂进行人类味盲、嗅盲基因群体的基因结构调查与分析，准确尝味不同浓度的相关药剂是保证实验结果的重要前提，稍有心理因素的干扰就可能导致实验结果的偏差，要求受试人排除一切心理因素干扰，细细尝味、嗅味各种药剂，实事求是地报告实验结果，通过该实验模块教学使学生对群体遗传有全面系统认识。传统的遗传学实验教学中涉及分子遗传学实验较少且系统性不强，利用0.5～1.0周的连续实验周，尝试以教师的科研材料为基础，增加植物的遗传转化与鉴定方面的实验。例如利用教师科研工作中构建的β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuron-idase，GUS) GUS报告基因系统，以拟南芥、烟草为材料，将工程农杆菌浸渍拟南芥花序和农杆菌侵注烟草叶片瞬时表达等为内容进行植物遗传转化实验，学生通过对转基因和非转基因对照材料的抗性筛选及组织化学定位染色，可以从显微镜中非常直观地观察到基因在植物器官、组织和细胞中表达的特异性，明白基因表达的组织特异性主要决定于该基因的特异性启动子。只要知道启动子在什么部位表达，即可推测出该启动子所启动的基因的表达部位。通过植物遗传转化和鉴定实验模块，开拓了学生的知识视野，为后续的基因工程课程的学习奠定了良好的基础，为学生申报大学生创新课题提供了很好的思路和启示[5]。
4 在实验教学组织形式上突出设计性、综合性、研究性
通过教学资源的整合和实验模块的设置，加强了遗传学实验的系统性和整体连贯性。前期安排基础性技能训练和相关遗传学规律的验证实验，中、后期通过0.5～1.0周的连续实验周，以教师的科研材料为基础安排设计性、综合性、研究性实验。在果蝇的经典遗传模块，群体遗传和分子遗传模块实验中，实验室全天候开放，学生分成实验小组，组长负责并带领组员，查阅文献资料，确定实验方案，进行实验实施。由于实验中每个项目和环节都责任到人，学生增强了责任意识，更加关注自己的实验结果，他们利用课余时间进行实验观察、数据记录整理及结果分析，保证了实验的系统性和连续性，突出了设计性、综合性、研究性的特点。学生在写课程总结的时候，几乎都提到：实验期间，加深了同学之间的深厚友谊，大家团结协作，互相帮助，互相补充，增强了班级的凝聚力。
5 建立行之有效的实验考核体系
经过教学内容的优化和实施，逐步建立和完善了一套行之有效的课程考核体系，考核内容包括以下几项。
5.1 实验设计方案撰写
综合实验前的实验设计方案撰写占考核总成绩的30%。通过这个环节的训练，充分调动了学生的自主性学习热情，学生根据实验要求，分头查阅大量的专业文献资料，通过课堂或小组集中讨论环节，最终确定实验方案，看到自己的实验设计能实施，学生的成就感油然而生，不仅开拓了知识视野，也增强了学生做实验的兴趣和信心。
5.2 实验报告撰写
实验完成后，要求学生独立完成规范化的实验报告。包括前言、实验材料与方法、实验结果分析、讨论4个部分，做到实事求是、数据可靠、书写格式规范、分析得当，要求实验报告的重点放在实验结果的分析和讨论部分。实验报告的撰写占考核的50%，通过该环节的训练，学生的理论知识得到进一步巩固，阐述分析能力有了很大的提高。
5.3 实验技能考核
采取了实际操作结合当场提问的方式进行，包含实验操作的规范、仪器的正确使用、实验中的注意事项以及一些课堂讲解过的理论知识。除了以上考核内容外，还把学生实验课的出勤率、值日的表现等作为考核内容之一，占考核的20%，以此培养学生养成良好的实验操作习惯和严谨的科研作风。
5.4 创新与建设奖励
在综合实验过程中，部分学生能表现出较好的创新思路，如设计方案的独特、新颖，实验实施中提出了合理化的建议等，教师都给予适当的鼓励和加分。学生通过这样的实验实践过程，激发了学生的求知欲，充分发挥了学生的主观能动性，活跃了课堂的学习气氛，收到了良好的学习效果。
6 结语
遗传学实验课程经过近3年的整合、优化，取得了一定的效果，构建了一个完整、科学的课程模式和体系，为培育具有创新精神、高素质、高能力学生做出了有益的尝试。
（一）教学设计
教学目标
1.知识目标
(1)孟德尔研究性状遗传的材料和方法(A:知道)。
(2)相对性状、显性性状、隐性性状、基因型、表现型、纯合子、杂合子、等位基因的概念(C:理解)。
(3)一对相对性状的遗传实验及解释(C:理解)。
(4)测交法证明基因解释的正确性(C:理解)。
(5)基因的分离定律的实质及应用(D: 应用)。
2.能力目标
(1)通过从分离定律到实践的应用，从遗传现象上升为对分离定律的认识，训练学生演绎、归纳的思维能力。
(2)通过遗传习题的训练，使学生掌握应用分离定律解答遗传问题的技能技巧。
重点·实施方案
1.重点
(1)对分离现象的解释。
(2)基因分离定律的实质。
(3)基因分离定律在实践中的应用。
2.实施方案
(1)采用举例、挂图、投影等进行教学。
(2)联系所学知识，演绎归纳本节知识，从而掌握重点内容。
难点·突破策略
1.难点
* 对分离现象的解释
2.突破策略
(1)运用减数分裂图说明减数第一次减数分裂时等位基因随同源染色体的分开而分离。
(2)出示有染色体的遗传图解进行讲解。
(3)应用遗传定律解题---典型引路，讲清思维方法，从而突破难点。
教具准备
1.人工异花传粉示意图；
2.豌豆各种相对性状挂图；
3.对分离现象解释示意图；
4.投影仪；
5.多媒体课件。
学法指导
首先，指导学生预习教材，并结合实际引起学生对该部分内容的学习兴趣。
其次，指导学生在教材中找疑点、难点，并鼓励学生在课堂上大胆问、勤思考，且做好笔记。
再次，指导学生进行做题思维训练。
教学程序
(一)孟德尔的豌豆杂交试验
学生活动:阅读教材P16～19。
教师列出如下提纲:(投影显示)
1.了解孟德尔简历
2.孟德尔的试验研究方法是什么?选用什么材料?纯系亲本的杂交技术怎样进行?
在学生阅读、讨论的基础上，教师点拨:
(1)兴趣是最好的老师，是动力。孟德尔的研究成果就是最好的例证；
(2)孟德尔用避免外来花粉干扰的自花传粉、闭花授粉的豌豆纯合植株进行杂交试验，这是他成功的原因之一。
设疑:
什么是杂交法?
教师出示人工异花传粉挂图，并与学生一起回忆:减数分裂、受精作用、胚珠发育成种子，直到萌发成幼苗的过程，从而理解杂交试验法。
教师最后强调:孟德尔在试验中发现豌豆一些品种之间具有易于区分的、稳定的性状，如茎的高与矮、种子形状的圆粒与皱粒。从而引出相对性状的概念。
学生阅读教材并讨论，最后归纳理解相对性状要从三点出发:
(1)同种生物；
(2)同一性状；
(3)不同表现类型。
教师出示:豌豆相对性状的挂图。
学生观察后得出:不同品种的豌豆同时具有多对相对性状。
提问:在人体上存在哪些相对性状?
(答：有耳垂和无耳垂，单眼皮和双眼皮，蓝眼和褐眼……)
再提问:孟德尔开始是否对图示中所有相对性状同时分析呢?
学生回答:否。(这是孟德尔成功的又一重要原因)
(二)一对相对性状的遗传试验
学生阅读教材P20～21。
教师出示挂图:高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交试验。
讲述:用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论正交还是反交，杂交后的第一代(简称子一代，用F1表示)总是高茎的。
提问:子一代为什么全是高茎；矮茎性状哪里去了?
学生回答:(略)
讲述:带着这个疑问，我们看看孟德尔是怎样做的。他让子一代高茎豌豆自交，得到的子二代植株中既有高茎也有矮茎。
提问:子二代出现的两种性状，能提示我们什么?
学生回答:矮茎性状在子一代中并没有消失，只是没有表现出来。
教师讲述:孟德尔把杂种子一代中显现出来的性状，叫做显性性状，如高茎；把未显现出来的性状叫隐性性状，如矮茎。子二代中同时显现显性性状和隐性性状的现象，在遗传学上叫做性状分离。
同时孟德尔对子二代两性状的株数进行了统计分析，他发现，在所得到的1064个子二代豌豆植株中，有787株是高茎，277株是矮茎，高茎与矮茎的数量比接近3∶l。请问学们注意这个比例。
设疑:豌豆的其他相对性状杂交情况如何呢?
教师出示:孟德尔做的豌豆杂交试验的结果投影。学生观察、比较，发现杂交子二代都出现了性状分离现象，且显性性状与隐性性状的数量比接近3∶1，具有规律性。
巩固练习：
1.孟德尔杂交试验选用什么材料?为什么?
2.什么是相对性状?拟人为例举例子。
3.下列各组中属于相对性状的的是()
A.狗的长毛与黑毛 B.羊的白毛与牛的黄毛
C.桃树的红花和绿叶 D.人的双眼皮和单眼皮
答案:1.略2.略3.D
4.纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米籽粒，而非甜玉米果穗上无甜玉米籽粒。原因是()
A.甜是显性性状B.相互混杂C.非甜是显性性状D.相互选择
分析:纯种甜玉米和纯种非甜玉米之间相互授粉，甜玉米的果穗上全表现为非甜，说明非甜是显性性状，甜玉米的果穗上出现非甜籽粒也说明非甜是显性性状。
答案:C
5.玉米高秆对矮秆为显性。矮秆玉米用生长素处理后长成高秆，使其自交得到F1植株是()
A.高矮之比是1∶1B.全是矮秆 C.高矮之比是3∶1D.全是高秆
分析:生长素作用于植物，促使细胞体积的增大引起植株快速生长，但不影响内部基因组成，因此，用生长素处理后长成的高秆玉米仍然受隐性基因控制，自交后代不发生性状分离。
答案:B
(三)对分离现象的解释
提问:生物的性状是由什么控制的?
回答:基因。
学生活动:阅读教材P21～23。
教师讲述:在孟德尔当时的年代，生物学还没有建立基因概念，孟德尔认为生物的性状是由遗传因子(后改称为基因)控制的。显性性
状由显性基因控制，如高茎用大写字母D表示，隐性性状是由隐性基因控制，如矮茎用小写字母d表示，在生物的体细胞中，控制性状的基因是成对的。
提问:DD或dd产生的配子是什么?通过哪种分裂方式产生的?
学生回答:D或d，通过减数分裂。
教师讲述:由于基因D对d的显性作用，所以F1(Dd)只表现出高茎性状，而矮茎性状表现不出来。
提问:Fl(Dd)自交时，可产生哪几种配子?
学生回答:D和d两种数目相等的配子。
教师讲述:由于在受精时，雌雄配子随机结合，F2便可产生三种基因组合:DD、Dd、dd，且它们的数量比为1∶2∶1。由于D对d的显性作用，F2的性状表现有两种类型，高茎和矮茎，且数量比为3：1。
学生活动:阅读教材P32，思考什么是纯合子?什么是杂交子?它们在遗传中各有什么特点?
在学生讨论的基础上教师讲述:由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体，叫纯合子，可稳定遗传(真实遗传)。 而由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体，叫杂合子，不能稳定遗传，后代会发生性状分离。
巩固训练
* 某水稻的基因型为Aa，让它连续自交，(从理论上讲F2的基因型纯合体占总数的( )
A.1/2B.1/4C.3/4D.1
分析：P:AaFl:l/4AA；2/4Aa；1/4aa，F1 F2中只有1/2Aa自交产生1/2×1/2Aa，其余全部为纯合体。
答案:C
下面我们来做一个模拟小实验，来说明一下孟德尔假设推论出的上述几种基因组合及数量比是否正确。
(四)性状分离比的模拟实验
观察:教师将事先准备好的两个塑料小桶放在讲桌上，向甲桶里分别放入两种颜色(并分别标有D和d的小球各10个，代表雌配子)。向乙桶里分别放人另两种颜色(分别标有D和d的小球各10个，代表雄配子)。分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。
学生活动:请一位学生上讲台来抽取。第一次从甲桶中取出D，从乙桶中取出d，结合为Dd，请同学们记录。第二次抓取组合为dd，第三次组合为Dd，第四次……，第10次为Dd。
提问:随机抓取10次，请同学们统计结果，是否出现三种基因组合，且基因组合比是否为1∶2∶1?
回答:不是。
提问:如果连续抓取100次或更多次，情况又会怎样呢?
学生回答:会越来越接近孟德尔的假设推论。
教师讲述:由这一模拟试验我们知道了随机事件的概率是在数据越大的情况—下越接近，所以孟德尔在统计豌豆杂交分离比时是统计了上千株的豌豆。如果只统计l0株是得不出这一结论的。同时，通过这一试验，也证明了孟德尔的假设推论是成立的。
(五)对分离现象解释的验证---测交法
孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确，又设计了另一个试验---测交试验。
测交就是让F1与隐性纯合子杂交，这个方法可以用来测定F1的基因组成。
学生活动:上黑板写出测交的遗传图解。
提问:如何由测交来判断F1的基因组成?
学生回答:测交后代如果出现两种基因组合,即F1为杂合子，若后代只有一种基因组合，即F1为纯合子。
教师讲述:孟德尔所做的测交试验结果，符合预期的设想，从而证明了F1在形成配子时，成对的基因发生了分离，分离后的基因分别进入到了不同的配子中。
本世纪初，遗传学家通过大量的试验，才证实了基因位于染色体上，并且成对的基因正好位于一对同源染色体上，从而从本质上解释了性状分离现象。
(六)基因分离定律的实质
学生活动:看多媒体课件---减数分裂过程。
教师讲述:先掌握等位基因的概念。
遗传学上，把位于一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因，叫做等位基因。
在减数分裂中，同源染色体分离进入不同的配子中，那么同源染色体上的等位基因，也随着同源染色体的分离而进入不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。
学生活动:集体归纳。
分离定律的实质是:在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
巩固训练
1.什么是纯合子，什么是杂合子，它们在遗传中各有什么特点?
2.基因分离定律的实质是什么?
3.一只杂合的白色公羊的精巢中的100万个初级精母细胞产生的全部精子中，含有隐性基因的个数是()
A.25万B.50万C.100万D.200万
答案:1.略2.略3.D
4.P27复习题第二题、第三题l、2小题。
5.用黄色公鼠a分别与黑色母鼠b和c交配，在几次产仔中，母鼠b产仔为9黑6黄，母鼠c产的仔全为黑色。那么亲体a、b、c中为纯合体的是()
A.b和cB.a和cC.a和bD.只有a
分析:据黄色公鼠a × 黑色母鼠c后代全为黑色，则黄色为隐性性状，黑色为显性性状，黄色公鼠为纯合体，黑色母鼠c为显性纯合体。又据黑色母鼠b与黄色公鼠a交配；后代中出现性状分离可知b为杂合体。
答案:B
6.一对双眼皮的夫妇一共生了四个孩子，三个单眼皮和一个双眼皮，对这种现象最好的解释是()
A.3∶1符合基因的分离定律 B.该遗传不符合基因的分离定律
C.这对夫妇每胎都有出现单眼皮的可能性 D.单眼皮基因和双眼皮基因发生了互换
关键词：非物质文化遗产；活态保护；文化创意产品；产品设计
悠久的历史和灿烂的文明为中华民族留下丰富而宝贵的文化遗产，我国非物质文化遗产的种类多、数量大、保护困难重重。面对非物质文化遗产持续需要的“活态保护”与“活态传承”，我们能够做些什么？如何有效的运用创新手段，强化市场导向，使“非遗”保护从国家公益事业基础上向产品化开发的道路转变？文化创意产品怎样从“非遗”中汲取精神养分，穿透艺术表征的符号，深崛文化基因，通过提炼创新最终满足现代人的生活需求？思考“非遗”艺术特色如何在文创产品中交融转化，是值得广泛关注和深入思考的。
1聚焦非物质文化遗产的“活态保护”
天地有大美而不言，中华文化历史悠久，在浩瀚的历史长河中，中国文化遗产熠熠生辉、展现出的独特魅力让世界为之赞叹。然而，随着东西方文化的交融碰撞，中国的物质与非物质遗产都面临着信的机遇与挑战。重新审视联合国教科文组织在《保护非物质文化遗产公约》中对非物质文化遗产的定义：非物质文化遗产指被各群体、团体、有时为个人所视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识体系和技能及其有关的工具、实物、工艺品和文化场所。此公约所定义的“非物质文化遗产”包括以下方面：(1)口头传统和表现形式，包括作为非物质文化遗产媒介的语言；(2)表演艺术；(3)社会实践、仪式、节庆活动；(4)有关自然界和宇宙的知识和实践；(5)传统手工艺。从这五个方面可以清晰捕捉非物质文化遗产的一个重要特征——“活态流变”。相较于物质文化遗产有形的遗产形式，非物质文化遗产是大多是无形的、不稳定的、持续变化与发展的“活态”遗产形式。其包括的各种表演艺术、节庆仪式或传统手工艺，大多通过口传心授、世代相乘的形式绵延传承下来。由此可见，非物质文化遗产的保护任重道远。
1.1非物质文化遗产的“活态保护”概念及措施
非物质文化遗产的活态保护，就是基于非物质文化遗产的精神内核是活态文化的基础上，通过对传播人、传播方式进行多样性、可持续性的保护，达到延续、振兴非物质文化遗产生命力的效果。而非物质文化遗产的“活态保护”措施主要分为两种：无形非物质性保护措施与有形物质性保护措施。无形非物质性保护主要针对非物质文化遗产的精神层面，比如提高传承人地位、鼓励收徒传艺、加强传承人技艺创新等，侧重文化遗产演绎过程的保护。有形物质性保护则主要针对非物质文化遗产的精神载体，比如乐清黄杨木雕技艺的木雕精品、泰顺提线木偶戏中的悬丝木偶等。
1.2文化创意产品——“活态保护”措施中有形物质性保护的新载体
随着我国文创产业的迅猛发展与互联网时代的到来，文化创意产品在各行各业的推动作用日益明显，越来越多的传统行业逐步寻求与文化创意产业相结合，思考如何存留特色的基础上推陈出新，为传统产业的持续发展注入全新活力。在我国非物质文化遗产的活态保护工作中，无形非物质性保护与有形物质性保护同样迫切和重要，由于类似对传承人鼓励扶持等无形性保护措施更多需要政府及社会的持续关注与政策支持，所以笔者主要从有形物质性保护的方面出发，锁定非物质文化遗产中“实践、表演、手工艺”等实物载体革新的必经领域——文化创意产品。
2解析文化创意产品的发展现状
文化创意产业在全球范围蓬勃发展，已成为很多国家经济发展与民族形象建立的重要一环。文化创意产品需要以文化内涵为设计灵感，突破对文化表层的简单复制，启发人们发现产品背后的文化基因，最终达到以文化人的目的。而文创产品的开发模式恰恰与非物质文化遗产的有形物质性保护不谋而合，通过文化创意产品的传播，让非物质文化遗产再次以物质形态多元化地融入现代人的日常生活当中，将会对“非遗”的保护和传承起到不可忽视的作用。
2.1文化创意产品的分类
由于文创产品涉及的范围比较宽泛，所以本文从工业设计的角度出发，按照产品的生产方式将文化产品分为三类。2.1.1自然提取类文创产品此类文创产品主要取自于自然界原有的奇珍异宝，针对现代人的审美需求，将其略为加工成为创意类产品。如图1所示，这类产品受自然环境的影响较大，人为加工的影响较少，主要用于装饰、观赏的功能，具有一定的使用与收藏价值。但因自然界已有的机体形态文化内涵不足、缺少人为主观创新，所以使其成为文创产品中比较特殊的一类产品。2.1.2手工制作类文创产品手工制作类文创产品主要是指运用传统手工技艺形成的创意产品，比如刺绣、木雕、骨雕、牙雕、陶瓷、漆器、泥塑、布艺制品等。如图2所示，随着现代生活中人们审美情趣的变化，这类文创产品越来越注重工艺美与实用性相结合，追求产生具有现代气息的文化产品。2.1.3工业生产类文创产品工业生产类文创产品，相较前两种文创产品受众更多、生产更严谨、应用领域更广泛。这类文创产品追求文化与设计的完美融合，通过形、色、材、用四个方面将产品背后的文化基因显现出来，运用先进的生产技术批量生产创意产品。这类文创产品在市场上种类最多，受众最广，侧重化繁为简、逐新趣异，与现代人的生活方式与情感需求紧密联系，如图3所示。
2.2国内工业生产类文创产品现状分析
由于工业生产类文创产品在国内市场上种类最多、受众最广，所以本文重点调研、归纳大陆地区及台湾地区的工业生产类文创产品。文创产品如何将文化基因巧妙地植入产品创新之中，这是决定文创产品能否成功的一个关键因素。笔者从文创产品设计思路的角度出发，将产品创新的模式分为以下几种。2.2.1元素复制式元素复制式的产品创新模式在文创产品的开发的案例中最为普遍，因为这种设计方法较为简单。最直接的方法就是将现有的文化符号、图案、元素，直接附加在功能较为单一的生活用品之上，现有的工业生产类文化产品绝大部分是运用此类产品创新模式。综合图4、图5可以看出，元素复制是产品创新模式的优点，其设计方法简单、开发成本相对较低。缺点是设计创新感不足、易仿制、产品附加值较低。2.2.2形态重构式形态重构式不同于元素复制式的产品创新模式，并不是简单地把文化符号复制到多种生活用品之上，而是重新从消费者的心理需求出发，思考如何将文化符号解体重构、化繁为简、推陈出新，用全新的方式融入进特定功能的产品之中，使文创产品的形态、情态都会根据产品的功能有所提炼和调整，最终达到现代审美情趣的同时兼备一定的实用意义。图6为博物院出品的龙形开瓶器，设计师在战国时期的龙形玉佩中提取设计元素，将龙形纹样提炼调整，并根据其线条形式搭载在开瓶器这一产品之中，使其兼具美观与实用的功能。形态重构式产品不再单纯地复制文化图形元素，而是通过形态结构再造来实现文化图形由二维向三维转变，使最终的成品与众不同、构思巧妙。“设计以人为本。”文化创意产品的设计同样要符合时下消费主力军的审美喜好。如图8所示，博物院锁定“80后”、“90后”消费群体进行系列产品设计，这类人群崇尚“可爱文化”、关注生活“萌物”，对幽默、可爱、呆萌的产品形象容易产生吸引力和亲近感。图8左边为博物院与ALEESI合作推出的“OLDISNEW”宫廷系列，设计师将清宫表情庄严、衣着繁复的人物形象简化再造，添加时下年轻人喜爱的可爱表情，设计出包括厨房调味罐、生活摆件、挂件在内的系列文化创意产品。刘传凯设计的“城市•微风”系列礼品，也是同样运用形态重构的产品创新模式，将城市标志性符号重新组合，运用新的材质、新的载体体现城市印象，无论是在产品的质感和观感上都获得了比较好的效果。2.2.3情境互动式情境互动式相较以上两种开发模式更加关注产品与使用者的情感互动。这种产品创新模式不仅仅要思考产品的外观和功能，还要考虑此类产品可以带来怎样的情感体验？产品在使用过程当中如何与用户互动？使用者是否可以通过产品获得愉悦感、满足感？这些都是这类文化创意产品开发的关键问题，同样，解决好这些问题，这类产品更容易建立品牌印象，在消费者心中占领情感认同的先机。图10博物院出品坠马髻颈枕图11坠马髻颈枕使用情境展示图10和图11共同展示了博物院推出的坠马髻颈枕，单纯从图10很难理解这款文创产品的奇思妙想。直到消费者使用这款颈枕的时候，才发现自己可以轻松“穿越”古今，既可以在使用产品时像普通颈枕一样减轻疲劳，还可以在不使用产品时自娱自乐、诙谐一笑。而这类产品带来的幽默感和亲和力正是现在年轻群体热衷的产品体验。由此可见，国内文创产品种类繁多，设计效果各有千秋。其中工业生产类文创产品所占市场份额最多，受众范围最广。这类文创产品要想先声夺人、印象深刻还需避免单一的将文化符号复制运用，而要主观提取产品背后的文化基因，从形态重构的模式进行产品创新探索，获得美感与实用兼具的文化创意产品。如果在此基础上还希望获得年轻消费群体的追捧和喜爱，就要从情感互动的创新模式上思考如何使产品诱发使用者的情感共鸣，营造共感体验，使用户在使用产品的过程中获得惊喜、愉悦等情感满足。
3思考“非遗”艺术特色如何在文创产品中交融转化
从我国文创产品的产品创新模式中可以看出，文化创意产品首先要立足文化一词，将文化作为设计基石与灵感源泉。设计师汲取文化土壤中的养分之后，需要主观消化与创新，穿透文化表征的符号，深崛文化基因，提炼改良创新，最终满足现代人的生活需求与审美需求。而这种产品开发模式与非物质文化遗产的“有形物质性保护”不谋而合。非物质文化遗产的核心也是文化，而“非遗”种种仪式、表演、手工艺的载体也面临着审美断层、功能单一、受众过小等一系列的问题。思考“非遗”艺术特色如何在文创产品中交融转化也变得愈发紧迫和重要。越来越多的年轻设计师开始关注“非遗”与文创产品的结合，特举以下几个案例分析“非遗”与文创产品结合的可能性。图12为李佳、袁一鸣、梁莉以南京云锦的祥云图案为灵感来源设计的香器。2009年9月，南京云锦列入国家级非物质文化遗产名录，南京云锦的图案丰富、色彩绚丽，很多吉祥图案都有着美好的寓意。设计师将云锦中的“云纹”应用到香器的造型之中，表达出“渊源共生、和谐共融”的文化内涵。图13则为此三人基于道教文化，设计的现代组合餐具。2008年6月，无锡道教音乐入列第二批国家级非物质文化遗产名录。道教音乐作为道教文化的一部分，由于宗教意味浓厚，较难融入现代人的日常生活。设计师另辟蹊径，从道教中的八卦、太极形象作为切入点，选取常见的餐具用品为有形载体，利用餐具的拆合衔接体现道教的“阴阳”变化，将无形的道教文化有形地体现在现代人的生活之中。京剧是我国最具代表性的戏剧表演艺术，2010年被列入人类非物质文化遗产名录。以京剧艺术特色为基础的文化创意产品种类丰富，然而大多产品都利用京剧脸谱形象复制装饰，浮于表面的图案装饰使产品易雷同、易仿制，缺少艺术特色的提炼与升华。如图14，戴晶晶为梅兰芳艺术研究中心设计的这组京剧文化创意产品，将京剧脸谱中的标准色与辅助色概括分析，提炼出“忠义红、睿智黄、骁勇蓝、刚烈黑”等脸谱常用色彩，以汉马为色彩载体，以京剧中代表人物脸谱为配色参考，设计出别具一格的文化创意系列摆件。我国的琉璃烧制技艺于2008年6月入列国家级非物质文化遗产名录，图15所示为台湾设计品牌Yii与星巴克联手，邀请木雕、交趾陶、琉璃、细银等传统工艺家，设计出一系列有中国风韵的星巴克杯。左下角所示就是基于琉璃的艺术魅力，融合中国传统文化，设计的工艺主题杯。设计师从不同的材质出发，尝试让传统与现代碰撞，一只杯子也可以精妙绝伦。洛阳宫灯历史悠久、品种繁多。常见的有白帽方灯、红纱圆灯、六色龙头灯、走马灯、蝴蝶灯、二龙戏珠灯、罗汉灯等。尤以红纱灯最为有名。其造型优美，宜书宜画，撑合自如，易于保存。既可用于喜庆饰品，点缀升平；又可作艺术宣传，表彰新风。2008年洛阳宫灯入列国家级非物质文化遗产名录。如图16所示，设计师延续了洛阳宫灯的照明功能，在结构、色彩、材质上重新组合搭配，设计出符合现代人审美意趣的吊灯产品，简约大方，敦厚典雅。综上所述，非物质文化遗产与文化创意产品的结合可以从“形、色、材、用”四个方面去思考探索。首先解析非物质文化遗产自身的艺术特色与文化基因，然后通过形态提炼、色彩提取、材质搭配、功能优化四个方面将“非遗”的艺术魅力重构，最终以形态重构或情境互动的方式，将“非遗”的有形载体的精髓自然融入文化创意产品之中。
4结语
关键词：学科教学知识（PCK）；孟德尔遗传定律；遗传因子的发现
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2013）02-0069-04
一、问题提出
斯坦福大学教授舒尔曼（LeeS.Schulman）在1985年的美国教育研究委员会例会上提交的一份研究报告，首次提出了PCK（pedagogical content knowledge）的概念。该报告于次年在美国教育研究协会会刊《教育研究者》上正式发表。此后，国外一些学者对该概念的内涵与意义进行了跟进和探讨，论述较多，但歧见犹存。
PCK在国内被翻译为“学科教学知识”或“学科内容教学化知识”。我国教育界近些年对这一概念给予了关注和重视，文献检索发现：PCK出现的频率正在逐年攀升，已经由早期的一般性评介转为学科化应用。但生物教育研究文献鲜有涉及，有关中学生物学科PCK的文献检索结果为零。
早在1972年，学者Aspy和Silverman在一项研究中发现，教师的课堂教学行为与教师拥有的教育学、心理学知识之间没有明显的相关性。此后的1974年，另两位学者Dunkin和 Biddle则对教师的学科知识与学生成绩之间的关系进行了研究，结果表明，教师的学科知识与学生成绩不存在统计学上的相关性[1] 。也就是说，对生物教师而言，教师对生物科学专业知识掌握的多少也与学生学习成绩之间没有直接关系。
学科教学知识的基本内涵或核心价值就在于“基于学生立场，实现知识转化”。具体到生物学科，那就是教师要善于将生物科学的学科逻辑转化为学生学习的心理逻辑。生物教师的PCK不是单一的生物科学专业知识，也不是跨越学科的一般教学法知识，而是二者的有机融合。可以说，生物教师的PCK是生物教师独有的和使教学最有效的知识，也是区别生物教学专家与生物学科专家、专家教师与新手教师的知识。因此，从PCK的角度来研究生物教师和生物教学，对促进教师专业发展和提升教学的有效性具有重要的现实意义。
二、研究方法
采用文献分析法，并辅以访谈法。主要运用一定的分析框架对生物教师及其教学设计文本、PPT课件和视频课录像进行质的研究。同时，对其中一些资料不全者追加访谈。
（一）文献来源
采用专家教师案例。这些案例来自于一些专家型教师有关“孟德尔遗传定律”话题的文字或视频资料。这些专家教师都具有高中生物学科的中学高级教师职称，教龄超过15年，均为地市级以上学科带头人或骨干教师。
本研究所采信的案例具体包括：①北京柳老师的《高中生物“遗传的基本规律”教学研究》，载于“广东省2011年普通高中教师职务培训”培训平台；②广州市朱教师、佛山市李教师和江门市刘老师的《遗传因子的发现》的说课稿、教学设计或课堂教学现场。
（二）分析框架
舒尔曼理论的继承者格罗斯曼（P.L.Grossman）在1990年对PCK的内涵进行了操作性解释，认为教师的PCK由4部分组成：①关于一门学科的统领性观点（关于学科性质的知识和最有学习价值的知识）；②关于学生对某一课题理解和误解的知识；③关于课程和教材的知识（特定学习内容在横向和纵向上的组织和结构的知识）；④特定主题教学策略和表征的知识[2]。同时，William R.Veal和James G.Makinster将PCK划分为普通、学科和话题3种基本类型，并对话题PCK的内涵进行了进一步阐释。
综合前人的内涵分析，本研究将孟德尔遗传定律话题PCK内涵确定为五个维度：①本话题的教育价值；②本话题的核心内容及其联系；③本话题的任务和目标；④本话题的前概念和学习困难；⑤本话题的教学策略。
本研究就是借鉴上述分类框架，结合文献和案例研究，对人教版高中生物课程中的“孟德尔遗传定律”话题进行PCK内涵分析。
三、研究结果
本话题在人教版教科书中的课题名称为《遗传因子的发现》，属于必修二《遗传与进化》的第1章（开篇章节），为4～5课时。这里从上述五个维度，对孟德尔遗传定律话题呈示PCK分析结果。
（一）孟德尔遗传定律话题的教育价值
首先，本话题包含较多专业名词术语，可以为后续学习奠定知识基础。
本话题涉及一些重要的遗传学基本概念，包括遗传因子、性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、自由组合、杂交、自交、测交、正交、反交、纯合子、杂合子、基因型、表现型、完全显性、不完全显性等，还包括遗传图谱和遗传实验分析图解等。所以，本话题建立的概念体系能够为后面学习摩尔根实验和伴性遗传提供知识基础和认知支架。
其二，本话题包含重要的科学探究方法，有助于培养学生的科学思维。
孟德尔运用“假说-演绎法”，发现了生物遗传的基本规律。孟德尔所采取的是一种完全不同于达尔文博物学模式的“实验生物科学模式”，从科学假设出发，用科学实验来检验假设，用数学方法来显示、分析和预测实验结果。
孟德尔在观察和分析基础上提出问题，再通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这就是“假说-演绎法”。
此外，本话题还涉及到单因子实验（一对相对性状的杂交实验）和多因子实验（两对相对性状的杂交实验）等科学实验方法，特别是用自由组合定律的研究来渗透多因子实验的思想，在高中生物课程中具有重要价值。
其三，本话题包含重要的科学史料，有助于对学生进行科学品质的培养。
《遗传与进化》模块教科书是以人类对基因的本质、功能及其现代应用的研究历程为主线展开的。孟德尔的工作属于开创性的，了解孟德尔所处的年代以及当时的研究背景，能够更深刻地体会孟德尔遗传定律的重要价值。
教科书基本按照人类认识发展的历史进程来安排，从孟德尔到摩尔根再到沃森和克里克等。这样既展示科学的过程与方法，又体现个体水平、细胞水平、分子水平的遗传学知识的内在逻辑联系；既能引导学生不断提出问题，分析和解决问题，尝试像科学家那样进行解释和推理，又能从众多科学家表现出的科学精神、科学态度等优秀品质中获得感悟。
4位教师的内涵分析均涉及上述3个方面的内容，但清晰程度有所不同，其中1位教师的分析具体而全面。
（二）孟德尔遗传定律话题的内容及其联系
一是关于本话题的内容及其内部结构。
本话题以孟德尔发现遗传因子为主线。孟德尔遗传定律包括基因的分离定律和自由组合定律，前者研究的对象是一对相对性状的遗传规律，是后者的基础；后者是研究两对及多对相对性状的基因在不同对的同源染色体上的遗传规律，是前者的延伸和发展。其内容和结构图解如下：
图1 本话题的内容及其联系（柳忠烈，2011）
二是关于本话题与前后话题的外部联系。
前面学习过的细胞结构和有丝分裂等内容是本话题的细胞学基础。同时，本话题有关遗传因子在亲子代之间传递规律，有助于学生按照人类认知发展过程，来进一步从细胞水平和分子水平学习遗传规律，即教科书的第2章《基因和染色体的关系》和第3章《基因的本质》。基因的分离规律是学习自由组合规律、摩尔根实验和伴性遗传的重要基础，自由组合规律则是学习生物变异和遗传育种的重要基础。
本话题的内容是学习后续话题的基础，后续话题的内容则是对本话题的拓展和深化。教科书对《遗传与进化》模块内容的定位，是力求让学生从基因水平来理解生物的遗传和进化。随着人们对遗传和进化的认识深入到基因水平，遗传从本质上说是基因的代代相传，可遗传的变异从本质上说是生物体基因组成的变化，进化过程中物种的形成从本质上说是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。
4位教师的内涵分析均涉及上述2个方面，其中2位教师对第二部分的分析略显不够全面和具体。
（三）孟德尔遗传定律话题的任务和目标
课标在本话题的具体内容标准包括“分析孟德尔遗传实验的科学方法”和“阐明基因的分离规律和自由组合规律”，活动建议为“模拟植物或动物性状分离的杂交实验”。 结合教材内容和学生实际，我们可以将上述课程目标转化和细化为如下教学目标：
知识目标：简述豌豆作为遗传实验材料的特点；简述孟德尔一对和两对相对性状的豌豆杂交实验过程；简述孟德尔的科学假设及演绎推理，演绎结果的验证过程及结论的获得过程；阐明分离定律和自由组合定律的基本要点；运用分离定律和自由组合定律解释一些遗传现象。
能力目标：模仿母本去雄、套袋隔离和人工辅助授粉等杂交操作过程；学会用概率学知识分析实验结果及对未知结果进行预测；学会用假说-演绎法进行生物学问题的研究；能够运用测交原理设计实验验证显性个体的基因组成；学会用规范的遗传图解对遗传现象进行合理的解释；学会用孟德尔定律解决遗传育种和医学实践中的一些问题；学会利用孟德尔定律设计遗传学实验方案。
情感态度价值观目标：通过孟德尔等科学家的生平事迹，认同科学家严谨、创新、质疑等科学品质；感悟孟德尔成功的原因及杰出的贡献；体验实验材料选择、数据分析对生物学研究的重要意义。
在上述目标中，教学重点应放在以下几个方面：孟德尔实验现象的分析、假说的提出、假说的演绎、假说的验证及结论的获得；学会用孟德尔定律解决遗传育种和医学实践中的一些问题，设计遗传学实验方案。
4位教师对知识目标的设计和重点目标的确认基本相同，但对能力目标和情感态度价值观目标的设计则表现出明显的差异。同时，有3位教师对教学目标的表述存在明显缺陷，包括3个维度的区分、目标层次的把握和行为动词的使用都有不足。
（四）孟德尔遗传定律话题的前概念及学习困难
学生已具有的基础：日常积累的有关生物性状和性状分离现象等生活经验，初中生物所学有关分离规律等初步的遗传学知识，高中生物所学有关细胞结构和细胞分裂等细胞学知识。
学生学习难点主要包括：孟德尔实验现象的分析、假说的提出和演绎、假说的验证及结论的推导；用概率学知识分析实验结果及对未知结果进行预测；用假说-演绎法进行生物学问题的研究。
下面是关于学习中存在的常见问题及其教学建议：
一是概念繁杂导致难以准确把握，进而影响对遗传定律的理解和应用。
概念多，且是第一次接触，容易混淆。建议将这些概念的学习放在孟德尔实验过程的学习中进行，同时注意进行比较，通过对比帮助学生理清概念之间的区别与联系。
二是不善于用概率的思想指导实验分析和问题解决。
孟德尔定律是统计学的定律，是概率的定律。因而概率思想必须渗透到教学中，帮助学生用概率的思想去理解和应用孟德尔定律。抛硬币及其相关概率的计算是学习的必要基础，同时应注意反复渗透和讲练结合，要不断地在实验分析和问题解决的过程中强化概率思想。
三是遗传学知识的综合应用能力欠佳，常常影响对新情境问题的解决。
对于缺乏遗传学背景知识的学生来讲，遗传学始终是比较抽象的内容，遗传学知识的应用始终是教学中的难点。分析和解释某些遗传学现象是孟德尔定律学习的拓展和延伸，认识和解决问题的基础就在于孟德尔定律的教学。一方面，教师应注意带领学生沿着科学家思维的轨迹来分析和思考问题；另一方面，学生缺少遗传育种方面的感性经验，教学可以逐步由简单到复杂渗透遗传学实验设计和遗传育种方面的应用。
四是思维训练的缺失，导致对“假设-演绎法”的理解和应用难以深入。
学生不善于运用“假设-演绎”的思想来演绎孟德尔实验的研究过程和指导实验的设计。为解释植物杂交试验现象，孟德尔提出了一系列天才般的假说。而这些假说又很好地解释了3∶l和9∶3∶3∶1的实验结果。测交后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例，根据子一代的配子型必然地可以推导其遗传组成，揭示这个奥秘对演绎推理的论证过程起到画龙点睛的作用。孟德尔的这一系列假说现在已被科学实验证明是完全正确的。
五是对孟德尔定律的理解深度不够，面对某些遗传特例时常常不知所措。
高考中越来越重视利用一些遗传特例来考察对基因分离定律和自由组合定律的理解。这些遗传特例往往会产生一些经典孟德尔比例的变形比例，如3∶1变形为2∶1，9∶3∶3∶1变形为9∶6∶1等。教师可以利用复习课对此进行说明和例析。
4位教师对学生学习困难的相同认识集中在前两项，后面三项则表现出明显的个性化差异，不同教师的看法不尽相同。
（五）孟德尔遗传定律话题的基本教学策略
上面针对学生的学习困难呈示了相应的教学策略，下面是一些关于本话题的整体教学策略：
一是采用问题导学，通过引导学生质疑和推理来组织本话题的教学。
二是遵循“学习实践创新”的基本思路，注意适当介绍孟德尔发现遗传规律的过程，让学生领悟到孟德尔的成功离不开坚实的知识基础、持之以恒的实验探索和勇于创新的科学精神。
三是要重视实验的演绎推理，用科学方法教育来统领教学的全过程，渗透“发现问题提出假设验证假设 总结规律”的科学思维方法。
四是采用“原型模型原型”的思路组织模拟实验的教学，并将模拟实验与孟德尔的豌豆杂交实验结合起来以突破教学难点。
4位教师对上述整体教学策略有相同或相似的看法，但具体操作和实施细节上又明显地呈现出各自的教学特色和偏好（限于篇幅，不一一列举）。
四、小结
PCK内涵分析不失为一种有效的教研活动方式，既为传统的教学研究注入了新的元素，也为教师专业发展找到了新的增长点，更为打造高效课堂提供了重要的支撑力。
本研究认为，专家教师的话题PCK内涵十分丰富，且具有个性化特点。一方面，这些教师对孟德尔遗传定律话题教育价值的理解、对教材内容及其前后联系的把握、对教学任务的界定和教学目标的设计，具有诸多相似的看法，表现出较为明显的趋同性。另一方面，这些教师对学生学习困难的把握、对教学策略的运用，又具有个性化的特点，表现出一定的差异性。总体而言，研究显示，这些专家教师均具备良好的学科基础、经验积累和教学智慧，能够较好地将本话题的生物学知识与教学原理结合起来，在一定程度上实现了学科内容的教学化和心理化。
同时，这些专家教师的话题PCK也存在一些不足，主要是对有关三维教学目标设计的把握不够准确和到位，在将生物学知识转化为学生容易理解的知识方面还有进一步提升的空间。
需要说明的是，本研究是一个新的尝试，仍有待于进一步深化。建议继续对中学生物教师的PCK进行系统和持续的观察和研究，比如通过面对面访谈了解生物教师PCK的个体性差异，通过问卷调查对专家教师与新手教师的PCK特质进行对比分析，通过文献分析和课堂观察对优秀教师的PCK进行提炼和总结，或者通过教师校本行动研究对某些重要话题进行PCK内涵分析。
参考文献
关键词 遗传学实验 教学创新 开放式教学 实验管理
中图分类号：G423 文献标识码：A
现代生命科学以及由此衍生出的生物技术和生物工程与基因都发生着丝丝缕缕的联系。遗传学正是研究基因的科学。遗传学基础理论的发展和应用研究，已使工业、农业、林业和医药产业等相关领域发生了巨大变革。随着新技术、新方法的出现，遗传学的研究内容也正发生着深刻的变化，并导致社会对人才的基本素质提出了更高的要求。作为人才培养摇篮的高等教育，怎样适应学科发展的需要，在生命科学领域培养出创新型人才，是高等教育工作者一直在思考的问题。
遗传学实验教学作为理论教学的补充，不仅能验证教材上抽象的理论，辅助学生掌握知识，还可以训练学生动手能力和创新思维，可以有效地调动学生学习积极性。而传统的《遗传学》实验教学中存在着一些共有的问题：经典验证性实验多，探究性实验少，不能满足学生掌握新技术、新方法的要求；实验课和理论课脱节，教学评价体系不合理。0此外，由于遗传学实验自身的特点，部分实验需要持续很长时间，但由于课堂教学时间和教学条件的限制不能开展。因此，如何利用有限的课时安排合理设计遗传学实验教学内容，打破传统的封闭式教学模式，建立科学合理的实验评价体系，是从事遗传学教学实验教师一直都努力试图解决的问题。
基于以上考虑，笔者在开展遗传学教学和实验室管理的过程中，逐步改革教学内容和教学模式，将课堂四十五分钟改为课堂与课外相结合，通过几年的实践总结了一些心得，在此与大家分享。
1 新时期遗传学实验教学的特点
遗传学中学科渗透和交叉现象很普遍，这也体现在遗传学实验中。如果把生命科学的课程体系比喻为一棵大树，遗传学就是这棵大树的主干之一。由于化学、物理学、计算科学等内容的渗入，现代遗传学已经衍生出了发育生物学、分子生物学、基因组学、生物信息学、基因工程等学科。在现代生命科学专业课程设置中，一般都会设置相关课程，这些课程都和遗传学存在联系，也与遗传学教学内容知识点存在交叉。因此，遗传学实验项目的设置极易与其它课程出现“撞车”现象。比如：有丝分裂和减数分裂在细胞生物学实验中也可以开设：植物DNA提取实验在分子生物学实验中也可以开设。一旦“撞车”出现，不仅耽误学生学习，浪费课时，还会让学生在不断地重复中对课程产生厌倦，觉得该课程可有可无，失去学习兴趣。避免与其它课程实验重复，既保证学生在有限的课时学到最多的知识，也能最大程度训练学生的动手能力。
实验持续时间长是遗传学实验教学的另一个特点。与生物学中的其它学科的实验不同，遗传学实验中有很大部分是需要通过长时间培养实验材料，中间过程持续观察才能完成的，比如果蝇杂交实验和生活史观察实验、植物有性杂交实验。与此相矛盾的是，实验教学安排的时间相对分散，每次课时间很短，在教学管理上教务管理部门也要求教师在指定时间完成实验教学，这就限制了一些实验项目的开设。
遗传学是一门飞速发展的学科，不断有新知识、新技术补充到遗传学中。比如，在传统教材中不涉及基因组学的内容，而最近20年，基因组学已经成为遗传学的重要组成部分。除此之外，发育遗传学、行为遗传学、反向遗传学、表观遗传学和生物信息学等分支学科的内容也不断补充到了遗传学教材中。在理论课讲述这些最新知识的同时，实验课怎样保持和理论课一致，怎样为学生提供消化这些知识的动手机会?针对这一特点，要求在开设遗传学实验时，应随时跟踪学科最新进展，设计和更新实验项目，或者发动学生自主设计实验巩固书本知识。
2 遗传学实验开放式教学内容取舍的原则
遗传学实验项目的选择，首先应兼顾理论性与实践性、基础与应用、经典与现代这几对矛盾。遗传学是理论性和实践性都很强的学科，实验安排时应根据本专业培养目标和学生实际情况，合理安排基础性实验与应用性实验，并适当设计一些新的实验。对于重点院校的学生，应加强理论性实验，鼓励学生自主设计实验验证某一结论。而应用型人才培养的学校则应当偏向应用性、实践性实验项目的开设，以满足学生毕业后进入工作岗位后的动手需求。
遗传学实验项目确定应考虑其它实验课程，避免教学内容冲突。在实验项目的选择上，我们对以前安排的实验内容进行了重新编排，比如：“植物DNA提取”、“随机扩增多态性分析”等在《分子生物学》课程里会涉及到的实验内容在遗传学实验里就大胆地放弃，让学生在《分子生物学》实验里完成，而在遗传学实验中则加入RFLP验证孟德尔遗传定律的内容，直接将分子生物学实验结果引入遗传学分析中，既验证了孟德尔遗传定律，也让学生初步认识了分子生物学在遗传学中的应用。对于有丝分裂和减数分裂的观察，《细胞生物学》实验也会涉及到，但两门课观察的重点不同，细胞生物学侧重观察染色体结构，而《遗传学》实验侧重染色体行为及分裂时期的观察，这样的实验在开设时应向学生讲明观察重点，并且与《细胞生物学》实验课协调，将两个内容合并在遗传学实验中开出。
打破时间和空间限制。遗传学实验中有部分实验持续时间长，很难仅靠课堂时间完成实验，也不利于安排实验。以前在安排此类实验时，受多种因素的限制，一般都不予开设。实验室开放对提高学生的实验操作技能、切实开展综合性或设计性试验项目、推动并帮助学生开展科研和毕业设计成效显著，是培养学生实践动手能力和创新精神的有效途径。所以我们在教学中考虑将传统的课堂实验和开放实验相结合。开放性实验适合于周期比较长的实验，比如果蝇大实验中，教师在课堂上以多媒体的形式充分讲解了实验要求及注意事项后，让学生领取果蝇瓶，课外自己收集和培养果蝇，随时可以观察果蝇的生活史。这个过程既培养了学生的观察习惯和动手能力，也使学生对作为遗传学研究重要材料的果蝇的接触更充分，观察更仔细，让学生对遗传学研究材料和方法产生了浓厚的兴趣。
3 遗传学实验开放式教学的实施与实验室管理
验证实验是课堂教学的补充，便于学生理解课堂抽象的知识。然而，由于验证性实验验证的理论、方法、步骤及结果都是已知的，使实验教学过程变成教师照本宣科讲述，学生机械地模拟重复的过程，造成学生实验积极性不高，对实验结果的成败不重视，盲目的承认失败甚至篡改实验数据以求相符。设计性实验可以训练学生的思维能力和动手能力，让学生学会独立开展工作。一些报道强调验证性实验过多，难以提高学生的创新能力，应加大综合性、设计性实验的比例。而宋兴舜等则认为应将验证性实验与设计性实验有机结合。0在以 前的实验教学安排中，设计型实验由于内容分散，管理麻烦，是大家不愿触及的方面。如何在有限的课时里兼顾巩固知识和能力训练，在安排实验内容的时候需要深思熟虑。为适应学科的快速发展，在遗传学实验教学中，必须强化教师的开放式教学理念，强化学生的动手实践和自主创新意识。从课堂教学和课外研究两个方面，通过对实验教学观念开放、教学内容开放、实验室和实验时间开放、教学方法和手段开放等进行分析，探讨开放式教学在遗传学实验中的应用。。
基于以上考虑，笔者在教学过程中逐步安排了一些开放性验证实验和设计性实验，比如植物染色体观察的实验，要求学生独立选材，同学之间选材不能相互重复，做到实验项目的选材开放；实验开始前独立设计方案，方案内容应包括水培获得新生根尖、材料前处理过程、染色方法的选取、压片过程、观察和拍照等步骤，每一步骤都应有详细说明，实验方法的选择上保持开放：方案设计完成经老师同意后，完成一个植物材料的染色体装片制备并提交染色体图，实验过程开放。这些实验过程均要求学生在课堂以外自由安排时间完成。经过几年的实践，结果发现85以上％的学生能独立完成实验，70％以上的学生需要反复多次才能完成任务。在实验过程中，动手能力强的同学还能将这一实验与染色体核型分析实验结合，提交核型分析图。通过该部分设计性实验操作，学生在观察了不同物种具有不同的染色体的同时，学会了查阅文献的方法和工作方案的制订，认识了教材中选取蚕豆或洋葱作为染色体观察材料的原因，认识到要完成一张效果良好的染色体装片的艰难。对实验教师来说，这种发散式的教学方法，也积累了很多植物材料的细胞遗传学操作的知识，为以后改进实验奠定了基础。很多学生反映类似的开放性实验时间可自由安排，实验过程可放开思维，进入实验室操作学会了一些基础的科研技能。此外，还认识到了实验准备的艰辛，更珍惜以后的实验机会了。
在实验教材中将果蝇实验分为果蝇生活史、果蝇杂交和果蝇唾腺染色体制备等几个独立实验。我们改进后的实验则以果蝇为主线，要求学生从野生型果蝇的收集到生活史观察再到唾腺染色体制备融合为一个大实验，要求学生在实验教材所提供知识的基础上，在规定时间内完成实验内容，而将杂交实验和孟德尔遗传定律的验证实验改用其它实验材料来完成。
不可否认的是，将部分遗传学实验从课堂移到课外增加了任课教师和实验室工作人员的工作量，在管理上开放性实验也增加了难度。开放式实验教学要求教师在课外时间也要进入实验室指导，实验室经常处于开放状态，实验仪器设备和药品的使用管理能在一定程度上放开。在实际操作中，我们采用教师网上答疑和在指定时间指导相结合的方式对学生进行辅导。在实验室管理上，试剂方面控制关键药品的使用，常规药品可以适当放开，对一些配制难度较大的溶液统一配制；对显微镜、显微照相系统的使用则采取专人负责制，保证仪器的安全。而水培实验和果蝇饲养实验等内容则允许学生将材料带回宿舍，便于学生随时观察。
4 开放式实验教学的考核指标体系
实验教学考试方法的改革作为实验教学改革的重要内容之一，是当前教学改革中值得深入研究与实践的问题。以前实验考核的方式主要以实验报告为主，针对这样的考核方式，学生常出现相互之间抄袭，作业敷衍的现象，既不能反映学生实验的真实水平，考核指标也比较单一。针对这些问题，结合我们的开发性实验，我们重新制订了实验成绩评价标准，经过我们设计改进后的实验考核主要包括验证性实验考核和开放性实验考核两部分。验证性成绩的记录摈弃了以前单纯看实验报告打分的情况，在实验中对实验结果提出规定要求，课堂上实时检查并记录学生的实验结果，要求学生立即在实验结果栏描述结果并由教师及时确认，防止课后抄袭。对实验原理、实验步骤等内容也杜绝抄袭课本，要求用自己的语言表述。每次实验结束后均布置思考题，启发学生动手之后学会思考，发掘问题。在开放性实验部分，教师将实验设计方案纳入评分范围，实验进行过程中记录平时成绩，对实验结果不做硬性要求，但可作为评分参考。
在平时实验成绩记录之外，还单独设计了期末实验考试。期末实验考核采取开放式考核，拟定考试题目范围，让学生独立设计实验步骤，独立实验，在规定时间内独立完成详尽的实验报告。这些评分方式考查了学生搜集资料，独立开展项目的能力。这样的考试既灵活，也发挥了学生的主观能动性，更训练了学生的科研思维，为以后进入研究岗位奠定基础。
5 结束语
关键词：档案机构；非遗保护；边缘化；重要参与力量
一、新《档案法》实施给非遗保护带来的机遇
2004年的《关于加强我国世界文化遗产保护管理工作的意见》未提及档案机构参与非遗保护；《中华人民共和国非物质文化遗产法》（以下简称《非遗法》）中没有明确档案机构参与非遗保护的主体地位，也无非遗档案必须向各级档案机构移交的相关条款。新《档案法》在第四章的第三十四条提出“鼓励档案机构开发利用馆藏档案，通过开展专题展览、公益讲座、媒体宣传等活动，传承发展中华优秀传统文化”。由此可见，新《档案法》是鼓励档案机构参与非遗保护的。1.参与非遗保护有法可依。非遗是优秀传统文化的重要组成部分，新《档案法》由以前的“只字未提”到“鼓励”，肯定了档案机构在非遗保护中做出的重大贡献。虽然“鼓励”看起来变化不大，但是对档案机构能够积极借助档案馆藏资源参与到非遗保护意义重大，是有法可依的。2.有利于提升档案机构公共文化服务能力。新时代档案机构尤其是档案馆利用馆藏和现有的平台来实现宣传非遗等中华优秀传统文化，非遗的档案式保护让非遗的文献资源保存得更久，且档案机构利用参与非遗保护，来重塑档案馆公共文化服务机构的形象，提升档案机构公共文化服务能力。
二、我国档案部门参与非遗保护的现状
（一）调查概述
1.调研方式。为明确档案部门参与非遗保护的现状，采取直接访问省市级档案机构网站的形式，具体调研中是采取对省级档案网站和百度以“非遗”为关键词进行检索，对检索结果的文献进行统计。2.调研内容。明确档案机构参与非遗保护的形式。赵跃博士在公开发表的论文中表示：截至2019年8月，档案机构参与非遗保护的主要形式为收集、征集、采集建档、建数据库、展览传播、申报支持、业务指导共7种。结合档案机构实际工作，在结合赵跃博士的分类基础上，稍做调整，保留征集、采集建档、建数据库、展览传播、申报支持5种，将收集更改为接收（含捐赠），增加移交、修志2种形式，共计9种参与形式（见表1）。
（二）调查结果统计分析
1.参与数量少且比率低。截至2019年年底，全国共有国家综合档案馆3337个。调查中发现仅有107家不同级别档案机构参与到非遗保护，占比3.2%，比例低；参与的107家机构中，按照档案机构的级别划分，有13家省级（直辖市）档案机构，36家地市级档案机构，58家县区级档案机构。可见，档案机构整体参与的数量较少，参与比例低（见图1）。2.参与形式呈现被动性。档案机构参与非遗保护的9种形式中，征集、编史修志、建数据库、采集建档被归入主动参与形式，而接收、展览传播、业务指导、申报支持、移交则归入被动参与形式。调查发现，对107家档案机构涉及的9种形式统计后共得到总参与数为145次，排名前三的依次是接收34家、采集建档29家、展览传播28家，后三名的依次是移交3家、修志4家和建数据库5家；主动和被动形式分别占比为40.69%和59.31%。对接收非遗保护中心移交的非遗档案的档案机构仅有3家统计，分别为湖北省武汉市、江苏省常州市和河北省固安县的档案机构。调查发现，档案机构参与非遗保护还以接收、展览传播等浅层次的被动参与形式为主，而编史修志、建数据库的主动参与形式占比不高。3.参与类型单一。为掌握档案机构参与非遗保护形式的丰富度，对档案机构参与类型进行统计。统计发现，有81家档案机构仅有1种参与形式，占比高达75.7%；而参与形式在3种、4种和5种的档案机构分别有1家（云南省）、2家（湖北省和张家港市）、2家（武汉市和扬州市），占比均不足2%。由此可见，档案机构参与类型单一、不丰富。
三、我国档案机构参与非遗保护现状原因分析
档案机构参与非遗保护实践存在数量不多、参与形式单一等问题，这与学界期望存在较大的差距。究其原因主要有以下几个方面。
（一）档案机构参与非遗保护身份未得到“官方确认”
目前，我国非物质文化遗产保护工作的主管机构是文化部门。自加入《保护非物质文化遗产公约》（以下简称《公约》）后，国家层面就非遗保护已出台《非遗法》《中国非物质文化遗产标识管理办法》等9部政策法规文件，其中《关于加强我国非物质文化遗产保护工作的意见》（以下简称《意见》）中列举图书馆、文化馆、博物馆、科技馆等公共文化机构是非物质文化遗产的研究、认定、保存和传播的主体机构；文化部牵头的非遗保护工作部际联席会议的9个成员单位，也没有国家档案局身影。官方确认的非遗保护主体机构中并没有提及档案机构。《档案法》规定，档案馆具有接收机关、团体、企业事业单位和其他组织定期移交档案的职能。但早在全国部署非遗普查工作时，文化部就指出：“在普查中搜集的非遗实物资料所有权归国家，由各级政府授权的有关保护机构保管。”《非遗法》中也未有非遗档案必须移交到档案机构保管的相关条款。新修订《档案法》特别规定“博物馆、图书馆、纪念馆等单位保存的文物、文献信息同时是档案的，依照有关法律、行政法规的规定，可以由上述单位自行管理”，这意味着非遗保护中心等主体机构产生的非遗档案不一定得向档案馆进行移交。文化界和档案界相关法规政策均未将档案机构列入非遗保护的主体机构，这意味着档案机构在非遗保护中只能充当“社会参与”力量，参与非遗保护的地位也很难得到其他相关主体的认可，这也是档案机构参与非遗保护数量少的原因。
（二）档案机构工作机制不适应非遗保护
档案机构改革后，档案馆属于文化事业机构。一直以来，档案机构保管机关、团体、企业事业单位和其他组织移交的档案，是一种基于传统档案形式的服务官方机构的工作机制；而图书馆、博物馆、文化馆公共文化服务具有公开性和广泛的包容性，两类型机构存在本质区别。具体到参与非遗保护工作中，由于很多非遗项目是植根于民间，属于非官方机构的工作，档案的官方机构身份与非遗植根民间存在天然的不适应。档案具有保密性，档案应当自形成之日起满25年向社会开放；经济、教育、科技、文化等类档案，可以少于25年向社会开放；而非遗传承在保障非遗传承人的知识产权和利益的前提下，是以传播和传承、振兴为目的，需要更多人了解非遗、使用非遗，甚至是融入日常生活中的活态传承。档案的保密性与非遗的社会参与性存在矛盾。
（三）档案机构参与非遗保护主动性不高
在官方身份没有得到明确的情况下，档案机构主动参与非遗保护在很大程度上需要一定的魄力。但很多地方档案机构对档案馆职能的理解十分狭隘，认为只需做好本职工作即可，不愿主动介入，也不愿参与公共文化服务的竞争，更不愿“越位”参与非遗保护。目前，仅有江苏省、云南省、湖北省的档案机构主动与文化部门联系洽谈非遗档案移交事宜并付诸实践。非物质文化遗产的保护需要社会各方的积极参与，不主动参与非遗保护势必会造成档案机构在非遗保护中的重要性越来越弱。
（四）保存类措施相较保护类措施处于“弱势地位”
《意见》明确非遗建档是运用文字、录音、录像、数字化多媒体等各种方式，对非物质文化遗产进行真实、系统和全面的记录，建立档案和数据库。由此可见，非遗建档仅被窄化理解为“收集、整理”，和档案界界定的建档是“收集、整理并保存下来”相比，唯独少了“保存”。可能从语义上理解，非遗的建档“保存”本身就是一种“保护”。但是无论是《公约》《“十二五”文化发展规划》，还是《国家级非物质文化遗产代表作申报评定暂行办法》，都将非遗保护措施分为保存类措施和保护类措施，其中认定、记录、建档保存类措施针对所有非遗项目，而特别优秀的且具有历史、文学、艺术、科学价值的非物质文化遗产应采取传承、传播等措施予以保护，容易造成保护优于保存的印象。而档案机构参与非遗保护多为认定、记录、建档的保存类工作，保存类措施的“弱势地位”可能导致档案部门在参与非遗保护工作中被边缘化。
四、新《档案法》实施背景下我国档案部门参与非遗保护的档案特色化出路
（一）充分发挥档案机构专业优势，筑牢非遗档案式保护
1.保持“前端”业务指导优势。档案机构参与非遗保护应主动与文化部门加强联系，协助完成非遗保护规章制度的制定，介入并指导非遗中心对非遗档案进行分类整理，确保对非遗档案规范完整等方面的“前端”业务的指导，利用业务优势积极参与非遗保护。2.利用档案技术延长非遗档案保存时间。档案修复技术是档案保护技术的一项重要内容，能提高档案耐久性。在开展非遗保护过程中，会重点关注传承人的实物档案、纸质档案以及声像档案，而在保护过程中又形成不少的纸质档案，利用先进的档案修复技术进行杀虫、除菌、脱酸等服务，延长非遗档案的保存时间；还可以主动向采用家庭式保管非遗的传承人提供免费的档案修复、加固、装裱等修复服务，以解决非遗家庭式保护条件局限造成非遗档案保管不规范的问题。3.通过编史修志来开展非遗保护。档案机构利用编史修志的优势，联合地方志主管部门、文化旅游部门，编写全面反映地区非遗项目规模及非遗保护工作的志书，如《北京市·非物质文化遗产志》，用档案机构独有的编史修志方式，记录非遗保护的脉络的形式来开展非遗保护。4.档案记忆工程延续非遗传承脉络。国家档案局于2000年正式启动“中国档案文献遗产工程”，“乡村记忆工程”是重要组成部分，通过建立具有本土地域特色、完善的乡村记忆档案信息资源库，有效提升档案部门的公众文化形象。档案机构在开展乡村传统村落档案建设工作时，要将非物质文化遗产和地方文化特色资源的抢救性保护结合起来，在抢救少数民族语言文字、民风民俗等过程中，尤其重点收集含有非遗项目的资料，创编成文字、视频资料形式，并按照故事、技艺、习俗等分类整理成专项档案数据库。通过乡村传统村落档案的建档工作，将档案资源数字化，建设资源库，在保障传统村落完整性、真实性和延续性的同时，保障非遗等传统文化的延续，保护各个时期的历史记忆。
（二）借助特殊档案建档契机，丰富非遗保护的多元化形式
1.将家庭建档和非遗建档相结合。档案机构抓住为非遗传承人建立家庭档案和非遗传承人个人档案契机，全面、客观、真实记录非遗传承人表现的非物质文化遗产多元的艺术内涵，并借助文字、声像、实物及口述等载体形式实施非遗保护。例如张家港市已经为48位非遗项目传承人全部建立家庭档案，并完成档案的数字化。2.口述档案建档和非遗建档相结合。口述档案将历史“原音再现”，可以很好记录那些濒临失传的老记忆、老手艺。档案机构合理筹划、多方联系，积极开展非遗传承人口述档案建档工作，逐一对非遗传承人口述对象实地走访，并进行口述档案视频采集、现场录制，待后期加工制作完成后，将资料存档于档案馆永久保存。3.方言建档和非遗建档相结合。地方方言承载着乡愁、乡情，其中不乏许多优秀的非遗项目，如南京的吆喝、南京白话和南京白局。档案机构在开展方言建档工作中，要善于抓住方言中的优秀非遗项目，比如传统方言戏曲、方言童谣、方言故事、方言说唱等，通过方言建档的形式更好地保存方言、留住乡愁，并传承优秀非遗文化。如陕西省档案局的《传承非遗文明，纪录方言文化》就是以方言建档的形式开展非遗保护。4.精准扶贫建档和非遗建档相结合。2018年发布的《精准扶贫档案管理办法》就对精准扶贫档案的收集、整理、管理和开发利用做出明确规定。“非遗+扶贫”过程中必然会形成很多精准扶贫档案，档案部门要注意收集非遗扶贫过程中这部分特色形态的档案，将其归入“精准施策类、精准脱贫类”两类中，真实、完整、准确、全面地记录和保存精准扶贫工作的全过程，同时也是对非遗的保护。
（三）遵循非遗保护趋势，加强非遗文化传播
1.关注非遗传播工程，加强非遗文化知识传播。档案机构作为我国文化传播的重要载体，应积极关注文化传播工作的新动态，加强非遗文化知识的传播。首先，利用档案馆建成的档案网站开展非遗知识传播，可以在档案展览下设立非遗文化传播专栏，开展非遗文化的图片、视频形式的传播。其次，利用档案机构已经建成的官微官博进行非遗文化的传播，通过撰写推送非遗小知识等相关推文的方式传播非遗文化。再者，可以借助抖音、快手、微视等短视频平台，通过制作非遗短视频等方式来推进非遗文化的传播，促进社会共享。利用爱国主义教育基地从活态传承的文化服务、文化教育、文化传承等方面继续把握新机遇。第四，拍摄专题片进行非遗传播。档案机构可以拍摄以“传承地方优秀文化”为主题的宣传片开展非遗保护。如浙江省档案馆面向全省档案馆启动电视系列节目“跟着档案去旅行”，传承以浙江历史为依托的优秀传统文化，主要包括传统古城古镇古村文化，运河、钱塘江等世界文化遗产，地方传统曲艺、传统手工艺、饮食等非遗文化，乡贤文化、浙商文化等乡土文化，诗书画文化等。2.重视文化传承服务，开展档案非遗知识服务。非遗传承是非遗保护永恒的话题，尤其是教育、培训是非遗传承的重要方式。因此，档案机构除了提供非遗档案借阅等服务外，还可利用现有的非遗档案资源，与其他部门合作，通过引入传统编研的成品、VR等先进技术的视频形式来构建非遗教育资源库，为教育和培训的传承提供知识服务。3.寻求多方互动合作，集中优势资源保护非遗。档案机构利用现有的非遗档案资源，并积极与文化部门、文化产业等主体机构合作，吸引社会力量共同参与，推广社会化合作模式来打造档案特色的非遗文化产品。利用新媒体形式加强非遗档案资源宣传，如采取举办展览、编辑书籍、录制声像作品等形式进行传播，助推非遗走出国门，让更多的人了解中国的非遗。档案机构应把握非遗保护的前沿趋势，提升参与非遗保护的主动性，发挥专业优势，“有为才有位”，做历史的守护者、记忆的传承者和文化的传播者，成为非遗保护的重要参与力量。
参考文献：
[1]倪永宁，徐拥军.档案机构如何参与非物质文化遗产保护[J].北京档案，2011（08）：37-38.
[2]陆国强．为新时代档案事业高质量发展提供坚强法治保障[N]．人民日报，2020-06-24：10.
[3]赵跃.新时期档案机构参与非遗保护的反思与再定位[J].档案学通讯，2020（02）：40-48.
[4]王巧玲,辛文琪.我国国家层面非物质文化遗产建档正式制度研究[J].浙江档案，2020（12）：29-31.
[5]国家档案局.中华人民共和国档案法[DB/OL].
[6]赵昌彦.世界记忆工程与中国地方档案事业发展[J].档案与建设，2017（01）：4-7.
关键词: 医学遗传学 换位教学 案例分析法 情景模拟法
医学遗传学(medical genetics)是遗传学和医学结合的一门前沿学科,主要研究遗传病的遗传规律、发病机制、诊断和防治措施。现今随着医学的发展,传染病基本得到控制,但遗传病的相对发病率却迅速增加,为此临床医学专业学生学好医学遗传学至关重要。
在教学实践中,笔者感受到本课程教学存在一些难度。主要表现在:首先,课程内容抽象,涉及知识面广,学科发展迅速,而开课时间先于专业课,临床医学专业安排的课时较少(32学时),学生临床知识薄弱,理解难度较大。且本校临床医学专业基础课程授课都是超过100人的大班,学生的来源不一,中学生物学基础差异较大,学校缺少遗传病病例,教学易于纸上谈兵,把握教学进度因人施教难度较大。其次,临床医学生对于医师资格考试或研究生考试中占据较大分数比例的学科和专业课程很重视,对相关性较小的学科比较忽视,而本校医学遗传学又为考查科目,学生不重视。针对以上困难,笔者在多年的教学中积极思考,积极改革,根据教学大纲灵活运用多样性的教学手段,克服众多难题,使教学有了新起色,主要体现在以下几个方面。
一、问题式教学
如今广泛应用的多媒体教学可以结合文本、图形、动画、视频,更形象生动,包含信息量很大。按传统“灌输式”的教学方式不利于培养大学生自学能力,且在紧张的教学过程中,留给学生记录、思考、记忆的时间较少,影响知识的接收。针对该问题,笔者采用了问题式教学方法,即由老师根据知识点精心设计提出问题,学生查阅资料,进行归纳,解答问题。在每一章节授课前,教师要求学生完成布置的问题,问题包括两大类:一类是串联本章节主要知识点的系列题目,要求学生在课前自学完成预习题;第二类是精心设计、筛选出能激起学习兴趣、启发思考的问题,让学生带着问题进入课堂。为保证学生能按要求完成课前习题,特制定了督促和考核制度,期末成绩由作业、课堂提问、考勤、考试、实验、课外实践研究等六部分组成,上课要随机抽查预习作业、进行课堂提问,作业情况记入考试成绩,对未完成预习任务的学生每次扣除5分。
通过一段时间的实践,学生能了解、熟悉课堂内容,掌握基本知识,巩固了学习基础,学习热情提高了。通过设计思考题老师能更好地引导学生深入学习,充分发挥大学生的自学能力,提高了教学效率。特别对那些由于大学管理宽松抱着“60分万岁”心态、不刻苦的学生起到了极好的督促作用,也引导学生克服只重视考试科目、忽视考查科目的倾向,培养了学生自主学习的能力。
二、换位教学
为培养学生的综合能力,充分发挥学生在教学过程中的主体地位,在医学遗传学课堂教学中选择部分章节让学生授课。如“疾病的单基因遗传”一章分段清晰,有中学生物的学习基础,适合学生上课。于是,就以自愿报名方式鼓励学生上台讲授。很多学生对当“老师”积极性很高,按小节分配给学生,要求制作PPT进行讲授。这样的形式对学生来说新鲜有趣,调动了学生的学习积极性。上过讲台的学生都反映为这几分钟的内容花费很多时间,体会到当老师的不易,而且通过精心准备又对相关内容有了较深入的认识,还锻炼了表达能力。台下的学生因为是同学上讲台,注意力更集中,更积极地思考、提问。教师从学生的授课中能及时发现并纠正学生对知识的误解,还能体会到学生想要学什么,怎么学。为让换位教学不至流于形式,师生评议程序是关键环节,老师以鼓励为主,对学生的表现进行点评、指导,及时更正学生讲授中出现的错误,解答问题,给予加分奖励,并让同学也参与评价。
通过问卷调查,91%的学生表示喜欢“换位教学”的形式,52%的学生表示愿意扮演老师的角色。换位教学在激发主动性、培养基础素质、锻炼综合能力、构建和谐课堂等方面效果良好。
三、案例分析法
医学遗传学课程的理论性和实践性都很强,由于是基础课,本校临床专业在第三学期开课,学生临床知识薄弱,接触遗传病病例少,影响了学生的学习兴趣及效果。为让学生能将遗传的基础内容与临床联系起来,了解医学遗传学在临床中的应用,笔者在课堂中插入较多遗传病例,进行案例分析。
精选合理病例是案例分析法的核心,教师利用社会调查、资料收集等方式积累了较多病例家系。教学中选择合适病例家系,在病例中隐含适合的问题引出各知识点。如在单基因遗传一章中以一个慢性进行性舞蹈症家系为例:某一临床学生家族有多个舞蹈症患者,伯伯45岁发病,父亲42岁发病,2个堂姐20多岁发病。遗传病实例抓住了学生的注意力,绘制家系图后结合病例提出问题,从发病年龄引出单基因病发病特点中延迟显性、不规则显性、遗传印迹等非孟德尔遗传特点。通过计算该学生的发病风险掌握常染色体显性遗传病的发病风险计算方法。从临床的诊断过程,让学生熟悉遗传病的诊断方法,并拓展到基因诊断的知识。
案例分析法以病例为中心,问题为导向,充分调动了教与学的积极性,加深了学生对医学遗传学基础知识的理解,锻炼了他们分析问题、解决问题的能力。
四、情景模拟教学
情景模拟法则是创建情景引导学生扮演角色,它强调学生的主动性。如讲授遗传病的诊断、治疗与预防一章,创建一个实践病例情景:一名因感冒入院的2岁男童,儿科医生发现患儿反应较迟钝、通贯手、肌张力低下、隐睾,询问得知患儿免疫力较差,常感冒发烧。教师扮演患儿家长,学生分组模拟医生,讨论检查方案,进一步给出情景病人染色体检查结果为47,XY+21,从诊断过程中引出遗传病的诊断方法及特点。患者家庭要面临再生育问题,引出遗传咨询的概念、方法、意义。我们还以人类一些正常性状的调查模拟遗传病调查,学习运用hardy-weinberg定律,收到好的效果。
情景模拟教学能在课堂上始终抓住学生,激发学生的主动性,提高学生独立思考、逻辑思维和综合分析的能力,培养团队合作能力,解决了理论与临床脱节的问题,深受学生好评。
总之,通过综合运用以上多种教学方法,丰富了课堂形式,改善了课堂气氛,提升了学生的综合能力,培养了他们良好的学习习惯。但改革教学方法对教师的要求很高,需要教师对课堂过程精心设计,做充分的课前准备,并具有广博的知识背景和良好的课堂掌控能力。这就要求教师不断提高自身素质,坚定职业信念,加强知识积累,锻炼教学技巧,注重交流与学习。如何提高学生的学习兴趣,激发他们去思考,增强课堂效果,这是教师在教学过程中应该一直关注、思考并为之努力的。
参考文献:
[1]左伋.医学遗传学[M].北京:人民卫生出版社,2008,(第5版).
[2]宋朝霞,刘冰,朱玉琢,等.PBL教学法在医学遗传学遗传咨询教学中的应用探讨[J].中国高等教育,2011,10:98-99.
[3]罗庆华.本科课堂教学中“换位教学模式的探索[J].高教论坛,2010,9:26-2.
[4]许雪青,王燕,王艳,等.构建病案导入教学法的新型医学遗传学课堂教学模式[J].中国高等医学教育,2010,6:8-10.
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）06B-0034-03
《义务教育生物学课程标准》（2011年版）凸显的是重要概念的传递。而生物学概念是反映生命现象和生命活动规律本质属性的一种思维形式，是生物学知识结构的基本要素之一，构成学生学习内容的基本骨架，也是学生进行生物学学习和思维的基本单位。但由于个体的日常生活经验、生物学概念的术语、教学资料、教师的前科学概念、相近概念的混淆等多方面原因，生物重要概念的传递，即生物概念的教学往往成为生物教学中的难点。如果教师漠视学生的生物前科学概念，特别是学生头脑中与科学认知相异的生物前科学概念未得到矫正，经过一段时间，学生对该概念的理解又回到原有的认识，在新的问题情境下重复出错。本文将对有关前概念的几个问题作一些探讨。
一、初中生物前科学概念调查分析
（一）生物前科学概念的涵义
通过问卷调查发现，学生在学习新的生物内容之前头脑中并不是一张白纸，而是存在自己对有关生命现象和生命活动规律的想法，并伴随着一定的思维方式，我们把这些原有的认知结构和认知模式称为生物前科学概念。生物学前科学概念有些与科学认识相近，有助于学生在生物学习中形成概念，是学生进行生物学习的基础。但也有许多前概念是肤浅的、模糊的，带有片面性，甚至是错误的，不利于学生在生物学习中形成概念。
（二）初中生物前科学概念调查及分析
如果学生的头脑不是空的容器，那么，在学习新的生物内容之前，他们的头脑中存在哪些影响生物重要概念学习的认识呢？笔者通过问卷调查的方式，利用陕西师范大学生命科学学院李高峰老师设计的《初中生物前科学概念测量问卷》对刚入学未接受生物教学前的七年级学生进行测试。试卷内容念盖了《义务教育生物学课程标准》（2011版）课程内容中的科学探究、生物体的结构层次、生物与环境、生物圈中的绿色植物、生物圈中的人、动物的运动和行为、生物的多样性、生物技术和健康生活10个一级主题。从比例上看，在学生的生活中接触得比较多的是生物圈中的绿色植物、生物圈中的人、生物的多样性，占了19.44%，关注了学生的生活经验，即注重了学生基于生活经验形成的概念；与人类生产生活和社会发展息息相关的生物体的结构层次、生物技术和健康占8.33%；科学探究，生物的生殖、发育与遗传，动物的运动和行为所占比例最低。
这次调查一共发放问卷198份，回收198份，回收率100%。按《义务教育生物学课程标准》（2011年版）10个一级主题内容进行统计结果如表一。
表一中，正确答案是指学生选了与科学概念相符的答案，前科学概念答案是指学生选了与科学概念不相符的答案，不知道答案指学生选了不知道的答案，重复数是指198份问卷中选了上述三种答案中某一答案的累计次数。从表中的合计数据看，选择正确答案的累计次数占30.99%，选择前科学概念答案的累计次数占55.87%，选择不知道答案的累计次数占13.13%。结果表明形成前科学概念的学生占了半数以上，说明学生在学习新的生物内容之前，半数以上学生的头脑中已存在前科学概念。
综合上述表格并结合对学生访谈后分析：
1.科学探究部分的前科学概念调查情况
科学探究方面共出了两道题，都是与显微镜相关的知识，由于农村中学教学仪器匮乏，所以学生对显微镜中玻片标本和物像的移动问题，他们以生活中镜子成像的原理为参照，认为在显微镜上要让物像往一定方向移动，玻片标本就要反方向移动。而对光学显微镜和电子显微镜的光源问题他们只能从字面上去理解，十分肤浅。
2.生物体结构层次部分的前科学概念调查情况
这部分一共出了三道题，前科学概念占了49.66%。对鸡翅下面有一些黄色的块状物，较多学生认为是肌肉组织，还不知道鸡皮和鸡肉之间还连结着结缔组织；对动物结构层次上知道有细胞、组织、器官和系统，但谁大谁小还分不清。
3.生物与环境部分的前科学概念调查情况
生物与环境部分出了二道题，一道是生态系统，另一道是消费者和生产者，前科学概念占了84.60%。这几个概念都是比较抽象的概念，而之前学生对消费者和生产者的相关知识知之不多，容易引起学生形成前科学概念。
4.生物圈中的绿色植物部分的前科学概念调查情况
这部分的内容，共出了七道题，前科概念占53.98%。对于无花果树，在生活当中没有见其开花，学生多数只能从字面上去理解是无花结果，选对答案的学生有60%说是猜对的；对绿色植物的光合作用和呼吸作用二者混淆不清；竹子开花在现实生活中并不多见，而其他植物开花后并不死亡，所以学生认为竹子开花也是一种正常现象；植物生长是插根在土壤中的，而在空气中很少能用肉眼看到植物从中吸取到某种营养物质，他们认为植物的营养主要来自土壤；生活当中，人们见到的花有雄蕊和雌蕊同花的居多，所以学生认为花的种类有雄花、雌花和两性花，而不知道有无性花；对于植物茎中的导管，因为植株是活的，所以他们认为导管也应该是活的，像人的胃肠一样，死了就不能吸收营养物质。
5.生物圈中的人部分的前科学概念调查情况
这部分的前科学概念占选择重复数的40.41%，对于排泄和排遗他们还分不清，笼统地把废物排出体外的活动都称为排泄；对动脉血和静脉血他们只能表象地从动脉和静脉的层面上来区分，而不能从血液的含氧量和是否离心回心的层面上来区分；对呼吸和呼吸运动更是混为一谈。人呼出的气体中氧气含量高还是二氧化碳含量高的问题，他们在生活中常听别人说吸进去的是氧气，呼出的是二氧化碳，因从众而产生错误判断。氧的运输方面由于缺少生化知识，而产生前概念。
6.动物的运动和行为部分的前科学概念调查情况
动物的运动和行为部分只出了一道题，有两个空，是关于孔雀开屏和开屏孔雀的性别问题，前科学概念为44.44%，形成前概念的原因主要是学生自认为是的主观推断。
7.生物的生殖、发育与遗传部分的前科学概念调查情况
这部分也只出了一道题，两个空，是关于血缘关系的内容。由于中国传统的对性知识的教育发展比较滞后，教师、家长对生殖、发育与遗传多数时候是羞于启齿的，特别是农村初中，对于性知识不愿去了解太多，甚至教师和家长自己都弄不清，所以在这道题目上形成的前科学概念尤为明显，占了98.74%，余下的为不知道，没有一个学生选对正确答案。
8.生物多样性部分的前科学概念调查情况
生物多样性部分出了七套题目。学生对动物的分类十分模糊，他们认为鸡不会飞，而鸟会，所以鸡不是鸟；对蝙蝠的理解也依此为据。黑色、白色、棕色、红色人种，由于肤色不同，因而他们认为不是相同的种，定性的依据也是肤浅的。
9.生物技术部分的前科学概念调查情况
生物技术部分出了三道题，前科学概念占44.61%，对于禽流感他们觉得名称上有“禽”，那应该是只能传染给禽类，对人畜共患的传染病尚未形成概念；对于细菌和病毒，他们在媒体中获得的信息多数是说它们的危害，而对生产生活中的面包、酸奶、酒等的制作是用了微生物的有利一面缺少了解，甚至视而不见，听而不闻；杂交育种知识更是匮乏，原因同生物的生殖、发育与遗传部分。
10.健康地生活部分的前科学概念调查情况
健康地生活部分出了三道题，分别是骨髓库、艾滋病和绿色食品的相关知识，前科学概念占78.89%。随着经济的发展、生活质量的提高，健康越来越为人们所重视，但在农村，尤其是偏远地区，健康知识的宣传力度还不够，基于此，学生对骨髓库的理解认为是专门存放骨髓的地方；对于艾滋病的了解，由于缺少性等方面的知识，其传播途径学生的了解也不甚全面，仍然存在偏差；绿色食品他们的理解更是让人啼笑皆非，认为绿色的食品就是绿色食品。
总的来说学生的生物前科学概念异常活跃，涉及范围广泛，学生在生活中经常接触到，看得见、摸得着的事物能形成较多的前概念。对于很少接触，看不见、摸不着，又很抽象的事物，则很少有相应的前科学概念，例如科学探究，学生不知道的占37.88%。
二、前科学概念对学生生物重要概念学习的消极影响
生物前科学概念是学生长期与生物环境作用通过主体的建构而形成的，对生物学习既有积极的作用也有消极的作用，这里主要论述其消极作用。
苏霍姆林斯基指出学习的一条重要规律：在学生的意识中，不明确的、模糊的、肤浅的表象越少，压在他肩上的学业落后的负担就越轻，他的思想对于以后再一次学习新教材的准备就越充分，他在课堂上的脑力劳动的效果就越好。可见前概念对后续的科学概念的学习多起负影响。一般情况下，对生物现象、过程、材料的片面或错误理解而产生的前科学概念，将会成为学生学习生物的障碍，这些错误的前科学概念如果得不到及时纠正，学生会觉得生物难学，导致学业落后。通过长期的观察和对比，笔者发现有科学概念和没有前科学概念的学生对科学概念接受的自觉性往往高于有前科学概念的同学，后者有时甚至对教材、对教师的讲解产生怀疑或否定的态度，且前两者的学业成绩也优于后者。同时笔者还发现：一旦学生对某些生物现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的。例如动脉血与静脉血的区分问题，学生老是改变不了动脉流动脉血，静脉流静脉血这一惯性思维。
三、初中生物前科学概念的矫正策略
生物前科学概念具有自发性、广泛性、顽固性、隐蔽性、负迁移性、层次复杂性、反复性、形成的长期性、缺乏概括性、特异性、表象性等多方面的特点。要使它们彻底转变为科学的概念不是一件容易的事情。有专家提出的概念转变模型认为，要使概念转变得以实现须具备以下四个条件：（1）对已有概念的不满；（2）新概念的可理解性；（3）新概念的合理性；（4）新概念的有效性。按照这四个条件笔者认为，生物前科学概念可以从建立初中生物前科学概念库，引发学生产生认知冲突构建科学概念，反馈巩固这三个环节对生物前科学概念加以矫正。
（一）建立初中生物前科学概念库
建立初中生物前科学概念库是指初中生物教师在教学实践中，主动把自己或他人发现的，初中生生物前科学概念收集起来，按《义务教育生物学课程标准》（2011年版）课程内容10个一级主题进行分类汇总，然后教师以课程标准为依据，利用自己掌握的生物学知识，深入、系统地分析这些前科学概念的错误或相异之处，为日后在教学过程中矫正学生的前科学概念作前期准备。
（二）引发认知冲突构建科学概念
认知冲突是指认知主体已有认知结构与新知识或新情境之间不能包容，或不同认知主体对某一问题存在不同看法的现象。前一种情况可称之为主体内认知冲突，后一种情况可称之为主体间认知冲突。学生在学习的过程中产生认知冲突是一种普遍的现象，课堂教学中，教师可根据教学内容，以初中生物前科学概念库中的有关前科学概念设置一些问题，诱发学生产生认知冲突。认知冲突的产生就意味着前科学概念矫正已开始，这时候教师要着重引导学生通过实验、对比、调查、观察等方法将前概念充分暴露出来，让他们发现自己概念的错误之处，然后激化矛盾，前概念，建立科学概念。例如，有一道显微镜成像问题的题目：“显微镜下观察玻片标本上的字母p，其在目镜上观察到的应该是（ ）。A.p B.q C.d D.都不是。”在评卷中我发现，有61%的同学选择B，他们选择该答案的依据是，在现实生活中镜子上观察到的物像正好跟实物相反，于是我让学生通过显微镜自己去观察字母p，结果是字母d，与之前他们的判断大相径庭，接着我让学生查阅网络。他们找到了光学显微镜的成像原理图，从光学显微镜的成像原理图中，学生明白了显微镜成像并不像平面镜成像那样简单，而是一个倒立的虚像。紧着我让学生在纸上写上字母p，问：“你们手中的字母p如何才能实现它到字母d的转变呢？”学生纷纷在台上不停地摆弄着，后来他们都分别做到了。我又问他们：“能不能把它总结下来呢？”最终他们总结为：“在平面上顺时针旋转180度。”科学概念到此已经建立。
（三）反馈巩固
德国著名心理学家艾宾浩斯对记忆研究的主要贡献之一就是对记忆的保持规律作了重要研究，从“艾宾浩斯遗忘曲线”中我们可以发现：遗忘速度最快的区段是20分钟、1小时、24小时，分别遗忘42%、56%、66%；2～31天遗忘率稳定在72%～79%之间；遗忘的速度是先快后慢等。同样的道理，学生刚刚建立起来的科学概念，如果不及时进行反馈和巩固，过了一段时间，可能会被遗忘或反复，因为前科学概念具有自发性、广泛性、顽固性、隐蔽性、负迁移性、层次复杂性、反复性、形成的长期性、缺乏概括性、特异性、表象性的特点。况且前科学概念是学生在长期的生活经历中构建起来的，要使学生放弃他曾深信不疑的观念，接受一种全新的观念，是一个困难的过程，有时甚至出现反复。巩固形式有多种多样，一般来说，我们可以通过复习再现、测试发现等方法来加以巩固。复习再现是指通过对已建立的科学概念定期或不定地进复习，使这些概念在学生的记忆中多次呈现出来，从而加深记忆。测试发现是通过出示不同类型的测试题，让学生随堂测试，统计测试结果，并将测试结果与课前测试结果进行对比研究，根据遗忘的程度再次构建“认知冲突――暴露前概念――激化矛盾――前概念――建立科学概念”，从而通过多次反复来达到巩固科学概念的目的。
关键词： 动物遗传学 学生为主体 学研结合 实验教学 教学改革
《动物遗传学》一直是动物科学专业（原畜牧专业）的专业基础课，该课程在动物科学专业（本科）、动物遗传育种与繁殖专业（硕士、博士）中占有重要的地位，对学生毕业后从事本专业技术工作具有十分重要的意义。动物遗传实验是动物遗传学课程教学不可或缺的关键环节，是学生理解和掌握遗传学基本理论和实验技术的主要途径。然而，目前动物遗传学实验教学发展普遍滞后于理论课，以验证性实验为主，内容陈旧、单一，缺乏综合性实验，难以激发学生的积极性和主动性；教学模式单调，以教师主导，学生临摹为主要教学方式，缺乏对学生创新能力的培养［1］。针对上述教学现状，本教研组老师积极参与学校的教学改革，不断努力探索符合新世纪人才培养需要的“动物遗传学”实验教学模式，先后开展了动物遗传学综合性实验教学模式探讨［2］和动物遗传学产学研结合教学实践探讨［3］。本次实验教学改革探索是教研组在总结以往的教改经验基础上，通过整合教学内容、改革教学方式、实施开放实验室教学、教学与科研结合等进行改革尝试，目的是探讨以“学生为主体”的学研结合实验教学模式的可行性。
一、动物遗传学实验教学改革实践措施
1.整合实验内容，增加设计性实验，建立动物遗传学实验教学新体系。
华南农业大学“动物遗传学”在2006年被评为广东省精品课程。目前课程共48个学时，其中理论32个学时，实验16个学时，共开设了“果蝇的性状观察与雌雄鉴别”、“果蝇杂交实验”、“果蝇唾液腺染色体的制备”、“畜禽染色体的观察”、“畜禽染色体核型分析”、“血型与遗传”、“动物基因组DNA的提取与琼脂糖电泳”等7个实验。内容包括普通遗传学、细胞遗传学、分子遗传学，主要以基础验证性实验为主。近年来，随着分子生物学和分子遗传学理论和实验技术的快速发展，上述实验内容逐年变得陈旧，不能满足学生对动物遗传学新理论和技术的需求。因此，结合我校与动物科学专业的实际情况，在保证理论知识系统性和前沿性并在联系实践的基础上，教研组经过讨论，根据教学大纲制订实验开设计划，将现有7个实验分为4个方向，增设设计性和综合性实验：①保留了果蝇的性状观察与雌雄鉴别、果蝇杂交、果蝇唾液腺染色体的制备这三个经典遗传学验证性实验，共6学时；②将畜禽染色体的观察、畜禽染色体核型分析两个实验合并为1个综合性实验“畜禽染色体的制备与观察”，学时4；③增设群体遗传学调查设计性实验：将“血型与遗传”与增设的“群体基因结构调查与分析”合并设立为一个实验，学生课堂完成血型检测实验部分，课后学生根据自己的兴趣选择调查内容和方案，学时2；④将“动物基因组DNA的提取与琼脂糖电泳”与增设的“畜禽基因组PCR-RFLP的检测”合并设立综合性实验，学时4。
2.改革教学方式，建立以学生为主体的教学方式。
传统的实验教学采用的课堂灌输式教学，基本上是由老师对实验目的、原理、内容、操作步骤，以及注意事项逐项进行讲解示范，学生再做实验，使学生处于被动状态，激发不起学生的兴趣，学生主动参与性差。针对上述问题，教研组在整合教学内容的同时，改革教学方法，在综合性实验中采用项目式实验教学方式，即将学生分成不同小组，以项目为载体，向学生提出需完成的工作任务，要求学生根据任务要求，组建项目小组，小组成员在老师或辅助教学研究生的指导下分头查资料，共同确定实验内容、设计实验方案、实验步骤、配制试剂和完成实验，最后实验结果以小论文形式或用PTT课件口头汇报。
3.开放实验室教学，为设计和综合性实验提供保障。
本次教学改革主要采取项目式教学方式，实施开放实验室教学是保障设计和综合性实验顺利开展的前提。项目式教学方式的实施，学生除了在规定实验时间内上课外，学生还需要自行安排时间配制试剂、准备实验材料和进行实验等，需要开放实验室。另外果蝇杂交设计性实验也需要开放实验室，主要原因为果蝇生活的环境最适温度环境为20―25℃，而广州温度全年较高（大部分时间都高于25℃），果蝇杂交实验需要在生化培养箱内进行，所以为了便于学生进行果蝇杂交结果的观察和记录也需要开放实验室。具体做法是：设辅助教学研究生为实验管理员，教学实验室在实验期间内，施行预约管理，预约登记的学生全天（8:00―22:00）可自由进出实验室，在老师或研究生的指导下开展实验工作。
4.学研结合，培养学生初步科研能力。
学研结合一直是我们教研组努力探索的教学改革方向，并取得了一定的成果。2006年以来，先后有20余名在读本科生先后跟随教研组张细权教授、王教授、聂庆华教授等老师开展科技创新实践活动，这些同学个人或在课题组研究生带领下一起开展科研项目研究，部分同学顺利完成试验并撰写学术论文。如刘杰等同学完成的论文“鸡FASN基因2个位点的多样性及其与体重、脂肪沉积性状的相关性”发表于《畜牧兽医学报》杂志上。本次教改过程中，我们充分利用教研组科研平台，鼓励研究生积极参与本科生实验教学，把研究生作为实验教学辅助人员，在项目式教学中，使其成为项目式教学的主要成员，引导其小组成员进行资料收集、完成实验设计、试剂配制和实验操作。
二、动物遗传学实验教学改革的效果
由于本次实验改革内容和教学方式改变较大，因此我们只是选取了动科专业生物技术方向07、08连续两届学生实施上述改革尝试，收到了如下效果。
1.整合实验内容，增加设计性实验，增强了学生实验兴趣，提高了学生实验主动性。
我们原有的动物遗传学实验教学开设了7个实验，主要以验证性为主。通过实验整合后，修正了近几年学生教学反馈内容陈旧，技术简单，学生上课积极性不高的实验，如：“畜禽染色体的观察”、“畜禽染色体核型分析”等，增设了设计性实验。增设的设计性实验要求学生自定实验方案，并按自定方案实施；实验目标明确、方法清楚、技术要点及注意事项心中有数，所以，学生实验兴趣浓厚，主动地利用课余时间，全身心地投入实验。如在新的遗传实验教学中，开设了“畜禽基因组PCR-RFLP的检测”综合性实验，该实验从知识面上囊括了核苷酸、基因的基本概念、DNA体外复制原理、DNA分子量、基因和基因型频率计算，以及性状的表现。在实验技能方面涉及实验材料的采集、试剂配制、DNA提取、核酸浓度和纯度检测、PCR反应、琼脂糖凝胶电泳检测、基因分型及统计分析等。通过该实验，学生掌握了动物遗传学多方面的实验技能，实验兴趣和动手能力均有较大提高。群体遗传学主要揭示一个品种等整个群体遗传和变异，是家畜育种理论基础，增设群体基因结构调查与分析设计性实验，让学生通过调查分析自身的遗传性状的类型和被调查者的性状分布情况，计算基因频率，分析其遗传平衡状况，来理解群体遗传学理论，使枯燥的群体遗传教学变得生动有趣，大大提高了学生参与实验的积极性，学生实验兴趣高昂，实验主动性增强。
2.开展项目式教学方式，增设分子遗传学综合性实验，提高了学生实验的主导作用。
传统的遗传学实验课时一般3―4个学时，时间较短，要求在限定的时间内完成教师确定的实验步骤，教师没有时间在课堂上对遗传学研究技术进行系统讲解，学生仅能按老师的要求去做［4］，实验中学生掌握的理论知识不足。2年来教研组利用项目式实验教学方式，增设分子遗传学综合性实验，将本科生分成不同项目小组，在老师或研究生助教的指导下查阅资料和设计实验，利用开放实验室等便利实验条件，学生自行采集实验材料、准备实验试剂和操作实验仪器，顺利完成了实验，加深了学生对分子遗传学基础理论知识的理解。在整个项目实施过程中，改变了以往以老师为主导，学生被动学习知识和技能的现象，学生由“被动学习”变“主动学习”，由“要我学”变“我要学”，学生实验的主导作用大大提高，学生学习兴趣浓厚，一改往年学生实验结束后就走的现象，大多数同学课后积极提问，师生互动加强。
3.实施开放实验室，克服了老师代做、实验课时有限的问题。
实施全天性开放实验教学，是克服实验流程较长与每次实验课时有限之间矛盾的有效方法［5］。传统的实验教学模式易受实验课时限制，设置实验周期长的实验和实验流程长的实验学生不能全程参与，部分实验步骤必须由老师代做，学生只能掌握部分实验技术。我们在实验教学过程中，配合综合设计性实验的需求，教学实验室对本科生实行开放管理，每天8:00―22:00学生能自由进入实验室，在老师或研究生的指导下自行完成实验，有效杜绝了周期长和流程长的实验部分实验步骤必须由老师代做的现象，解决了传统教学模式实验课时有限的难题，同时增强了学生实验兴趣、提高了实验主动性、加强了实验操作能力。
4.利用科研平台，教学与科研结合，培养了学生初步科研能力。
在实验教学过程中，我们利用教研组科研平台为教学服务，借助研究生辅助教学功能，成立以研究生为核心的项目小组，在研究生的指导下根据项目要求，学生自行查阅资料、设计实验方案、并成功实施方案。整个实验过程发挥了教学与科研两者的有效结合，即把方法实验与专业实验有机地结合起来，充分利用了教研室科研基础力量，培养了学生初步科研能力。另外，有部分对动物遗传学感兴趣的同学在学期实验结束后，还主动申请参加到我们教研组老师的课题中来，在课题老师指导下进行毕业设计实验和申报大学生科技创新项目，从而进一步提高了学生的初步科研能力。
5.教学反馈和总体学生评教结果有所提高。
学生教学反馈是反应教学效果的有效途径。对本次教学实验的58名学生调查显示，有81.04%的学生表示通过改革增加了实验兴趣，认为设计性实验可以提高学生的实验兴趣和独立思维能力，开放实验可以给同学提供了较好的实验条件，任务引领式教学可提高学生的独立思考、团队合作和自主动手能力。另外，从华南农业大学教务处教学质量监督科的教学评教结果来看，学生对动物遗传学实验的评教平均分逐年显著提高，2008学年学生评教平均分为89.29分，200年为92.70分，2010学年上升到93.18分。
三、不足与体会
本次教学改革探讨，总体来说，不管从教学内容还是从教学方式都改动较大，充分给予了学生自主思考和动手的机会，在教学过程中充分发挥研究生辅助教学作用，利用科研平台为教学服务，学研结合既锻炼了研究生又培养了本科生初步科研能力，这是本次教学改革尝试的主要优点。但同时在整个教学的实施过程也存在许多不足。
1.实验结果差别较大。
在本次教学中综合性实验的组织实施主要以研究生为指导人，由于研究生个人研究方向和能力水平的不同，导致项目小组从实验设计、实验实施到实验结果优劣明显，学生最后掌握的实验技术差别也较大。在教学反馈中有个别学生认为自己实验结果不好，动手能力没有较大的提高。
2.个人实验成绩的评定困难。
因为项目式教学实验是以小组为单位的，教师打分只是体现了团体，没有具体到个人。
3.实验课经费需求较大。
由于小组间实验设计和路线差异，实验试剂和材料准备费用明显增加，教学经费紧张。
四、结语
总之，通过本次实验教学实践，对动物遗传学学研结合实验教学模式进行了初步探索，对高等农业院校专业基础课程实验教学有一定的指导意义。
参考文献：
［1］高志花，郝荣超，穆秀明，王净.动物遗传学实验教学改革与研究［J］.中国高教探讨杂志，2010，（5）：39-40.
［2］王，陈瑶生，张细权等.动物遗传学综合性实验教学模式和效果［J］.华南农业大学学报（社会科学版），2008，5，（2）：148-152.
［3］聂庆华，刘满清，骆毅媛，张细权.动物遗传学产学研结合教学实践与探索高等农业教育，2009，02：64-66.
［4］周清元，何凤发，殷加明，唐章林，张建奎.遗传学实验教学体系的改进，2008，6，（1）：170-172.
1 利用教材引导学生巩固生物学基础知识
高考虽然强调考查学生的能力，但基础知识是提升能力的前提，教师要引导学生通过阅读教材来巩固生物学基础知识。
【例1】 （2013·新课标卷II）关于叶绿素的叙述，错误的是（ ）
A. 叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B. 被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C. 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D. 植物呈现绿色使由于叶绿素能有效地吸收绿光
参考答案：D。
解析：此题考查的是有关叶绿素的基础知识，难度不大，属于识记内容。叶绿素中心元素是镁离子，A项正确；色素的作用是吸收、传递、转化光能，进行光合作用，B项正确；叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高，C项正确；植物主要的吸收峰在蓝紫光区和红光区，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，D项错误。
2 利用教材引导学生对概念的学习咬文嚼字
在中学生物学习过程中，有些概念仅仅相差一个字，如原生质和原生质层、净光合速率与总光合速率等。有些概念是由文字颠倒造成差异的，如中枢神经与神经中枢。有些概念很相似，如突触与触突，纤维素、维生素与生物素等。这就要求学生在学习过程中一方面要理解概念的内涵实质，另一方面对概念的掌握运用要咬文嚼字。
【例2】 （2013·年新课标卷Ⅰ）关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（ ）
A. 一种tRNA可以携带多种氨基酸
B. DNA聚合酶是在细胞核中合成的
C. 反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基
D. 线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
参考答案：D。
解析：本题考查的是有关蛋白质合成的基本知识，与蛋白质合成有关的概念要求准确掌握一种tRNA只能携带一种氨基酸，而一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。DNA聚合酶属于蛋白质只能在细胞质合成，反密码子与密码子仅一字之差，tRNA的一端有三个碱基外露为反密码子，与mRNA上的密码子进行碱基互补配对。线粒体中不仅具有自己的DNA，而且还有核糖体，能够通过转录和翻译控制一部分蛋白质的合成，所以线粒体具有一定的独立性。D正确。
3 利用教材引导学生掌握修饰概念的关键性或模糊性词语
学习概念时，很多情况下学生要通过掌握概念中的关键词来掌握概念。如关于物种的概念，教材中定义为：能够在自然状态下相互并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。因此关于物种概念中的关键词有“自然条件”、“产生可育后代”。
但是，在生物学的很多概念中常会有一些“一般”、“主要”、“绝大多数”、“一定条件”等模糊词语来修饰，而这些模糊词语在表象上是模糊的，但在本质上是明确的。这些看似模糊的用语实则是更为科学的对生物学知识的总结。例如在真核细胞中，细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，就不能说细胞核是遗传物质储存和复制的场所。通过对教材的学习可以帮助学生掌握这些修饰性词语。
【例3】 下列关于生物的遗传物质的叙述中，不正确的是（ ）
A. 某一生物体内的遗传物质只能是DNA或RNA
B. 除部分病毒外，生物的遗传物质都是DNA
C. 绝大多数生物的遗传物质是DNA
D. 生物细胞中DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
参考答案：D。
解析：本题是有关遗传物质概念的理解与运用。对于一种生物，遗传物质要么是DNA要么是RNA。部分病毒的遗传物质是DNA，部分病毒的遗传物质是RNA。而具有细胞结构的生物的遗传物质则是DNA，所以绝大多数的生物的遗传是DNA。即对于生物界而言，DNA是主要的遗传物质。而D选项中并不是因为细胞中DNA含量较多，认为DNA是主要的遗传物质。
此题中“绝大多数”、“主要的”这些模糊词语正是用来更科学地描述理解遗传物质这一概念。
4 利用教材帮助学生掌握生物学经典实验与学生实验
在高中生物学习过程中，教材中介绍了相当多的经典实验，由于通过对经典实验的学习，能学习到科学家们的严谨的科学思想、慎密的科学方法和对实验结果的巧妙分析方法，因此在高考中有关经典实验的考查也比较多。教材中的学生探究实验是学生在学习过程中应该自已动手操作的实验，有关学生实验的考查在高考中占有相当大的比例。利用教材可以有助于学生对经典实验与学生实验的掌握。
【例4】 （2013·江苏卷） 关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是（ ）
A. 使用定性滤纸过滤研磨液
B. 将干燥处理过的定性滤纸条用于层析
C. 在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次
D. 研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
参考答案：B。
解析：此题着重考查叶绿体中色素的提取和分离实验中的基本步骤。过滤主要是将滤渣和滤液分开，要用吸水性差的纱布而不能用吸水性强的滤纸过滤研磨液，A项错误；干燥处理定性滤纸是为了让层析液能够更快的上升，使色素更好地分离，B项正确；画滤液细线，要等一次画完干燥后才能重复，防止滤液细线过粗，C项错误；叶绿体中色素为脂溶性的，要用无水乙醇溶解，D项错误。
5 分析教材中的插图并把它转化为文字信息
教材中的各种插图，有的便于学生理解概念之间的关系，有的则包含了一些信息，以人教版教材为例如：
（1） 必修一66页磷脂分子模式图中显示磷脂分子的化学元素组成除C、H、O、P外，还有N元素。
（2） 必修一68页生物膜的结构模型示意图中显示的知识可用于判断细胞膜的内外侧，含有糖蛋白的一侧一定为细胞膜外侧。
（3） 必修二49页DNA分子结构模式图中可显示两条单链反向平行排列，脱氧核糖的五边形结构中顶角的位置反向。
（4） 必修二63页以DNA为模板转录RNA的图解中只显示了在DNA解螺旋区间存在RNA聚合酶，说明在转录时只需要RNA聚合酶的作用，同时RNA聚合酶兼有解螺旋的作用。
（5） 必修三16页反射弧的基本结构中可知膝跳反射无中间神经元。此外，图中还显示传入神经上有神经节，传入神经从脊髓灰质后角进入从前角出。 显示了突触结构及传递方向可用 表示。并且这些是用于判断传入神经与传出神经重要的依据之一。
又如在必修三32页以概念图形式呈现了水盐平衡调节与体温调节的图解，而教材中以文字信息介绍的较少，但高考对它的考查却很常见。
6 帮助学生挖掘教材中的隐性知识
在生物学习中，学生经常会感到一读教材似乎都明白，一做考题就易犯错误。其中原因之一就是他们没有注意教材中有一些隐性知识。而隐性知识不同于对教材内容的拓展延伸，是属于隐匿于所学内容之中，如平时不注意的知识或者是通过理解才能得到的信息知识。因此可以通过挖掘这些隐性知识来帮助解题。而部分隐性知识有时则要作为解题时的“潜规则”来对待。这些内容在高考中经常出现。如以基因突变为例，可以挖掘其中的一些隐性知识：
① 在DNA的复制过程中，首先DNA的两条链解螺旋，在解旋后以半保留形式进行DNA的复制，此时由于DNA处于解旋状态易发生突变，且由于基因突变是低频率随机的，所以一般地说，只有一条单链在产生子代DNA时发生突变，后代中产生突变的DNA为1/2。
② 一般地说，进行诱变育种时，育种前相对于育种后产生的突变来说某对基因是纯合的。因为如果不是纯合的通过杂交育种即可。
③ 关于隐性突变和显性突变的判断。
对于体细胞，发生如果显性突变，在当代表现，同原来性状并存，形成镶合体。突变越早，范围越大，反之越小。如果树上许多“芽变”就是体细胞突变引起的，一旦发现可及时扦插、嫁接或组培加以繁殖保留。如果发生隐性突变，当代不表现。
对于性细胞，如果发生显性突变，即aa突变为Aa，在当代可表现出来，并且当代应该是杂合子，可通过受精过程传递给后代。
如果是隐性突变，即AA突变为Aa，当代不表现，只有等到第二代突变基因处于纯合状态才能表现出来。并且在性状表现出来后应是纯合子。
④ 基因突变可能发生在常染色体上，也可能发生在性染色体上，而对于性染色体，可能位于X或Y染色体的非同源区段，也可能位于X、Y染色体的同源区段。
7 在做题过程中要引导学生看教材
在生物学科学习与备考中，做题是必不可少的环节，但不要为做题而做题，做题其实是是为了帮助学生回忆所学知识的掌握情况，在做题时如果遇到概念性问题，建议学生翻阅课本，最不可取的方法是直接看题目所给的参考答案。实践证明，通过翻看课本比直接看答案印象更深刻些。
8 使用教材应注意的几个问题
（1） 注意教材与课程标准的关系。
以新课标为例，全国有一个统一的课程标准，但一个省份所用的教材不止一种。不同版本的教材对某一知识讲述的侧重点等可能不完全相同。如人教版高中生物教材中没有讲到矿质元素的作用，也没讲到光合作用与矿质元素的关系，但2013年高考理综考查了有关矿质元素的相关知识。因此，教师既要紧扣教材，同时应关注其他版本教材提到的相关知识。
（2） 注意掌握教材基础知识与生物学例外性知识的关系。
在高中阶段学习的都是有关生物学的一般性规律，但生物界在具有共性的同时还有很多特殊之处， 这些特殊的现象在高考试题中出现时，会以一定信息形式出现，通过审题提取有效信息并转化信息，再通过排除法等方法能正确解题。
如2013年新课标Ⅰ卷29题油料作物种子干重增加的主要元素是什么时，有关油料作物种子萌发干重变化情况在高中不可能讲述，但通过题中信息，黑暗环境不可能有光合作用，碳元素只能通过光合作用进入植物，N元素为矿质元素，培养液中为蒸馏水不可能提供矿质元素，所以干重增加不可能是来源于光合作用和矿质元素的吸收，通过排除法只能选氧元素了。
