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《性状分离比的模拟》实验教学设计

一、教学设计思路
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，学生主要完成数据收集、记录、统计、概括和推理，解释实验结果，反思与改进实验。教师引导学生进行数据比较和概括，从中发现问题，驱动学生主动从各方面进行误差分析。当学生思维活跃时候，鼓励学生提出改进方案，进一步拓展学生对模拟实验理解。本实验设计基本按照“发现问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果、得出结论”顺序进行教学。
新课程标准提倡以探究、理解、体验、分享与合作等新型学习方式。按部就班实验，限制了学生思维能力和创造能力发挥。所以我大胆将实验稍作修整，1除了模拟本实验（即孟德尔自交实验）外，设置实验模拟孟德尔测交试验，即开拓学生思维，又对本节课内容前呼后应。2本实验课本操作简单，学生实验操作和统计实验结果没有障碍，但有些学生会不认真对待，小组分配改变传统两人，设置3人一小组进行合作学习。实验中一个学生抓球，另一个学生做记录，第三位同学监督并负责将小球放回原处及摇匀小球，增强实验数据准确性。
二、实验教学分析
 1.学习任务分析
“性状分离比的模拟实验”是高中生物人教版必修二《遗传与进化》 第1章第一节孟德尔的豌豆杂交实验（一）中教学内容，是本书第一个实验。本实验是对孟德尔假说间接具体的体验。通过性状分离比模拟实验,使学生亲身活动,将抽象的、肉眼看不见遗传因子分离、配子随机结合与遗传结果关系直观、明了地体现出来，进一步体验孟德尔提出的假说，锻炼学生合作探究能力,贯彻高中生物新课程教学理念,提高学生的综合素质，增强学生学习自然科学兴趣,倡导协作探究精神。同时为认识和理解基因分离定律、基因自由组合定律、减数分裂、受精作用过程中分离和组合情况奠定基础。
2.学生情况分析
学生通过“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”第一课时的学习，对孟德尔杂交实验过程和孟德尔提出的假说有了初步了解，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。实验操作方面：学生有一定实验操作、观察、对比、分析、推理等能力。
3. 教学条件分析
本实验需要实验器材、用具种类少、容易准备，普通实验室具备该实验条件。
三、教学重点、难点及突破策略
1.教学重点
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。
2. 教学难点
养成尊重事实、勇于实践、力求完美的科学精神和态度。
3. 突破策略
模拟实验前正确引导学生小组合作明确实验目的、步骤、注意事项，教师简单演示实验过程，让全班学生参与合作统计、分析实验数据、解释实验结果；同时提出优化方案解决误差问题；不断提高学生科学素养，鼓励学生敢于实践，创新，从而突破本节教学重、难点。
四、教学目标设计
1.知识目标
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。
2. 能力目标
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。
3.情感态度和价值观
养成尊重事实、勇于实践、力求完美的科学精神和态度。
五、 实验准备
1. 教师准备：实验材料、器具：两种颜色（黄、白）质地相同、抓摸手感相同乒乓球或两种颜色（黄、绿）豆子各200个。注意：可以不在小球上标上D和d。不透明的大小体积相同小桶或其他圆柱形容器20个； 多媒体课件
2. 学生准备：预习模拟实验
六、教学程序设计
复习旧知、发现问题、作出假设
复习导入、发现问题、作出假设

---引出ATP功能

合作、自主、探究设计实验

明确学习目标
明确实验目的、步骤、设计实验

主动参与、模拟实验

组织实验

交流、分析实验结果、得出结论

交流、评价、得出结论

实验小结

整体感知

尝试练习、课下创新
巩固练习、布置任务

七、教学过程设计
教学内容
教学活动
设计意图
教师活动
学生活动
复习导入

提出问题

作出假设
设置问题串：1.孟德尔豌豆杂交实验是怎样设计的？
2.孟德尔在观察和统计分析的基础上，提出了的假说是什么？（或灵活分步设疑）
3.你能尝试写出孟德尔杂交实验的示意图吗？
引导发现问题：遗传因子分离、配子随机组合真的能出现3:1的结果吗？
指导绘图，引导假设
引出课题
回顾上节课内容，回答问题，并尝试书写孟德尔杂交实验示意图

尝试提出问题

完善杂交示意图、大胆猜想、合理假设
通过问题串复习旧知，发现问题，激发学生探究心理，产生探究实验的欲望

大胆对实验作出假设。初步明确模拟实验目的
明确实验目的、步骤、设计实验

指导学生阅读实验、出示学习提纲：1.找出实验目的、原理。
2.讨论：方法步骤每一步的含义是什么？
指导讨论、交流
引导归纳实验注意事项，设计实验表格
简单演示实验过程得出模拟实验方法
鼓励实验创新：1.如果一小桶内放20个D，另一小桶放20个d，实验结果将会是什么？
2.（模拟测交实验）如果一小桶内放10个D和10个d，另一小桶放20个d，实验结果将会是什么？
分配实验：10小组模拟自交实验，10小组模拟测交实验
阅读实验、小组自主、合作、讨论完成学习提纲问题

归纳实验注意事项、确定实验步骤、设计实验数据统计表格
观看演示实验
大胆假设，进行实验
培养小组合作完成任务的能力

创新实验发挥学生思维能力和创造能力，同时为难点突破及后续知识学习奠定基础
模拟实验

指导实验操作：1.分发材料2.提出实验要求：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3教师巡堂，发现分工明确小组及时给予表扬；发现操作错误小组，马上暂停全体实验，集体讨论矫错4.每组派一位代表将本组实验数据输入计算机记录表中，表格自动计算出该组三个数据之间的比例、重复实验次数以及分类汇总
小组合作完成模拟实验，将数据统计在列表内。

用熟悉的材料激发学生的实验兴趣
培养学生的实验记录、合作能力
体验用数学统计方法分析实验结构的必要性
交流、分析实验结果、得出结论
组织小组汇报实验数据、分析结果：1.投影展示各小组数据记录单，比较哪种记录方法更方便、明了。2.根据记录表，组内讨论，寻找数据之间存在类似点与差异点。3.组间分析产生差异原因，提出改进实验方法
点评与归纳：从学生提出改进方法中，选择可行建议，鼓励学生课下再次模拟实验。比较前后两次模拟实验结果。
各组分别汇报数据，将每组的实验结果和全班总的实验结果做比较，发现问题、分析、解决问题

思考：课本讨论题
及时评价实验在各组形成竞争，激发学生模拟实验的积极性
实验小结
总结：本节课模拟实验的意义
感悟孟德尔实验的严谨性

巩固练习
出示练习，鼓励学生课下大胆创新
课后完成，小组课下完善、创新模拟实验
巩固练习
八、问题探讨
1.实验不可忽视的问题：模拟实验是高中生物实验教学中比较难处理类型。一,学生不是直接面对实物进行；二,教师一般认为这种实验简单,主观上容易产生轻视思想；其三,实验本身属于模型探究,挖掘实验教学价值比较难。模拟实验设计又是最值得注意问题,但它科学性和客观性往往存在不足之处,给学生掌握知识带来不必要误导，如将两个小桶中的彩球总数都设计为相等20个，容易使学生产生雌、雄配子数目是相等的错误认识，这与自然界实际情况不符，应提示学生，且加以改进。
2.提高实验的准确性：孟德尔遗传实验需要满足以下条件：1.子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同2.雌雄配子结合机会相等3.子二代不同基因型的个体存活率相等4.遗传因子间得显隐性关系完全相等5.观察的自带样本数目足够多。模拟实验应尽可能与实际实验条件接近。
3.协调小组合作学习：小组内部分工合作，相互协调，进行实验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，组间交流讨论能迸发出思维的火花，这样既能发挥个人积极性和创造性，也能激发学生成功意识和集体荣誉感。
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