性状分离实验生活化设计

性状分离实验生活化设计 摘要：利用生活用品牙签和自动牙签瓶对性状分离比模拟实验进行了优化设计，设计后实验更符合科学逻辑性，便于学生分组实验。关键词：自动牙签瓶；性状分离；模拟实验人教版高中生物(必修2)第一章第一节中安排了性状分离比的模拟实验，目的是通过模拟实验使学生更加深刻地理解孟德尔的假说，进一步理解性状分离现象。模拟实验是科学实验的一种基本类型，可以帮助学生进一步认知生物学科，更好地学习。分析教材实验后，发现其设计存在一定的不足，笔者利用自动牙签瓶的随机性特点，对性状分离比模拟实验进行了优化设计，使实验更符合科学逻辑性。一、教材实验的不足教材实验中采用甲、乙两个小桶，分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，学生用手随机抓出的彩球组合，模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机组合形式。但实验中存在如下不足之处。1.雄配子数量与雌配子数量相等，会引起学生的误解，因为在进行减数分裂时，动植物产生的雄配子数目要远远多于雌配子数目。2.实验通过学生用手随机抓小球组合在一起进行，抓的过程中主观性过强。3.高中班级一般人数较多，且乒乓球个体较大，分组多的话实际操作较困难，学生的参与度会降低；分组少则造成样本过少，小样本不一定能体现遗传学规律，只有样本足够大，才有规律性可言。4.如所需乒乓球数量大则成本高，不利于全体学生大范围展开。基于以上不足，笔者采用生活中常用的牙签和自动牙签瓶对该实验重新进行了设计，在实际教学中取得了良好的效果。二、自动牙签瓶改进后的实验过程1.改进实验用品准备。自动牙签瓶2个，记录用纸和笔。将自动牙签瓶上分别标注1和2，1代表雌性生殖器官，2代表雄性生殖器官。1中装30根牙签，其中15根涂成红色、15根涂成绿色，分别代表基因型为D和d的雌配子；2中装60根牙签，其中30根涂成红色、30根涂成绿色，分别代表基因型D和d的雄配子(如图1所示)。2.改进实验过程。(1)左右摇动牙签瓶，使瓶内红色和绿色的牙签混合均匀。(2)全班学生两人一组，其中一名学生同时按下两个牙签瓶的按钮，弹出来的两支牙签组合在一起，另一名学生在实验记录表内记录牙签的颜色。(3)将已弹出并记录后的牙签放回原来的牙签瓶内，摇匀后重复50100次，分别记录实验结果。(4)统计实验结果：两种颜色的牙签组合分别有多少种？每种组合的数量是多少？计算牙签组合类型之间的数量比。(5)统计全班的实验结果，得出结论。实验记录表见表1。3.改进实验结果统计发现，每个小组实验结果基本上都接近预期结果，将全班所有小组实验的结果汇总后发现更接近预期结果，即牙签颜色的组合数量比为：DD:Dd:dd=1:2:1。三、改进实验设计的优点1.实验用品的选择。(1)用牙签来完成实验方便、科学，优势明显。牙签瓶体积小、容量大、成本低，空间、时间条件都能满足，可保证全班学生两人一组完成实验，样本数量足够，全班学生都能参与。(2)学生只需将牙签涂成红或绿色即可(也可以将其中部分涂色，另一部分保留原色)，用品准备便捷容易。(3)实验过程中压按钮让牙签随机弹出来，使结果更加客观，还增加了趣味性，能让学生在游戏中体验科学。2.实验设计的合理性。(1)实验统计样本足够多是孟德尔能够分析实验结果的前提之一，每组学生的实验有足够多的实验数据，符合要求，实验结果得到了优化。(2)在实验过程中，牙签数目的设定更符合客观事实，使得实际雄配子的数目远远大于雌配子的数目，弥补了教材实验中雌雄配子数量相等的不足，让学生的学习和认知更加科学。(3)将生活中的物品用于生物学习中。通过此次实验，鼓励学生按照科学、简约的原则自行设计并进行模拟实验，培养学生的实践创新能力，提高学生的生物学学科核心素养。