吴旭光 刘清华

（1成都市第七中学初中学校 四川成都 610041 2成都理工大学环境学院 四川成都 610059）

“生物的遗传规律”这节内容是初中生物学教学的一个难点。以往在这节课的学习中，学生通过教师的讲解理解遗传规律，虽然知道了遗传现象，但并未建立遗传概念模型。为帮助学生更好地建立遗传规律的概念模型，可引入现代信息技术突破难点，从而实现学生对遗传规律的全新认识。

1 建立遗传规律概念模型面临的难点

1.1 学生构建性状、遗传及变异概念模型受时间、空间的限制 在传统的课堂中，对于认识、构建性状的概念，再从性状的异同中构建遗传和变异的概念，可通过照片对比、明星识别等有趣的方式帮助学生构建性状的概念，但存在照片的时效性、片面性、真实性等问题，且在课前需进行很多的收集和筛选工作。模型建立后在时间及空间的延续上均出现了真空，往往是课结束后，学生对概念模型也就逐渐模糊，并未在以后的时间和空间中得到强化和提升。

1.2 学生对遗传物质基础的理解缺乏相应的化学基础支撑 “遗传和变异的物质基础”是初中学生的一个知识真空，此时的初中生还没有学习化学，对于物质的概念理解存在问题，因此对建立染色体、DNA、基因的模型存在困难。

1.3 学生构建遗传规律的模型受到数学理性推理的限制 遗传规律的建立，需要在基因概念模型建立的基础上，建立成对基因的模型，建立成对基因分离的概念，建立基因与配子的关系，呈现配子与上、下代之间的关系，构建受精作用中基因组合的模型等，初中学生对这些过程缺乏较为抽象的数学演算推理技能，导致学生真正构建遗传的规律模型，乃至对遗传规律的应用都具有很大的局限性。

2 利用信息技术实现对遗传规律概念构建难点的突破

针对以上问题，在构建遗传规律概念模型时，可借助现代信息技术进行突破。首先，对这节知识作板块化处理，结合北师大版初中生物学教材的章节规律设计3个板块、6个活动；其次，利用信息技术分别构建遗传和变异现象模型、遗传物质的模型、遗传规律的模型。

2.1 借助iPad、手机等信息工具更加直观地构建性状、遗传及变异的概念模型

1）在第1节课中，将传统的阅读教材或观察明星照片的做法改为借助iPad的拍照和自拍功能及修图软件，开展“我和老师找茬”的活动游戏和“看父母构建自己40岁时的模样”的活动。具体做法是：学生利用手机或iPad的拍照及自拍功能，拍下自己和父母的照片（图1），在平板上对比异同点，在找到异同点以后，利用修图软件构建自己40岁左右的照片，再对比那时的照片和父母的照片，这样让学生感受到了遗传和变异不是简单瞬间的现象，而是一种事实存在，一种随着时间推移不会随意改变的事实存在，通过这个活动让学生先建立性状及遗传和变异的初步概念。

图1 学生拍摄的自己与父母的性状对比

2）通过iPad快拍班级同学找朋友的游戏。学生发现同一性状的差异，有同一性状相同的“朋友”，也有同一性状不同的“朋友”，出现了矛盾，引出和建立了相对性状的概念，通过这个活动构建性状多样性的概念。

3）借助iPad拍照功能，要求学生开展“用性状描述身边人物并让大家猜猜他是谁”的活动（图2）。通过iPad对照片的剪辑和复合技术，逐渐通过性状体征构建一个生命个体的体征，从抽象的性状概念构建实在的生命个体特征，让学生将性状的概念生命化。

通过这3个活动，课堂的氛围变得很轻松，遗传和变异不再是书本上远离自己的一种现象，性状更不是一个简单的概念，它已体现在学生身上、教师身上。

图2 学生根据性状找教师

2.2 利用信息技术手段“可视化”遗传物质的传递过程，构建遗传物质的概念模型 在上第2节课时，为了让学生建立对遗传物质的认识，以及遗传物质与性状之间的关系，开展了2个学习活动。

1）借助信息技术的第3方教学软件，将抽象的遗传过程用三维的动画技术进行再现，通过动画演示转录、翻译，最后形成蛋白质，再由蛋白质逐渐组成各种不同性状的过程。学生对动画演示进行多次观察，发现其中起着决定作用的是位于细胞核里的遗传物质DNA，从而建立对遗传物质的认知；再通过动画的演示，认识基因、DNA与染色体和细胞核的关系，构建“基因的作用是控制生物的性状”的概念模型，结合相对性状的概念进一步建立显性性状、隐性性状、显性基因、隐性基因的概念。

2）借助iPad及手机等工具上的绘图软件，构建基因与DNA、染色体的空间模型。通过绘图的方式再次明确三者关系，同时，通过绘制成对的染色体中基因的组合，构建成对的染色体上基因成对出现的模型，成对的基因中存在3种可能性，从而进一步构建基因型及表（现）型的概念模型。

通过建立基因表达过程模型及染色体、DNA、基因的结构模型，对生物遗传的物质基础进行了较为充分的诠释，学生从模型上感知遗传物质是一种客观存在而不是一种想象。

3 借助iPad上的信息技术演算遗传的过程，构建遗传规律模型

遗传是一种生理过程的结果，这个过程的呈现是构建遗传规律模型的前提，为此借助iPad上的绘图功能、keynote上的图像拖动和分离技术模拟遗传的过程（图3），从中发现和总结规律，构建相应的概念模型.

1）父母的体细胞中染色体是成对出现的模型，成对染色体上有成对的基因模型，成对的基因控制相应的性状。

2）父母产生配子时，成对的染色体的分离过程模型，成对染色体上成对基因的分离过程模型。

3）受精作用中配子结合后染色体成对模型，染色体上的基因成对模型，成对的基因控制相应的性状。

4）受精卵中成对基因的可能组合的展示模型。

5）根据平板电脑上的模型逆推子女的染色体成对，染色体上的基因成对，成对的染色体来源于精、卵细胞，精、卵细胞中的染色体来源于父母的过程模型。

图3 学生演示iPad上的推导过程

以上5个呈现均由学生在iPad上推演，在推演中寻找规律，构建概念模型。学生通过反复推演，不断尝试，发现规律，最终形成“亲代成对的基因在产生配子时要分离，配子结合成受精卵时基因又组合成对出现，不同的组合出现不同的性状，亲代通过配子传递给子代基因，从而控制了后代的性状，从而达到了将自身的性状遗传给下一代的作用”等遗传规律的概念模型。

总之，借助现代信息技术可让学生更加明确感知性状的概念，清晰发现遗传和变异现象，轻松理解遗传物质如何控制生物的性状，完整认识和归纳遗传的规律，最后构建遗传规律的概念模型。而且，这些过程都是学生利用信息技术工具自己呈现、演算、推导，且可以多次观察、推演，这对于学生的再学习和进一步研究有重要的意义。