Análisis de caso de la enseñanza de la biología en secundaria: 1. Tema
Resumen: Este artículo analiza cómo fortalecer la orientación de los docentes sobre la enseñanza por indagación en el contexto del nuevo plan de estudios y promover que los estudiantes lleven a cabo actividades efectivas de aprendizaje por indagación en la enseñanza en el aula.
Análisis de caso de la enseñanza de la biología en secundaria: 2. Métodos de enseñanza
Investigación guiada y basada en tareas.
Análisis de caso de la enseñanza de la biología en secundaria: 3. El proceso de enseñanza y aprendizaje.
3.1 Enlace docente uno: Crear escenarios e introducir temas. Esta sección tiene como objetivo guiar a los estudiantes a centrarse en la relación entre los cromosomas y los genes.
Pregunta del profesor: Los genes de Mendel controlan rasgos biológicos, existen en pares en células somáticas y se transmiten a la descendencia a través de gametos. Su herencia sigue la ley de separación y combinación libre de genes. ¿Dónde están los genes?
Nota: Los cromosomas homólogos en las células somáticas también existen en pares. Cuando los gametos se forman durante la meiosis, los cromosomas emparejados se separan en gametos diferentes. Entonces, ¿cuál es la relación entre genes y cromosomas?
3.2 Segunda sesión docente: Utilizar el razonamiento analógico para guiar a los estudiantes a descubrir hechos, proponer hipótesis y asignar tareas: completar el intento de analizar la relación entre genes y cromosomas en el plan de estudio.
①¿Cuántos tipos de gametos puede producir un individuo con genotipo AaBb?
②¿Cuántos tipos de células germinales sexuales (gametos) produce durante la meiosis un individuo con dos pares de cromosomas homólogos (1 y 2, 3 y 4)?
③Rellene el formulario
Después de que los estudiantes completen las tareas anteriores y las evalúen, el maestro guía: ¿Puedes describir la relación entre genes y cromosomas en una oración?
Estudiante: Los genes y los cromosomas se comportan de manera similar.
Profesor: Si fueras científico, ¿cómo explicarías el hecho de que los genes y los cromosomas sean similares o paralelos?
Después de la discusión, los estudiantes llegaron a un consenso de que los genes están en los cromosomas.
Maestro: El proceso anterior consiste en comparar dos cosas similares y obtener una hipótesis. Este método es el razonamiento analógico en la investigación científica. En 1903, el genetista estadounidense Sutton utilizó células de langosta como material para estudiar el proceso de formación de espermatozoides y óvulos. También descubrió que la separación de alelos era muy similar a la separación de cromosomas homólogos en la meiosis, por lo que propuso mediante el razonamiento de analogía A. Se hizo la hipótesis: los genes están en los cromosomas. Los estudiantes se emocionaron al saber que tenían mentes de científicos. A través de sus propias actividades, los estudiantes expusieron ideas similares a la hipótesis de Sutton y experimentaron la alegría del éxito.
3.3 Enlace de enseñanza tres: utilizar el método de enseñanza de investigación guiada, guiar a los estudiantes a analizar la evidencia experimental de que los genes están ubicados en los cromosomas es el enfoque y la dificultad de la enseñanza. El proceso es: ¿resumen del problema, exploración y orientación? ¿Analizar razonamientos y formular hipótesis? ¿Diseñar experimentos (comprender la deducción de hipótesis)? ¿Verificación experimental? Conclusión: los genes están en los cromosomas.
Maestro: La hipótesis es sólo un tipo de inferencia, no igual a un hecho. ¿Qué pasos debe seguir una hipótesis para convertirse en un hecho?
Estudiante: Verificación experimental.
Profesor: La prueba de la hipótesis de Sutton la logró otro científico, Morgan, mediante un famoso experimento.
Muestra la cabeza de Morgan y material experimental de moscas de la fruta.
Duda: ¿Por qué elegir moscas de la fruta como material experimental? Características: Los individuos pequeños son fáciles de criar, se reproducen rápidamente, tienen mucha descendencia, tienen rasgos relativos obvios, son fáciles de observar y contar y tienen pocos cromosomas. Muestre el diagrama de composición cromosómica de las moscas de la fruta machos y hembras: guíe a los estudiantes para que identifiquen la composición cromosómica de las moscas de la fruta hembras y de las moscas de la fruta machos, analice y compare las diferencias y resuma los conceptos de cromosomas sexuales y autosomas. Tenga en cuenta la diferencia entre XY. (La intención es enfatizar que la selección de materiales experimentales es muy importante para el éxito del experimento)
El maestro mostró el experimento del híbrido de mosca de la fruta de ojos rojos de Morgan;
pOjos rojos ( femenino)? ¿Ojos blancos (masculino)
?
F1 ojos rojos (hembra macho) 1237.
? Crianza propia
F2 ojos rojos (hembra) 2459 ojos rojos (macho) 1011 ojos blancos (macho) 782.
Análisis guiado:
(1) ¿Qué rasgo relativo es dominante, los ojos rojos o los ojos blancos? Salud: F1 indica que los ojos rojos son un rasgo dominante.
(2) ¿Este tipo de herencia cumple con el fenómeno de la separación? Después del análisis biológico, se concluyó que 3/4 de los ojos eran rojos (masculinos y femeninos) y 1/4 de los ojos eran blancos (masculinos), lo cual era consistente.
(3) Utilizando el método de Mendel para analizar los experimentos de Morgan, ¿qué fenómenos no se pueden explicar razonablemente? Salud: Los ojos blancos sólo aparecen en los machos de las moscas de la fruta y están relacionados con el género.
(4)¿Cómo explicar que los ojos blancos sólo aparezcan en los machos de la mosca de la fruta?
Consejo: Según la teoría de Sutton, si el gen está en el cromosoma, ¿el gen que controla los ojos blancos está en el autosoma o en el cromosoma sexual? Si está en un cromosoma sexual, ¿cuáles son las posibilidades?
Los alumnos debaten en grupos: formulan hipótesis.
Estudiante: Respecto a los cromosomas sexuales, la base teórica es que los cromosomas sexuales están relacionados con la determinación del género.
Hipótesis 1: El gen que controla los ojos blancos está solo en el cromosoma Y, y no hay ningún alelo en el cromosoma x.
Hipótesis 2: Los genes que controlan los ojos blancos están en los cromosomas X e Y.
Hipótesis 3: El gen que controla los ojos blancos está solo en el cromosoma X, y no hay ningún alelo en el cromosoma Y.
Profesor: ¿Qué suposición es razonable? Para determinar si una hipótesis es válida, primero debes poder explicar el experimento. Guíe a los estudiantes para que utilicen la Hipótesis 1 para explicar el experimento de Morgan. Los resultados son inconsistentes con los hechos, descartando así la posibilidad de la Hipótesis 1. (Este curso tiene como objetivo demostrar las siguientes tareas a los estudiantes). El maestro guía a los estudiantes a escribir si la hipótesis 2 es cierta, el genotipo de los padres es XWXW (hembra con ojos rojos) XwYw (masculino con ojos blancos). El supuesto 3 es cierto, el genotipo de los padres es XWXW (hembra de ojos rojos) y XwY (macho de ojos blancos). (Este enlace allana el camino para que los estudiantes completen de forma independiente las siguientes tareas).
Tarea: En grupos, escriban el diagrama genético correspondiente a la hipótesis 2 y la hipótesis 3 en el plan de estudio, y determinen si la hipótesis 2 y la hipótesis 3 puede explicarlo.
Estudiantes: Dos estudiantes escribieron los diagramas genéticos correspondientes en la pizarra, y los estudiantes restantes escribieron los diagramas genéticos correspondientes en el plan de estudio.
Después de escribir, el profesor guía a los estudiantes para que comenten cómo los resultados pueden explicar el experimento de Morgan.
El profesor está confundido: una de las dos hipótesis debe ser correcta y la otra incorrecta. ¿Cómo verificar? Salud: Prueba de hibridación: las moscas de la fruta hembra de ojos rojos F1 se cruzan con las moscas de la fruta macho de ojos blancos originales.
Profesor: Primero, utilice el razonamiento deductivo para predecir los resultados. Tarea: Con base en la Hipótesis 2 y la Hipótesis 3, deduzca los posibles resultados de la descendencia de una hembra F1 de ojos rojos y un macho de ojos blancos.
Estudiantes: Dos estudiantes escriben en la pizarra los resultados de la predicción correspondiente. Los estudiantes restantes escribieron los resultados de predicción correspondientes en el plan de estudio.
El profesor guía a los estudiantes para que comenten y luego resume:
Según la hipótesis 2: f 1 Cuando una hembra de ojos rojos se aparea con un macho de ojos blancos, la mitad de la hembra y la descendencia masculina tendrá ojos rojos y la mitad de la descendencia de ojos blancos.
Según la hipótesis 3: Cuando una hembra F1 de ojos rojos se aparea con un macho de ojos blancos, la mitad de la descendencia será producida por la hembra de ojos rojos y la otra mitad por el macho de ojos blancos.
El profesor mostró los resultados de la prueba F1 del cruce de Morgan entre una hembra de ojos rojos y un macho de ojos blancos: la mitad de la descendencia hembra y la mitad macho eran de ojos rojos y la otra mitad de ojos blancos. Guíe a los estudiantes para que comparen con los resultados previstos. Los resultados previstos de las dos hipótesis fueron consistentes con los resultados experimentales.
Profesor: ¿Son realmente razonables estos dos supuestos? Para probar aún más la hipótesis, Morgan diseñó un nuevo experimento: cruzar la mosca hembra de ojos blancos obtenida del experimento de hibridación mencionado anteriormente con una mosca macho de ojos rojos de pura raza no relacionada.
Tarea: Basado en la Hipótesis 2 y la Hipótesis 3, deduzca los posibles resultados de la descendencia de una mosca hembra de ojos blancos y una mosca macho pura de ojos rojos.
Estudiantes: Dos estudiantes escriben en la pizarra los resultados de la predicción correspondiente. Los estudiantes restantes escribieron los resultados de predicción correspondientes en el plan de estudio.
El profesor guía a los estudiantes para que comenten y luego resume:
Según la hipótesis 2: cuando las moscas hembra de ojos blancos se aparean con moscas macho de ojos rojos puros, la hembra vuela en el Todas las crías tendrán ojos rojos y las moscas macho tendrán ojos rojos. Las moscas también tendrán ojos rojos.
Según la hipótesis 3: cuando las moscas hembra de ojos blancos se aparean con moscas macho de ojos rojos puros, todas las moscas hembra de la descendencia tendrán ojos rojos y todas las moscas macho tendrán ojos blancos.
El profesor mostró los resultados del experimento de Morgan de aparear moscas hembra de ojos blancos con moscas macho de ojos rojos puros: todas las moscas de la fruta hembras en la descendencia tienen ojos rojos, y todas las moscas de la fruta macho tienen ojos blancos. ojos. Y guíe a los estudiantes para que comparen con los resultados predichos. Los resultados predichos de la hipótesis 2 son inconsistentes con los resultados experimentales. Excluye la hipótesis 2. Los resultados previstos de la hipótesis 3 son completamente consistentes con los resultados experimentales. Demuestre que la hipótesis tres es correcta. De esta forma, Morgan localizó los genes en el cromosoma X que determinan los ojos rojos y los ojos blancos.
Resumen del profesor: El experimento del híbrido de mosca de la fruta de Morgan proporcionó pruebas experimentales sólidas, lo que confirma el de Sutton. ¿Los genes están ubicados en los cromosomas? Suposición.
3.4 Eslabón de enseñanza cuatro: Intente utilizar los resultados de la investigación para explicar las leyes de herencia mendelianas.
Tarea: Escribe el gen de la izquierda en el cromosoma derecho del plan de estudio. Y completa las siguientes preguntas de pensamiento:
¿Cuál es la relación entre A y A? ¿En qué cromosoma se encuentran? ¿Cuál es la relación entre a y b o b, entre a y b o b? ¿En qué cromosoma se encuentran?
②¿Por qué se separan los alelos durante la formación de gametos? ¿Por qué los no alelos se combinan libremente?
③ Complete las siguientes afirmaciones: En las células somáticas heterocigotas, los alelos que controlan el mismo rasgo existen en pares en _ _ _ _ _ _ _ _ _, tienen cierto grado de independencia y no se fusionan Cuando los gametos se forman durante la meiosis, los alelos se separarán de _ _ _ _ _ _ _ y los genes separados ingresarán a los gametos por separado y se transmitirán junto con los gametos a las generaciones futuras. Esta expresión vincula los cromosomas con los genes y complementa y mejora la ley de segregación de Mendel. Se llama. ¿Una interpretación moderna de la disociación? .
La segregación o combinación de no alelos ubicados en _ _ _ _ _ _ no interfieren entre sí durante la meiosis, los _ _ _ _ _ _ _ _ _ en cromosomas homólogos se separan entre sí; , al mismo tiempo, las combinaciones no alélicas en _ _ _ _ _ _ son gratuitas. Ésta es la interpretación moderna de la ley del libre ensamblaje de genes.
Análisis de caso de la enseñanza de la biología en secundaria: 4. Discusión y comentarios.
4.1 Este caso de enseñanza refleja el alto grado de unidad entre la lógica interna de los descubrimientos científicos y las leyes cognitivas de los estudiantes, no solo permite a los estudiantes comprender el conocimiento biológico relevante en los descubrimientos científicos de Sutton y Morgan. , pero lo más importante es permitir que los estudiantes experimenten el método científico en el descubrimiento científico.
4.2 ¿Interpretar con precisión los estándares para la enseñanza de casos, guiar a los estudiantes para que participen en el razonamiento analógico a través de la enseñanza basada en tareas y guiar a los estudiantes para que comprendan el experimento de Morgan a través de la enseñanza basada en la investigación? ¿Deducción hipotética? Métodos y gran capacidad de control de los recursos didácticos. A través de preguntas situacionales apropiadas y cadenas de preguntas diseñadas, se puede estimular eficazmente el deseo de explorar de los estudiantes y su pensamiento está siempre activo. Todo el proceso de enseñanza se centra en la integración del proceso de adquisición de conocimientos, los métodos de aprendizaje y el cultivo de la capacidad de pensamiento, lo que refleja la filosofía de enseñanza del nuevo curso de biología de la escuela secundaria.
4.3 El proceso docente de este apartado se descubrirá a través de los procedimientos docentes cuidadosamente diseñados por el profesor. ¿Están los genes en los cromosomas? Nuestro proceso de pensamiento se transforma en el proceso de pensamiento de aprendizaje de los estudiantes de acuerdo con el proceso lógico de desarrollo del conocimiento. Los estudiantes son el cuerpo principal de actividades de pensamiento en la enseñanza. Los profesores son siempre líderes y organizadores, y estimulan eficazmente a los estudiantes a llevar a cabo actividades de aprendizaje basadas en la investigación.