1、 种群基因频率的改变与生物进化一节的教学设计1课前分析分析1学习者分析：学生已具备孟德尔遗传定律的知识基础和能力基础，了解了性状分离的模拟实验操作流程以及数学计算能力。但缺乏对生物进化的感性认识，更缺乏相应的生活经验和体验。分析2教材分析：种群基因频率的改变与生物进化系人教版必修2第7章第一节“现代生物进化理论的主要内容”第一节的内容，前呈达尔文的自然选择学说，后接隔离与物种的形成，是理解现代进化理论学说的关键，故安排了2课时。本案例为该节内容的第1课时,即种群是生物进化的基本单位。重点是解决种群、基因库、基因频率的概念以及生物进化的实质是种群基因频率的改变的问题。分析3学习方法分析：由于教学
2、内容理论性较强，逻辑严密，学生由于缺乏感性认识和生活经验，在理解生物进化的实质是种群基因频率的变化上通常不够深刻，因此尝试利用模式生物“果蝇”的种群，设置问题情境构建基因库、基因频率、基因型频率等核心概念；通过对特定果蝇种群的定量计算、模拟实验、资料分析等探寻生物进化的实质和原因，增强了学生的问题生成和解决的兴趣性和主动性。为了突破重难点安排有学生小组讨论和模拟活动，尝试模仿探究问题的过程和方法，促进学生在课堂是养成分析问题、生成问题的科学思维习惯。 2教学目标知识目标：简述种群、种群基因库和基因频率的概念；理解种群是生物进化的基本单位；理解生物进化的实质；了解突变、基因重组和自然选择在进化历
3、程中的作用能力目标：运用数学方法定量讨论种群基因频率的变化，学会基因频率的计算方法；运用模拟活动深刻体会生物进化的实质，理解种群作为生物进化基本单位的原因情感态度与价值观：形成生物进化的观点和生物进化理论在不断发展的观念3教学策略 由于概念的抽象性，学生在理解种群、基因库、基因频率的概念上存在一定的难度，为此特地利用果蝇群体给学生创设一个具体的种群去引导学生生成关于种群、基因库、基因频率的问题，然后利用小组讨论、模型构建、模拟实验帮助学生解决生成的问题，真正理解生物进化的实质。4教学媒体 多媒体课件、教学案、模拟材料5教学过程 教学环节 教师活动 学生活动设计意图创设情境，诱发生成多媒体课件展
4、示东北虎照片（如果只剩下最后一只野生的东北虎是否还能继续进化呢？）利用情境，诱发生成1）为什么一只东北虎不能进化？2）结合课前预习提出你对种群基因频率的改变与生物进化这部分的疑惑？体验情境，生成问题 1）进化是以什么样的群体进行的？2）什么是种群呢？3）进化的标准是什么？4）什么是基因库？什么是基因频率？5）如何计算基因频率？6）如何用数学方法探讨基因频率？7）随机交配？充分预设，积极利用具体化的现实情境设置切合课题的问题生成师生互动，筛选生成2）什么是种群呢？4）什么是基因库？什么是基因频率？5)如何计算基因频率？6)如何用数学方法探讨基因频率点拨指导，筛选生成根据生成情况调整预设小组互动，
5、筛选生成 小组间归类分析面对生成，积极点拨：选取切合课堂实践的“问题生成”利用资源，探究生成资源1：展示4幅果蝇群体图片资源2：据研究资料显示，果蝇的性状是由基因控制的（相关图片），果蝇约有104对基因，现有一果蝇的野生种群，约有108个个体。资源3：一个随机抽取的果蝇群体（WWWwww）提供资源，引领生成资源1：判断什么是种群？总结种群概念？资源2：什么是基因库？资源3：探寻1、基因型为WW、Ww、ww的个体各有多少？基因W、w共有多少？探寻2、该种群中控制果蝇体色的等位基因W和w的基因频率各是多少？探寻3、该种群中基因型为WW、Ww、ww的频率各是多少？探寻4、该种群中W、w基因频率的比率
6、各是多少？积极讨论，探究生成判断、得出种群概念了解基因库概念根据探寻1、2总结出根据基因频率概念计算基因频率方法根据探寻3、4总结出根据基因型频率概念计算基因频率方法通过“果蝇”种群资源引导种群、基因库、基因频率、基因型频率的概念组织活动，解决生成活动1：用数学方法讨论种群基因频率的变化活动2：模拟实验模拟雌雄配子的随机交配组织活动，及时评价探寻5：如果以上种群间的个体可以彼此随机交配，并通过繁殖将自己的基因传递给后代，那么，子代种群与亲代种群相比：子一代基因型频率和基因频率会发生变化吗？探寻6、自然界中果蝇种群的基因频率会世代维持不变吗？ 探寻7、根据本组的实验数据，计算出W、w的基因频率？
7、积极活动，解决生成活动1：1）计算基因频率、基因型频率2）小组内部讨论基因频率和基因型频率是否变化？活动2：1） 进行模拟操作2） 统计模拟结果3） 展示模拟成果4） 总结基因频率不变的原因5）总结生物进化的实质创设创设“数学讨论”活动、“自由交配”模拟活动解决生成课堂深化，引申生成资料：如果上述果蝇群体的翅长是长翅（A）和短翅(a)，现出现了新的突变型（残翅），也就是产生新的等位基因（a1）搭建平台，促进引申分析1：新的等位基因（a1）产生 （会/不会）改变种群的基因频率分析2：由于基因突变是随机的，不定向的，其对种群基因频率的改变的影响是 （定向的/不定向的）。分析3：在正常环境条件下，残
8、翅(a1)果蝇难以生存，但在经常刮风的环境下，残翅缺避免了风吹走的危险，这说明突变的有利与有害并不是绝对的，往往取决于 。积极引申，拓展生成根据情境分析、讨论、得出结论种群基因频率改变的原因： 继续利用果蝇群体的各种变异结合情境拓展生成6教学反思在上“种群基因频率的改变与生物进化”一节的内容时就如何突破“基因频率”这一核心概念时，传统的教学一般都是照本宣科，介绍种群的概念，基因库、基因频率等的概念并用相关例题作巩固，了解基因频率计算方法。课后反思在课堂实施中学生的兴趣和主动性都不高，都是记住了基因频率的概念和计算方法，更谈不上学生有什么问题生成。反思后通过尝试利用模式生物“果蝇”的种群，设置问
9、题情境构建种群、基因库、基因频率、基因型频率等核心概念，逐层递进，在资料分析中理解相关概念，在情境运用中理解基因频率的计算方法。这一处理不仅激发了学生的兴趣，主动性，在课堂里提升了学生的获取生物学基本知识的能力，收集和处理科学信息的能力，语言表达能力，重要的是提升了学生问题生成的能力。在如何突破“种群基因频率的变化与进化的关系”时，果蝇种群的基因频率会世代维持不变吗？书本设置了“用数学方法讨论基因频率的变化”的讨论，但是由于“自由交配”在现实操作中的困难，学生对自由交配后基因频率的情况也只是一些纸上的数据。总体上学生并未真正理解“自由交配”的内涵，反思后通过对特定果蝇种群进行自由交配的模拟实验：甲乙两桶分别代表雌、雄配子（各含70%W、30%w），黄球代表W配子、白球代表w配子，首先分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合，然后分别从两个小桶内随机抓取一个小球，组合在一起，并记录下这两个小球的字母组合类型，最后将抓取的小球放回原来的小桶，摇动小桶，使小球充分混合后，再按上述方法重复做50次，统计不同小球组合出现的次数。根据上述的步骤模拟雌雄配子的自由交配，激发了学生求知欲的同时，也创设了问题生成的现实情境，在进行模拟实验中小球的跳出、是否混合均匀、是否随机抓取的问题都为我们提供了良好的问题生成角度。