基于“5E”的摩爾根果蠅雜交實驗教學探究 福建省莆田市第十中學（351146）鄭春粦 以“摩爾根果蠅雜交實驗”為例，嘗試運用“5E”教學模式進行探究教學，介紹該模式的教學策略和操作程序。 “5E”教學模式是美國生物學課程研究（BSCS）開發出的基于建構主義教學理論的一種探究性教學模式，這種教學模式適用于理科教學特別是生物教學。該模式強調通過小組合作學習促進學生對科學概念的理解和知識的建構；強調學生是學習的主體，是活動的中心，教師是引導者和幫助者，教師的作用是促進學生更好地探究而獲取科學的概念，從而提高學生的生物科學素養。“5E”教學模式包括吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、精致（Elaborate）和評價（Evalua-tion）5個教學環節。本文以“摩爾根果蠅雜交實驗”為例介紹“5E”教學模式的教學策略和操作程序。 1教學目標 1.1知識目標 （1）說明基因在染色體上的實驗證據。 （2）在探究過程中，能正確寫出雌、雄果蠅不同眼色性狀的基因型。 1.2能力目標 （1）通過學習基因位于染色體上的實驗證據，培養學生實驗分析能力。 （2）規范的運用遺傳圖解解釋實驗現象。 1.3情感態度與價值觀 （1）通過本節學習激發學生對科學研究的熱愛，認識科學研究的客觀性、曲折性。 （2）形成“生物體的物質一結構一功能相互統一”的基本觀點。 （3）教學重點：基因位于染色體上的實驗證據。 （4）教學難點：對摩爾根實驗現象的解釋。 2教學策略 教學設計以學生的思維過程為線索，引導學生重走摩爾根的探究之路。教學不僅是讓學生獲得知識，更重要的是讓學生學習科學研究的過程與方法。 學生是小組合作學習的主體和課堂教學活動的中心，教師是全班小組合作學習的組織者、促進者和引導者。通過指導小組成員展開合作學習，發揮群體的積極功能，提高個體的學習動力和能力，激發了學生學習的主動性、創造性。 3課前準備 建立合作學習小組：按照“組間同質、組內異質”的原則將全班54名學生分成9組，并明確組內分工。 4教學過程 4.1吸引創設問題情境激發探究欲望 本環節一般通過創設問題情境，引起學生認知沖突，從而激發學生對學習任務的探究欲望。 先讓學生閱讀教材中的果蠅雜交實驗，并思考以下問題。 （1）摩爾根為什么用果蠅進行實驗？ （2）摩爾根的實驗與孟德爾的實驗有哪些共同的地方？ （3）用孟德爾的方法去分析摩爾根的實驗，有哪些現象是解釋不了的？ 摩爾根用果蠅作為實驗材料是因為果蠅個體小、易飼養、繁殖快、后代個體多、染色體數目少等優點。從實驗中，不難看出果蠅的紅眼和白眼由一對等位基因來控制，紅眼對白眼為顯性，而且F2中紅眼和白眼數量之比為3:1，這也是符合分離規律的。所不同的是F2中的白眼全出現在雄果蠅中，學生可能會產生疑問：實驗中為什么白眼只出現在雄果蠅中？孟德爾遺傳規律不適用于果蠅的眼色遺傳嗎？果蠅的眼色與性別到底有什么聯系？ 4.2探究搭建思維“支架”引導學生探究 本環節是“5E”教學的中心環節，教師可以根據前面產生的認知沖突提供一些必要的背景知識，引導學生進行探究。 展示雌雄果蠅的染色體組成圖解，讓學生識別雌雄果蠅的染色體組成，進一步分析比較并得出性染色體和常染色體的概念。 引導：按照薩頓基因在染色體上的假說，根據雌雄果蠅的染色體組成圖解和果蠅雜交實驗，那么控制果蠅白眼的基因是在常染色體上還是在性染色體上呢？如果在性染色體上，那又有哪些可能呢？你能提出哪些可能？（提示學生可以用假說一演繹法） 學生利用所學知識通過小組討論，提出幾種假說。 假說一：控制果蠅眼色的基因位于常染色體上。 假說二：控制果蠅眼色的基因位于Y染色體上。 假說三：控制果蠅眼色的基因位于X染色體上。 引導學生利用剛剛學過的書寫遺傳圖解的方式來探究。但是性染色體上的基因型寫法是學生以前從未接觸過的，所以先教會大家書寫性染色體上的基因型，然后讓學生嘗試用遺傳圖解演繹推理實驗現象。經過探究，學生發現假說一和假說二的假設明顯不能解釋該實驗，而假說三可以解釋摩爾根果蠅雜交實驗。 4.3解釋分析探究結果鼓勵學生表達交流 解釋環節是在探究完成后，讓學生用自己的語言對探究的過程和結果進行推理解釋，如果學生推理有困難，教師可以直接借助于學生的探究過程和結果來分析推理，幫助學生正確地理解新概念。 讓學生在黑板上寫出基因位于X染色體上的遺傳圖解，并用自己的語言解釋，教師適時進行點評。 4.4精致解釋類似情境提升探究技能 本環節主要是讓學生運用新知識、技能來解決新問題，進行拓展性探究和實踐。使學生加深或擴展對新概念的理解。 進一步介紹果蠅的性染色體，果蠅的Y染色體比X染色體長一些。X和Y染色體有一部分是同源的，該部分基因互為等位基因；X染色體上的非同源區段、Y染色體上的非同源區段，該部分基因不互為等位基因。 前面的假說二和假說三其實是假設控制果蠅眼色的基因位于Y染色體的非同源區段和控制果蠅眼色的基因位于X染色體的非同源區段。于是有些學生就提出了第4種假說：控制果蠅眼色的基因位于X、Y染色體的同源區段。 假說四演繹推理的結果和摩爾根的實驗結果也相符，難道這兩種假說都對？而摩爾根只提出假說三，摩爾根錯了嗎？ 在學生憤悱之際，教師適當點撥，引導學生模仿孟德爾“假說一演繹”過程中驗證假說時采用的測交實驗。學生自然而然想到將實驗中所得的F1中的紅眼雌蠅和白眼雄蠅進行雜交，實驗過程見表1。 通過演繹過程發現兩個測交實驗的結果還是相同。怎么辦呢？學生通過小組討論發現：X染色體同源區段和非同源區段的差異表現在雄性個體的基因型上。如果在X染色體同源區段上，那么一只純合紅眼雄蠅基因型為XBYB，如果在X染色體非同源區段上，則紅眼雄基因型為XBY，那么如何顯現這兩種差異呢？學生小組討論決定：繼續測交，即剛才測交所得的白眼雌蠅和野生型的紅眼雄果蠅進行雜交，實驗過程見表2。 至此，學生發現兩種假說出現了差異，證明了假說三控制果蠅眼色的基因位于X染色體上的非同源區段是正確的。 4.5評價 該環節是教師對學生在前4個學習環節的學習活動形成一定的評價。可通過小測驗或練習來評價學生的知識體系構建狀況，也可通過觀察學生的活動來評價學生的掌握技能，或者提出開放性問題來評價學生對所學知識的理解和應用情況。 4.5.1過程評價 在學生小組探究過程中，適時做出點評。對于學生在小組探究活動中出色的表現給于肯定和表揚，對于存