1、遺傳與進化模塊教材分析課程教材研處所生物課程教材研尤開發(fā)中心趙占良遺傳與進化是商中生物課程的三個必修模塊之一。正如諜程標準所常出的：必修模塊選擇的是生物科學的核 心內(nèi)容，同時也是現(xiàn)代生物科學發(fā)展最迅速、成果應用最廣泛、與社會和個人生活關(guān)系最密切的領(lǐng)域。所選內(nèi)容能 夠幫助學生從微觀和宏觀兩個方面認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、發(fā)展和變化規(guī)律以及生命系統(tǒng)中各組分間的相 互作用.因此必修模塊對于提商全休島中學生的生物科學素養(yǎng)具有不可或缺的作用0 "要搞好 木模塊的教學.首 先應）勺深入理解木模塊的意義和價值。學生學習本模塊的意義和價值 課程標準在“課程設(shè)計思路”中對木模塊的總義和價值，作了如

2、下簡明的概 括：木模塊有助于學生認識生命的建續(xù)和發(fā)展，f解遺傳和變片規(guī)律在生產(chǎn)生活中的應用：領(lǐng)悟假說演經(jīng)、建立模 型等科學方法及其在科學研尤中的應用：理解遺傳和變異在物種第衍過程中的對立統(tǒng)一，生物的遺傳變界與環(huán)境變 化在進化過程中的對立統(tǒng)一，形成生物進化觀點課程標準在內(nèi)容標枇r部分對木模塊的總義和價值乂作了進一步的閘述：木模塊選取的減數(shù)分裂和受精作用、DNA 分子結(jié)構(gòu)及其遺傳基木功能、遺傳和變界的基木原理及應用等知識.主要是從細胞水平和分子水平闡述生命的建續(xù) 性：選取的現(xiàn)代生物進化理論和物種形成等知識，主要是闡明生物進化的過程和原因。學習木模塊的內(nèi)容對于學生理解生命的建續(xù)和發(fā)展，認識生物形成生

3、物進化的觀點，樹立正確的自 界及生物多樣性，然觀有重耍童義。同時對于學生理解有關(guān)原理在促進經(jīng)增進人類健康等方面的價值也是十 濟與社會發(fā)展、分重要的。”分析課程標準的上述表述，結(jié)合“具休內(nèi)容標準”和教材內(nèi)容可以看出，價木模塊內(nèi)容在知識.能力和情感態(tài)度 值觀三個方面都具有獨特的教存價值C在知識教育方面的價值對于木模塊在知識教育方面的價值，還需要將木模塊與另外兩個必修模塊作為一個整體來考慮。必修模塊”所選內(nèi)容能夠幫助 學生從微觀和宏觀兩個方面認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、發(fā)展和變化規(guī)律以及生命系統(tǒng)中各組分間的相互作 用” 這是課程標準對必修模塊內(nèi)容的知識教育價值所做的商度概枯.它明確指出r在高中 生

4、物必修誅中.學生的 認知對荻是生命系統(tǒng)一包才舌細胞、個體.群體、生態(tài)系統(tǒng)等。一個層次：認知目標就是理解不同層次生命系統(tǒng)的物 質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ).發(fā)展和變化規(guī)律.補組分間的相互作川.系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用。對這一認知目標的達成.三個必修模 塊#有其獨特的作用。就木模塊辦說.主要是揭示生物在代代繁衍的過程中，遺傳物質(zhì)是如何傳遞和變化以及是如何 起作川的，也可以說是從基W的視角來達成上述認知目標。在能力培養(yǎng)方面的價值課程標準確定的能力目標包括操作技能、信息能力和科學探處能力三個方面尤為重視科學 探究能力的培養(yǎng)。領(lǐng)悟和運用科學方法，對于發(fā)展科學探處能力至關(guān)重要.而不同模塊在科學方法教育上既有共同 之處又有不同

5、的側(cè)重點。下面首丸分析木模塊在科學方法教育方面的獨特價值。正如課程標準所抬出的木模塊有助于學生“領(lǐng)悟假說演繹、建立模型等科學方法及其在科學研處中的應用。這一 表述明確指出了木模塊在科學方法上的側(cè)重點。就思維過程的方法論而言.歸納和灤名卡都是重耍的科學方法，前者是從特殊事實中概括出一般原理的推理形式和 思維方法，后者是從一般到特殊，根據(jù)一類事物都有的一般屬性、關(guān)系.木質(zhì)來推斷該類中的個別事物所具有的屬 性、關(guān)系和木質(zhì)的推理形式和思維方法-二看是互為補充.相輔相成的。從近代科學到現(xiàn)代科學，以觀察（實驗一 歸納為主的方法逐漸讓位給以假說一演繹為主的方法。這是因為現(xiàn)代科學從總休上來說.已經(jīng)不是處在經(jīng)驗

6、材料的 收集階段，而是處于島度的理論概括和演經(jīng)的階段。由于數(shù)學、訃算機科學等工具學科的發(fā) 展.人們能夠憑借這些 工具提出假說熱后演經(jīng)出理論體系或具休推論，再通過觀察和實驗來檢驗。歲1然在 應用假說一演經(jīng)法時，仍 需要以經(jīng)驗歸納法作補充以一定的實驗事實為根據(jù).假說一演經(jīng)法的內(nèi)容主要安排在木模塊中.特別是在教材遺傳因子的發(fā)現(xiàn)和基因和染色休的關(guān)系兩草。在 其他兩個必修模塊也有僑涉及。模型方法也是現(xiàn)代生物科學研克的重要方法。分子與細胞模塊側(cè)重物理模型和概念模型的構(gòu)建，如真核細胞三 維結(jié)構(gòu)模型和細胞膜的流動鑲嵌模型：木模塊側(cè)重物理模型和數(shù)學模型的構(gòu)建如0?一人分予的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型.減 數(shù)分裂中染色體數(shù)目

7、和行為變化的模型和種群基W頻率變化的數(shù)學模型：穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊則進一步練習符類模 型的構(gòu)建。同其他兩個模塊一樣，木模塊的科學方法教育既有側(cè)重點，又是全方位的。通過科學史的介紹和探究活動的安 排, 學生可以在邏輸推理（如歸納、演經(jīng).類比）的訓練、數(shù)學方法的運用、實驗材料的選擇、實驗數(shù)據(jù)的處 理等方面 得到全面提商。木模塊安排的探尤活動十分豐富.包彳舌實驗S個、探處2個、模型建構(gòu)2個、調(diào)查（課外實踐）2個、資料分 析 （資料搜集和分析）7個、思考與討論16個、技能訓練5個。通過這些探尤活動，可以全江ii提高學生的生物學 實驗操作技能、收集和處理信息的能力.科學探允能力。在情感態(tài)度價值觀教育方面的價值

8、 木模塊所組含的情感態(tài)度價值觀內(nèi)容十分豐富依據(jù)課程標準的有關(guān)表述并結(jié) 合教材內(nèi)容進行分析.主要包括以下幾個方面。對立統(tǒng)一的觀點對立統(tǒng)一的觀點是辯證唯物主義觀點的重要組成部分。課程標準在“課程設(shè)il思路”巾抬出，木 模塊有助于學生“理解遺傳和變界在物種繁衍過程中的對立統(tǒng)一，生物的遺傳變界與環(huán)境變化在進化過程中的對立 統(tǒng)一”。遺傳和變界是一對才厲，前者是生物在傳宗接代過程中遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性后者是指這一過 程中遺傳 物質(zhì)和性狀的變化。遺傳有利于有利變界的積累，變界則有利于生物適應環(huán)境的不斷變化。沒有遺傳就不可能形成 穩(wěn)定的物種，沒有變界就不會出現(xiàn)物種的分化。變是絕對的不變是相對的：從a上比較，遺傳

9、的基W是大a的， 改變的基W是少fi的：少fi的變界逐漸積累，S變會引起質(zhì)變，形成新的物種-W此，可以 說變與不變在物種形 成的過程中得到統(tǒng)一在對環(huán)境的適應中得到統(tǒng)一。生物的遺傳和變界與環(huán)境的變化是相互作用的.生物所產(chǎn)生的可 遺傳的變界，能否在繁衍過程中保存下來取決于該變界對環(huán)境的適合度：生物又不是來純地適應環(huán)境，它們所產(chǎn) 生的變界.可能會影響環(huán)境的變化，尋致生物與環(huán)境的共同進化這就是遺傳變界與環(huán)境變化在進化過程中的對立統(tǒng) 一此外，本模塊還涉及生物的多樣性與共同性的統(tǒng)一。從遺傳角度看，所有的生物都共用一套遺傳密碼：從進化的 角度看所有生物都有著共同的起源。這些內(nèi)容對于學生形成對立統(tǒng)一的觀點都是

10、十分重耍的。生物進化的觀點木模塊對學生進一步形成生物進化的觀點具有重要意義。盡管學生在初中階段已經(jīng)學過一些生物 進化的知識.但由于遺傳學知識基礎(chǔ)的限制不可能對生物進化的原理有深入的理解生物進化觀點的建立還處于 初級水平，面對進化論領(lǐng)域的不同觀點還缺送鑒別能力。木模塊在引導學生深入學習有關(guān)遺傳學知識的基礎(chǔ)上， 較深入地介紹r現(xiàn)代生物進化理論，對達爾文進化論的巨大貢獻和局限性也做r辯證的分析這就有 利于學生進一 步確立生物進化的觀點提商對進化論領(lǐng)域的不同觀點甚至偽科學論調(diào)的鑒別能力。科學態(tài)度和科學輔神木模塊教材中介紹了許多科學家在研究過程中表現(xiàn)出的科學態(tài)度和科學精神比如孟德爾熱愛 科學.鍥而不舍、

11、敢于獨立思考的輔神，摩爾根尊重科學、勇于自我否定的輔神，達爾文既能挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀 念，又能正視自己不足的粘神，等等。這對于學生養(yǎng)成科學態(tài)度和科學輜神都有助益。科學技術(shù)價值觀課程標準指出，木模塊對于學生理解有關(guān)原理在促進經(jīng)濟與社會發(fā)展.增進人類健康等方面的價值，也是十分重要的0 “為體現(xiàn)課程標準的這一要求，教材中介紹r DXA指紋技術(shù)在刑偵和親子鑒定等方面的應 用.遺傳儲的監(jiān)測和預防.遺傳學諫理在育種上的應用、基W工程的應用等內(nèi)容。二、本模塊教學內(nèi)容的設(shè)計思路和呈現(xiàn)方式設(shè)計思路課程標準（特別是木欖塊的內(nèi)容標探是木模塊教學內(nèi)容設(shè) il的重要依據(jù)。總的設(shè)訃思路是費徹落實課程標準提出的基木理念，根據(jù)木模塊

12、的具體內(nèi)容標準結(jié)合學生的年 齡特征.認知規(guī)律和教學實際木著便于教和學的原則進行設(shè)計。主要包括編攙體系的設(shè)汁、知識內(nèi)容深廣度的把 握.培養(yǎng)科學探允能力的途徑.STS教£f思 想的滲透等方面。編擺體系的設(shè)汁 按照課程標準的要求，木模塊應出包括遺傳的細胞基礎(chǔ).遺傳的分予基礎(chǔ).遺傳的基木規(guī)律、生物 的變界.人類遺傳炳.生物的進化八部分內(nèi)容。然而課程標準規(guī)定的這六部分內(nèi)容.并不恿味著教材一定分成這樣 八:章-如何確定教材內(nèi)容的編排體系和深廣度，還要分析具體內(nèi)容標準.活動建議，并且耍考慮學生的認知規(guī)律。仔細分析具體內(nèi)容標可以看出它有幾個值得注總的特點。知識性目標的要求大多屬于理解水平按所用知識性

13、目標動詞具體內(nèi)容標準中屬于了解水平的有3項（舉例 說出. 簡述.列出）屬于理解水平的有M項（閘明、說明、概述.搜集.舉例說明）.屬于應用水平的有2項（總結(jié)、分 析），理解水平的條目占琴以上。可見木模塊的知識性目標的基木定位是理解。按照課程標準中的定義.理解是指 把握內(nèi)在邏輯聯(lián)系與已有知識建立聯(lián)系，進行解釋.推理、區(qū)分.擴展，提供證據(jù)收集和 整理信息。這既是對教 材內(nèi)容深廣度的要求也喑含了對教材內(nèi)容編排體系的要求（如體現(xiàn)內(nèi)在邏輯聯(lián)系C -重視科學的過程和方法在具 體內(nèi)容標準中，僅有的兩項應用”層次的條目都是關(guān)于科學的過程和方法的：一項是總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探 索過程“，另一項是“分析孟德爾遺傳實

14、驗的科學方法”。（在課程標準木模塊的前言部分，還特別指出要讓學 生“體驗科學家探索生物生殖.遺傳和進化奧秘的過程” ° ）可見引導學生體驗科學的過程和方法是木模塊的 重要任務之一，也是確定教材編推體系要重點考慮的問題之一- -關(guān)注科學技術(shù)與社會的聯(lián)系在具體內(nèi)容標準中， 屬于科學技術(shù)與社會聯(lián)系范疇的內(nèi)容有五項，占總條目數(shù)的其中一項使川知識性目標動詞：“搜集生物變片在 育種上應用的事例”：四項便川情感性目標動詞：關(guān)注轉(zhuǎn) 基W生物和轉(zhuǎn)基W食品的安全性”、“探討人類遺傳 炳的監(jiān)測和預防”、“關(guān)注人類基因組計劃及其總義“、“探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響” °如何體現(xiàn)科學技術(shù)和

15、社會的聯(lián)系，對學生進行情感態(tài)度價值觀的 教育，也是教材設(shè)il嚶考慮的重要問題。基于以上認識.木模塊教材編排體系的設(shè)il有兩點基木的考慮。笫一要讓學生理解生物的遺傳和進化，教學 內(nèi)容 應肖定位在基因水平。這是由于隨著生物科學的發(fā)展，人們對遺傳和進化的認識已經(jīng)深入到基W水平遺 傳從木質(zhì) 上說是基因的代代相傳可遺傳的變界從木質(zhì)上說是生物體基W組成的變化，進化過程中物種的形成從木質(zhì)上說是 種群基W頻率在自然選擇作用下的宦向改變。第二.教學內(nèi)容的編推順序基木按照科學發(fā)展的歷史進程5fc安排從孟 德爾到摩爾根再到沃森和克里克等從拉馬克到達爾文再到現(xiàn)代生物進化理論。這樣既展示科學的過程和方法，乂 體現(xiàn)個休水

16、平、細胞水平、分子水平的遺傳學知識的內(nèi)在邏輯聯(lián)系（達成對知識的理解）：既能引導學生不斷提出 問題，分析和解決問題，嘗試像科學家那樣進行解釋和推理（這同樣是理解水平的知識性目標所要求的，又能從 眾多科學家表現(xiàn)出的科學精神.科學態(tài)度及其他優(yōu)秀品質(zhì)中多有感悟。-W以蔽之，木模塊是以人類對基W的木質(zhì)、 功能及其現(xiàn)代應用的研允歷程為主線展開的，讓學生從濃郁的歷史感巾獲取豐富的營養(yǎng).又“厚今薄占” 突出分 子遺傳學和現(xiàn)代生物進化論的內(nèi)容。人類是怎祥認識到題因的存在的?遺傳因子的發(fā)現(xiàn)逼傳與進化基因是什么?基因突變及其他變異基因在傳遞過程中若將變化?人類如何利用生物的基因？從雜交育箱到基因工程生物通化過程中墓

17、因段率是如何變化的?現(xiàn)代生物進化理論通過上圖可以看出，木模塊遺傳部分的內(nèi)容基木是循著人類認識基W之路展開的。這樣學生學習遺傳知識的過程, 猶如親歷了一百多年來科學家孜孜以求的探索過程會受到科學方法、科學態(tài)度和科學精神等多方面的啟迪。尤為 重要的是每一章的學習都1?1繞一個核心問題展開.學習的過程也是解決問題的過程，這對于激發(fā)學 生的學習興 趣.轉(zhuǎn)變學習方式、提商分析和解決問題的能力都是非常重要的。知識內(nèi)容深廣度的把握教材根據(jù)課程標準的要求知識內(nèi)容的廣度按具體內(nèi)容標準的要求來把握深度以理解水平 為主。具休逍循以下原則。把握基礎(chǔ)性體現(xiàn)丸進性按照課程標準的要求，精選符合學生發(fā)展需求和認知水平的基礎(chǔ)知

18、識。知識內(nèi)容的深難度總體上維持在現(xiàn)行卷中生物教材的水平，避免出現(xiàn)除.難.重為體現(xiàn)托進性.一方面對基木概念和原理的闡 述力求與現(xiàn)代生物科學相一致，如中心法則不局限于克里克提出的經(jīng)典法則等：另一方面以不同形式介紹生物科學 的新進展如DNA指紋技術(shù)、生物信息學、基因治療等。夬出重點點面結(jié)合使知識內(nèi)容層次分明知識內(nèi)容以基木概念、原理和規(guī)律為重點.適半兼顧一些拓展性 內(nèi)容。例如，教材中關(guān)于基W的內(nèi)容.正文講述的都是核基因，對質(zhì)基W則以小字形式做了簡敢介紹-為加強 彈性有些較 深的內(nèi)容安推為選學。縱橫銜接，促進知識網(wǎng)絡(luò)的形成促進學生僑學知識的結(jié)構(gòu)化是知識教育的重要目標。教材重視幫助學生梳理 概念 之間的聯(lián)

19、系，同時，重視與數(shù)學、物理、化學等學科的橫向銜接。強化科學方法教育.培養(yǎng)科學探尤能力的途徑安排豐富多樣的科學探克活動.讓學生通過活動體驗過程.領(lǐng)悟和運用方法（見下表。探尤活動類型特點能力目標側(cè)重點實驗說明材料用具、方法步驟等培養(yǎng)操作技能和觀察能力等欄目，有的節(jié)后有技能訓練”或課外讀欄目。章首貞由標題、引言、題圖和配詩組成。引言承上啟下，由上一罩內(nèi)容自熱過譴到木草要探討的中心問題，前后 罩的引有環(huán)環(huán)相扣.具有濃厚的科學史色彩。題圖緊扣主題精選圖片并配以畫龍點睹的小詩烘托氛用，引人入勝，并且啟迪學生關(guān)于科學木質(zhì)和科學方法等方面的思考。-徐節(jié)設(shè)g的各種欄目.功能多樣，視內(nèi)容需要靈活安排（見下表）°怪目名稱蘭目功能木節(jié)聚焦提出木節(jié)要探討的問題，明確學習目標旁欄思考題廉入理解正文主欄內(nèi)容活躍思維培養(yǎng)求片思維和發(fā)散思維相關(guān)信息正文主欄內(nèi)容的補充和延伸，一般不要求記憶知識鏈接不同章節(jié)前后