1.1 性状分离比的模拟（教学设计）-高一下学期生物人教版必修2.docx

性状分离比模拟实验

一、使用教材

本次说课内容选自人民教育出版社出版的，高中生物学教材必修2《遗传与进化》第1章“遗传因子的发现”第1节“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”中的探究实践活动“性状分离比的模拟实验”，属于高一下学期的教学内容。

二、实验器材

每组两个带盖小碗，分别标记♂、♀；每组两种质地、大小相同的蓝色小球和红色小球各20个，蓝色小球标记“D”，红色小球标记“d”；记号笔；记录用的纸和笔；每组1个平板（能正常打开html格式的文件）。

图1实验器材

三、实验创新要点

（一）程序模拟既节约时间，又能展示模拟过程的动态效果

性状分离比模拟实验需要利用统计学方法对数据进行分析，样本数量足够大才能符合3:1的性状分离比，而用小球模拟此过程时，需要反复摇匀和随机抓取小球，模拟次数多时就比较费时，因此本人用计算机编写的程序模拟了该实验，能短时间内实现大数量的模拟，并实现了模拟过程的可视化动态效果。

图2模拟实验软件界面图

（二）实物模拟与计算机模拟相结合

如果仅用程序模拟，不利于学生理解模拟实验的原理和过程，因此，本节课先让学生用小球来进行小数量的模拟，再用程序进行大数量的模拟实验。

（三）利用卡方检验处理实验数据

让学生利用教师介绍的卡方检验公式对实验结果的拟合度进行检验，判断实验结果是否符合3:1的性状分离比，让拟合度量化可测。

（四）有更多的时间让学生进行交流讨论

程序模拟的引入有效地节约了课堂时间，使学生有更多的时间在实验操作前对实验原理进行思考和理解，及在实验操作后对实验数据进行分析和处理，并且有了充分的时间进行交流讨论，有利于发展学生的科学思维。

四、实验设计思路

先让学生对实验的原理有清晰的认识，再引导学生弄清实验的操作程序，并让他们设计表格便于记录实验数据，再讨论出合理的操作步骤，然后由教师介绍卡方检验的使用方法，再让学生进行实验，对实验数据进行分析处理，最后进行交流讨论和评价。

五、实验教学目标

（一）生命观念

理解配子与体细胞中遗传因子的数量关系，认识遗传因子在有性生殖中的传递规律，形成相应的生命观念。

（二）科学思维

通过统计和分析实验数据，通过归纳和推理遗传因子的分离、配子的随机结合与性状之间的数量关系，体验孟德尔的假说，促进学生科学思维的发展。

（三）科学探究

让学生参与实验的改进、设计和实施，培养学生的科学探究能力。

（四）社会责任

通过不同次数的模拟实验，真实地记录实验数据并进行数据分析，让学生认识统计学规律，养成尊重事实、勇于实践的科学精神。

六、实验教学内容

通过小球等实物让学生设计实验、观看实物模拟实验的操作视频，体验实验过程，体会模拟实验的原理，再用程序模拟小桶中小球的动态移动及随机抓取、随机结合的过程，有效节约了课堂时间，让学生有更多时间进行实验原理的思考，进行实验中出现的问题的分析及实验数据的分析与讨论，从而对性状分离比模拟实验有深度的理解和认识。

七、实验教学过程

实验的教学过程以任务驱动，用问题串联，引导学生主动思考从而明确实验原理、设计实验思路、设计实验结果记录表、完善实验步骤、进行实验并对实验结果进行分析和讨论，最终得出实验结论。

（一）任务1明确实验原理并设计实验思路

图3明确实验原理

让学生以表格的形式，用孟德尔的假说解释F2性状分离比为3:1的原因，并找出假说的核心内容。让学生明白：保证了配子比为1:1和雌雄配子的随机结合，就可以推出F23:1的性状分离比。怎样用模拟实验来证明这一点呢？此时便让学生以小球等实物为材料，设计实验思路，并完成任务2设计实验结果记录表。

（二）任务2设计实验结果记录表

表1实物模拟实验结果记录表

次数

雄配子

雌配子

组合

次数

雄配子

雌配子

组合

次数

雄配子

雌配子

组合

第1次

第11次

第21次

第2次

第12次

第22次

……

……

……

第10次

第20次

第30次

统计

D:d=

D:d=

D_:dd=

统计

D:d=

D:d=

D_:dd=

统计

D:d=

D:d=

D_:dd=

根据设计的实验过程，明确需要记录的项目数据，让学生设计实验数据记录表。

（三）任务3完善实验步骤和注意事项

图4完善实验步骤并分析实验的注意事项

在进行实验前，还需要让学生完成任务3：完善实验步骤并分析实验的注意事项，以便顺利进行实验。

（四）任务4进行实验、记录数据、分析结果

图5进行分组实验，让各组先进行实物模拟，再进行程序模拟↑

图6如实记录实验数据↑

图7让学生用教师介绍的卡方检验方法，对实验数据进行分析处理↑

（五）任务5讨论实验结果并得出实验结论

图8交流实验结果并得