-教材分析[1，2，3]

生命科学与技术学院学科教学（生物）王祖喜（20144616009）摘要：本文对人教第二版《普通高中课程标准实验教科书生物必修2遗传与进化》第二章《基因和染色体的关系》进行了分析。主要从教材内容、目标体系、重难点、教学建议、教学活动设计等方面进行了较为全面的分析，但也有所侧重。目的在于让自己初步掌握教材分析的基本要素和方法。文本最后部分也对这次教材分析活动进行了较为深刻的反思。

关键词：《基因和染色体的关系》;教材分析；基本要素和方法；

1教材内容分析

《遗传与进化》一书是以人们对基因的发现、研究和应用历程，即遗传学发展史为主线编写的。第一章《遗传因子的发现》隶属于“基因的发现”部分；“基因的研究”部分有第二章《基因和染色体的关系》、第三章《基因的本质》、第四章《基因的表达》和第五章《基因突变及其他变异》；“基因的应用”部分包括第六章《从杂交育种到基因工程》和第七章《现代生物进化理论》。由此可见，教材的编排不仅符合课标中“倡导探究性学习”的理念，还遵循了“由浅入深、由现象-本质-现象”的认知规律。

1.1本章概述

1.1.1本章地位

结合《普通高中生物课程标准（实验）》的相关要求和教科书内容编排的顺序，本文确定出本章的地位有：（1）《基因和染色体的关系》隶属于人教第2版高中生物必修2第二章；（2）本章是“在第1章引导学生认识孟德尔遗传规律的基础上，继续依照科学史的顺序，寻找孟德尔提出的遗传因子，也就是基因在细胞中的位置”进行编排的；（3）本章有关减数的内容与《分子与细胞》第六章有关细胞增殖、有丝的内容有联系；（4）是本模块“基因研究”部分的首章内容，是后面学习内容的基础。

1.1.2本章作用

与上同理，本文确定出本章的作用主要有两个方面，即生物通过生殖和遗传

实现生命延续和种族的繁衍，通过进化形成物种多样性和适应性，实现生命的发展。在本章中，选取减数和受精作用等内容，目的在于揭示生命延续的细胞学基础；学生再次体验观察—提出假说—实验验证的科学思想方法，领略科学家严谨求证的科学态度和大胆假设、富于想像的创新思维品质。

1.1.3本章知识体系

本章是针对“基因在细胞中有没有物质基础？孟德尔提出的遗传因子，究竟是不是物质实体？如果是，有存在于细胞的什么位置？”等问题，按照减数和受精作用、基因在染色体上、伴性遗传的顺序编写，正体现了科学发展的历程。因此，本章知识体系为（图1）：

1.2各节内容分析1.

2.1减数和受精作用

本节包括“减数”和“受精作用”两小节，由于在减数和受精作用过程中起关键作用的是染色体行为和数目的变化，因而，第1节的“问题探讨”部分是从比较“果蝇配子和体细胞的染色体差异”开始的。结合教材的内容及布局，本节知识有以下特点：

减数：

教材没有直接给出减数的定义，而是先介绍与孟德尔同时代的生物学家魏斯曼的预言，再引出减数的概念。减数的过程，包括精子形成过程和卵子形成过程两过程。教材首先讲述了精子形成的过程，在借助详细的文字说明外，教材还借助教材中“图2-1”介绍精子的形成部位，用“图2-2”和“旁栏图1

《基因和染色体的关系》知识体系

受精作用：

本小节有两个重点内容。一个是通过建立减数中染色体数目和行为变化的模型，模拟减数中染色体数目及主要行为的变化和非同源染色体的自由组合，理解配子中染色体组合的多样性。另一个是受精作用的过程、实质和意义，教材中在借助文字详细阐述的同时，还用“图2-7”展示了受精过程的开始，用黑体字标示了受精作用的实质，最后教材用“技能训练”部分加强学生对精原细胞形成精子过程中染色体数目变化的理解，同时注重对学生识图和作图能力的培养。

1.2.2基因在染色体上

本节在“问题探讨”中，呈现蝗虫精母细胞减数第一次后期照片，提出一系列的问题，让学生带着问题和探究的兴趣学习本节知识。萨顿先对蝗虫的减数和受精作用过程中染色体数目变化的描述，据此为推论假说的依据，并得出黑体字标出的“基因和染色体行为存在着明显的平性关系”，同时以4小点罗列出。为了便于学生对萨顿假说的理解，教材中还在“思考与讨论”中让学生在途中染色体上标注基因符号，促进学生认同“基因在染色体上”的观点。由于萨顿假说运用的是“类比推理”的科学方法，得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验，因此，教科书紧接着介绍了基因位于染色体上的实验证据，也就是著名的摩尔根果蝇杂交实验，同时教科书中还以了解的形式概述了“类比推理”。教材中，特定强调了“摩尔根是如何选取实验材料的”目的是为了向学生强调“科学选材对实验的重要性”，并在教材旁栏以“相关信息”的形式简介了“实验材料-果蝇的优越性”在介绍摩尔根的实验时，教科书采取问题串的形式，并结合相关实验图解，环环相扣，层层深入，引导学生逐步揭开遗传的奥秘，最终证实基因的确位于染色体上，同时，还用小号楷体字介绍了“现代分子生物学技术将基因定位在染色体上”的进展，并配以彩色图片，这一内容不要求学生掌握，只是为了拓展学生视野。最后，教科书用黑体字标注了“孟德尔遗传规律的现代解释”，帮助学生进行归纳总结，同时，由于DNA 与染色体也是存在着明显的平性关系，因而教材在“技能训练”部分，采用了类比推理的科学方法，引导学生对DNA与染色体的关系，这样便于今后对“DNA和染色体关系”的讲解与学习。教材不仅给出了一定的练习题，还在“科学家的故事”栏中对摩尔根进行了简单介绍。

1.2.3伴性遗传

红绿色盲和抗维生素D佝偻病是学生比较熟知、比较感兴趣的两大伴性遗传病，因此，该教材在“问题探讨”部分，从这两种遗传病的病症入手，让学生讨论这两种遗传病，为什么在遗传表现上总是和性别相关联，为什么两种遗传病与性别关联的表现又不相同？由此引出“伴性遗传”的概念，并且概念用黑体字标识。教材在“伴性遗传的特点”的讲解中，教科书详细介绍和分析了“人类红绿色盲症”。首先，教材用小号楷体介绍了红绿色盲发现的故事，在激发学生学习兴趣的同时，也注意到了对学生情感的教育，随后通过“资料分析”活动，学生学会识别并分析家系图，教材随后用“表2-1”展示了红绿色盲的基因型和表现型，并且由此得出“人类红绿色盲的遗传方式”主要的几种情况。遗传方式总共有6种情况，由于女性和男性都正常，或都患病，其子代变现型是与他们一致的，所以教科书以图文结合的方式，只介绍了其余4种遗传方式，并重视学生对遗传分析的能力，用“图2-14和图2-15”进行展出，随后，用文字对“交叉遗传的特点”进行了总结。在“抗维生素D佝偻病和伴性遗传在实践中的应用”的呈现中，由于教材已对“人类红绿色盲症”进行了详细的阐述，所以教材仅用文字进行了阐释，并且教材采用了开放式的结尾，鼓励学生查阅资料，多了解有关伴性遗传规律在生产实践中的其他应用。本章最后还设有“本章小结”和“自我检测”，使得教材在总结本章内容的同时，也使学生们得以整体的检测，除此，教材还向学生提供了几个有关的学习网站，便于学生“继续学习”。

2目标体系本章的总目标包括知识、情感态度与价值观和能力三方面目标。知识目标方面，要求学生“阐明细胞的减数，举例说明配子的形成过程，举例说明受精过程，说出基因位于染色体上的实验证据，概述伴性遗传”；情感态度与价值观方面，要求学生“认同基因是物质实体，认同观察、提出假说、实验的方法在建立科学理论过程中所起的重要作用，认同科学研究需要丰富的想像力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学的热爱”；能力目标方面，要求学生“使用高倍镜，观察蝗虫精母细胞减数固定装片，运用模型建构的方法，模拟减数过程中染色体数目和行为的变化，尝试类比推理的方法，解释基因位于染色体上；运用资料分析的方法，总结人类红绿色盲症的遗传规律”。

3重难点

通过上述对各节教材内容的分析，并结合学生认知水平，将本章的教学重难点确定为：第一节的教学重点是减数的概念，精子的形成过程和受精作用的过程；教学难点是模拟减数过程中染色体的变化，比较精子和卵细胞形成过程的异同和观察蝗虫精母细胞的减数。第二节的教学重点是基因位于染色体上的理论假说和实验证据和孟德尔遗传规律的现代解释；教学难点是运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上和基因位于染色体上的实验证据。第三节的教学重点是伴性遗传的特点，教学难点是分析人类红绿色盲症的遗传。

4教学建议

结合课标要求、教材内容的编排、本章目标和学生现有的知识水平，为了实现突出重点，突破难点，体现探究性学习的教学理念，本章课可采用以下教学思路：

第一节《减数和受精作用》的教学思路采用：（1）充分利用教材和生产生活中的实例，引导学生从教材或生活中提炼出问题；然后让全体学生亲自动手来探究，并且归纳总结,引导学生在解决问题的过程中学习；（2）由于减数和受精作用是微观、动态、连续变化的过程，给准确认知带来困难，因此成为教学的难点。教师应考虑在学生已有知识（如有丝）的基础上，精心设计将微观变为宏观的教学活动，为此将本节“模拟建构”的部分活动前移应该是一个很好的设想；（3）本节教学建议用3课时完成，其中减数部分的教学用2课时。

第二节《基因在染色体上》的教学思路采用：本节教材内容是“总结人类对遗传物质的探索过程”的一部分，教学难点较多，是培养学生思维能力的好素材。因此，建议教师充分利用教材资源，围绕“基因在染色体上”的探索过程，精心设计学生参与的活动，引导学生开展思维探究。同时，本节课建议用1课时完成。

第三节《伴性遗传》的教学思路采用：伴性遗传的知识与学生的生活比较贴近，又能够解释一些常见的遗传病例，是学生十分感兴趣的内容，在教学中极易激发学生的学习兴趣，因此，教师要充分利用这一特点，引导学生展开讨论和分析，并练习绘制遗传图解，真正理解伴性遗传的特点，在此基础之上，教师再及时引导学生学习伴性遗传的意义和应用。同时，本节课建议用1课时完成。

5教学活动设计

根据上述对各节教材的分析和学生现有的知识与认知水平，同时结合教学重难点，本章各节可采用如下活动体系。具体如下：

5.1减数和受精作用

“减数”活动体系大致为：设置问题情境-精子形成过程的探讨-精子形成过程的讲解-卵细胞与精子形成过程的比较-巩固总结-练习。具体到每个环节：“创设问题情境”部分，先展现“问题探讨”引导学生思考“配子细胞是如何形成的？”再通过提问“图中的配子是通过有丝产生的吗？”“有丝的特征是什么？”引导学生复习细胞有丝并猜想配子是经过何种形成的。最后，教师可介绍减数发现简史，激发学生学习减数的兴趣。“精子形成过程的探讨”部分，由于减数和受精作用是微观、动态、连续变化的过程，给准确认知带来困难，是本节教学的难点，同时学生已学过细胞的有丝，具备学习“减数”的方法。所以“模型构建”活动前移，包括对“细胞有丝”的模型构建和“减数”的模型构建两部分，这样利于学生比较两种过程的异同，同时，促进学生形成“对减数过程中染色体数目和行为变化”的直观印象和理解配子形成的过程与特点。再引导学生观察书中哺乳动物精子形成过程图解，并与自己建构的模型比较，思考图解的合理性。“精子形成过程的讲解”部分，教师结合书中图解和旁栏思考题讲述哺乳动物精子形成过程中发生

的现象，同时，注意引导学生对重点概念、精子形成过程的特点的理解与记忆。最后引导学生归纳出“减数”的概念。“卵细胞与精子形成过程的比较”部分，采用自主学习的教学策略，引导学生根据“卵细胞形成过程“的图解，采用比较法，与精子形成过程的特点进行比较，并自主归纳出卵细胞形成过程的特点。“巩固总结”部分，根据教材中“图2-6减数图解”和“观察蝗虫精母细胞减数固定装片”实验，引导学生加深对“减数”的概念、特点的理解。

“受精作用”的活动体系为：提问设疑-探讨配子的多样性-归纳原因-阅读教材，理解受精作用的实质与意义-技能训练与练习。具体到各个环节有：展示“人的染色体组型图”通过提问如“人的体细胞中有多少条染色体？人的精子和卵细胞中有多少条染色体？从人的精子、卵细胞到人的体细胞之间应该有一个什么样的变化过程？人的体细胞是怎样形成的？”引起学生的思考进而理解受精作用的过程。“探讨配子多样性”部分，又有两个小部分，即“展示配子多样性的现象”和“分析多样性来源”。在第一小部分中，教师叙述教材中“父亲的所有精原细胞中染色体组成并无差别，母亲体内的卵原细胞也是如此。可是“一母生九子，九子各不同。同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？”的内容，引导学生回忆精子或卵细胞形成过程和思考配子中染色体组成多样的原因。第二小部分中，教师先引导学生观察教材中“染色单体交叉互换”的照片及示意图，并让学生思考这与配子中染色体组成的多样性有什么关系？随后，继续“模型建构”活动，“模拟减数过程中非同源染色体自由组合及讨论”，并让学生尝试计算可能出现的配子类型数目，进而归纳出配子多样性的原因。最后让学生阅读“受精作用”部分的教材内容，理解受精作用的实质与意义，通过“技能训练与练习”对本节知识加以巩固。

5.2基因在染色体上

《基因在染色体上》活动体系大致为：问题探讨-学生活动-讨论与探究摩尔根实验-尝试用研究结果解释孟德尔遗传规律-技能训练与练习-阅读科学家故事。具体到各个环节有：“问题探讨”部分，借助教材“问题探讨”部分的内容，引导学生关注染色体与基因的关系；“学生活动”部分，要求学生画出减数过程的示意图，据图发现基因与染色体的平行关系，再阅读“萨顿假说”部分的教材内容；“讨论与探究摩尔根实验”部分，教师先表述摩尔根实验，同时引导学生思考“摩尔根为什么把果蝇作为为实验材料？”和分析“果蝇红白眼杂交过程”，随后借助教材中“图2-10”，让学生尝试推演果蝇杂交；“尝试用研究结果解释孟德尔遗传规律”部分，首先借助教材第28页中“思考与讨论”部分，促进学生解释孟德尔的分离定律，并让学生尝试解释孟德尔遗传规律；最后“技能训练”部分，教师借助书中第28页，讲述“类比推理”，随后让学生尝试采用此方法，推断基因与DNA长链的关系，同时，安排课后任务，即练习和阅读科学家故事。

5.3伴性遗传

《伴性遗传》活动体系大致为：问题探讨-介绍红绿色盲发现过程-红绿色盲遗传图谱分析-解释红绿色盲的几种遗传方式-得出交叉遗传的概念与特点-讲解维生素D佝偻病和伴性遗传的应用-完成练习和自我检测，并仔细阅读“本章小结”。具体到各个环节有：“问题探讨”部分，借助教材，引导学生思考；教师绘声绘色地讲述德尔顿发现红绿色盲的过程，激发学生的学习兴趣，同时引导学生认同认真态度是学习科学的重要品质之一；“红绿色盲遗传图谱分析”部分，教师展示教材中的色盲家系图，提出问题请学生思考，教师展示教材第35页中的“表2-1”，只展示表格，具体内容由供学生填写；“解释红绿色盲的几种遗传方式”部分，教师帮助引导学生归纳出“人类红绿色盲的几种遗传方式”，并引导学生复习基因的分离定律和受精作用的知识，根据教材编排顺序，依次展示遗传图解，并引导学生分析图解，进而由学生得出交叉遗传的概念和特点；最后，依照教材内容，讲解“维生素D佝偻病和伴性遗传的应用”，同时布置课后作业。6自我反思与致谢

教材分析是教师的基本技能，是备课的重要环节，是上好课的前提。本文是我第一次尝试性地对高中生物必修2第二章《基因和染色体的关系》进行分析，因此，分析的不到位的或不正确的地方较为突出。幸运的是，在汇报时，及同学提出了宝贵意见，如本文起初将“活动体系”理解成了“教学过程的设计”，其实，他们是完全不同的概念，“活动体系”更侧重于教材中所提及的活动及对其实施策略的分析，而“教学活动设计”就更偏向于完整的教学过程设计。再如“知识体系”理解成了“简单的知识结构层次图”等，其实他们也是完全不同的，教材分析中的“知识体系”部分，更多地强调各个知识点的关系，最好的解决办法是采用思维导图或概念图法进行表示。除此，还需要注意的是，在教材分析时，尽可能地在ppt中展现教材中的内容，如图片、材料分析等信息可用超级链接进行展现，这样助于教材分析的完整和直观。为此，衷心感谢李玉玲老师和同学的细心的点评和指导！

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制订.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社,2003:2,16-17.

[2]生物课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书生物必修2遗传与进化[M].北京：人民教育出版社,2007:15-40.

[3]生物课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书生物必修2遗传与进化教师教学用书[M].北京：人民教育出版社,2007:42-67.下载本文