摘 要 以“生物育種專題”為例,開展高中生物教學中滲透職業生涯規劃教育的實踐研究性學習探索,通過創設情境、制造沖突、拓展延伸、分享提高等方式,將生物學知識體系與職業規劃能力培養和諧融合。
關鍵詞 高中生物教學 職業生涯規劃 生物育種
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
1 教材分析
“生物育種”專題知識的涉及面廣而深,既包括了必修2遺傳與變異中“從雜交育種到基因工程”的內容,還包括了選修3中細胞工程、基因工程等知識,是遺傳和變異的基本原理在生產實踐中的應用,涉及到農業科學、醫藥科學、環境科學等。該部分內容是學生了解育種工作者、生物技術研發、醫藥研發等各種不同職業的良好材料,不但能為學生日后選擇專業或者職業提供幫助,而且研究性學習可以培養學生的鍥而不舍的精神和嚴謹的學習態度,提高學生的生物科學素養。
2 教學目標
2.1 知識目標
理解各種育種方式的目的、原理、方法和優缺點。
2.2 能力目標
靈活準確地運用相應的育種方法解決生產和生活實際中的問題,培養知識運用和遷移的能力、創新思維能力。
2.3 情感、態度與價值觀目標
感悟科學、技術和社會的相互關系,關注相關研究的發展和應用前景;了解育種工作者、生物技術研發、醫藥研發等不同的職業,為形成正確的職業價值觀做準備。
3 教學過程
3.1 創設情境,導入新課
教師播放袁隆平院士的“中國夢”視頻,展示科研工作者研究的神奇“馬鈴薯”、白菜-蘿卜、發光樹等各種人工培育優良品種的圖片,激勵學生投身育種的研究。教師趁勢導入新課:生物的育種。
3.2 問題探究,激發思維
3.2.1 學習植物育種的方式及過程
教師引入古詩:“青青西瓜有奇功,溽暑解渴勝如冰。甜汁入口清肺腑,玉液瓊漿遜此公?!辈撛O問題情境1:已知在西瓜的性狀控制中,A(果實大)對a(果實?。轱@性,B(甜度低)對b(甜度高)顯性,兩種性狀獨立遺傳?,F有純合的本地西瓜(果實小、甜度高)和純合的廣東西瓜(果實大、甜度低)品種。假如你是研究所育種專家,能否利用以上兩個品種培育出又大又甜的優良純種西瓜?請簡述你的育種方案(以遺傳圖解表示)。
分享提高:學生毛遂自薦,教師鼓勵學生在同學面前分享自己的成果。學習小組討論,提出3種育種方案:雜交育種、單倍體育種、誘變育種。然后,教師將3種育種方案的設計任務布置給相關學習小組。學習小組討論交流后,通過實物投影向全班展示,互相評價,最終完成各育種方案的主動建構。
設計意圖:以本地西瓜的實際生產問題為背景,通過角色扮演,教師引導學生體會生物學知識在生產實踐中發揮著重要作用,提高學生的學習興趣,促進學生自主學習。
拓展延伸,質疑問難:(1) 要培育出能穩定遺傳的又大又甜優良純種西瓜,采用上述三種育種方式各至少需要幾年?(2) 單倍體育種的最終目的是培養出單倍體嗎?(3) 秋水仙素處理的對象為什么是幼苗,而不是成熟的植株或萌發的種子?(4) 在誘變育種過程中,你覺得遇到的最大困難是什么?(5) 為何太空育種所選用的種子為萌動而非休眠的?
設計意圖:通過以上問題串,教師引導學生通過橫向比較,總結歸納出三種育種方式的目的、原理、處理方法和優缺點。
教師創設問題情境2:為了進一步改良西瓜品種,欲招聘高級育種工程師一名。要求在上述優良純種西瓜的基礎上,改良為無子、果實大、糖分含量高的AAAbbb品種。若你前往應聘,該怎樣設計育種方案?請利用文字和圖解簡述你的方案。
學生自主學習,自主歸納:自主閱讀教材課后題,分析三倍體無子西瓜的培育過程。師生互動:(1) 多倍體育種的原理是什么?(2) 多倍體育種的基本步驟有哪些?(3) 多倍體育種的優缺點分別是什么?(4) 為了加快無子西瓜的培育進程,可以借助于什么技術?
設計意圖:通過環環相扣的問題串,由學生總結出多倍體育種的方法、原理、優缺點。
教師創設問題情境3:改良后的西瓜個大味甜多汁,但不耐貯藏??茖W家發現了耐貯存基因(D)。倘若你是中科院基因所的一名教授,請你指導培育耐貯藏的西瓜。
小組合作,分享提高:回顧基因工程的基本操作步驟后,教師引導學生思考:(1) 如何獲取耐貯藏基因?(2) 耐貯藏基因能直接導入西瓜體細胞嗎?怎么辦?(3) 將耐貯藏基因導入西瓜細胞的方法有哪些?(4) 怎樣檢測是否已導入受體細胞?(5) 如何評價轉基因西瓜的耐貯藏性?教師只起到引導學習、組織討論交流的作用,學生理解了上述問題,對基因工程育種的原理、方法、優缺點的掌握也就水到渠成了。
教師創設問題情境4:異想天開:細胞工程研究室想培育一種地上結西瓜、地下結土豆的新品種。假設你是其中研發人員,可以通過什么方法實現?簡述你的育種方案。
學生大膽想象,創造思維:學生的回答是植物體細胞雜交技術。教師請一位學生代表上臺展示自己的育種方案,其他學生評價、完善,進而歸納出植物體細胞雜交技術的原理、基本步驟。
教師提出進一步思考的問題:(1) 多倍體育種和細胞工程都是使染色體數目增加,獲得多倍體,有不同之處嗎?(2) 雜交育種、基因工程育種與植物體細胞雜交技術都有“集優”的體現,不同之處在哪里?設計意圖:學生要深入理解植物體細胞雜交技術的優點和操作步驟,以便在生產實踐中能根據育種目的準確選擇合適的育種方案。
3.2.2 學習動物育種的方式及過程
教師創設問題情境5:現有長毛立耳貓(BBEE)和短毛折耳貓(bbee),這些基因是獨立分配的。若你是動物學院的一名學生,你能否培育出能穩定遺傳的長毛折耳貓?最佳方案是哪種?最簡易的方法是哪種?