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群體遺傳學(xué)概念范文第1篇

[關(guān)鍵詞]動物遺傳學(xué)；教學(xué)；改革

[中圖分類號]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]2095-3712（2013）01-0046-03

動物遺傳學(xué)，作為遺傳學(xué)的一個分支，主要研究動物性狀的遺傳和變異的規(guī)律、遺傳改良的原理和方法。動物遺傳學(xué)是動物科學(xué)本科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是家畜育種學(xué)的理論基礎(chǔ)。本門課程的教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生掌握該學(xué)科的基本概念、基本理論及其簡單的實(shí)驗(yàn)操作技能，為后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課和今后從事專業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的動物遺傳學(xué)理論基礎(chǔ)。

為適應(yīng)社會發(fā)展的需要，各高校增設(shè)了本科教學(xué)的課程數(shù)量，同時(shí)壓縮傳統(tǒng)課程的課時(shí)數(shù)。就我校來說，動物遺傳學(xué)課程現(xiàn)僅有60學(xué)時(shí)，其中包括15學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，但課程內(nèi)容卻在不斷更新或增加，再加上遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論抽象、邏輯性強(qiáng)，課程顯得枯燥，這些問題的存在促使課程教學(xué)必然作出改革。這幾年來，筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷地探索動物遺傳學(xué)教學(xué)方式、手段及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革工作，獲得了一些體會，現(xiàn)總結(jié)如下：

一、精選教材，革新教案

動物遺傳學(xué)課程講述的內(nèi)容包括：遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、遺傳信息的傳遞與改變、遺傳的基本規(guī)律及其擴(kuò)展、非孟德爾遺傳、群體遺傳學(xué)基礎(chǔ)、動物基因組學(xué)及動物基因工程，涵括了分子遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)及基因工程等諸多方面的一般原理與方法，教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)、信息面廣、復(fù)雜抽象。為使學(xué)生能更好地學(xué)習(xí)此門課程，選擇合適的教材是關(guān)鍵。市面上不同版本的動物遺傳學(xué)教材較多，綜合考慮本校動物科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方向和遺傳學(xué)理論知識的最新發(fā)展情況，筆者所在的教研組選擇由李寧主編、中國農(nóng)業(yè)出版社出版的面向21世紀(jì)課程教材《動物遺傳學(xué)》作為課程教材，該書涵括了動物遺傳教學(xué)內(nèi)容，理論知識系統(tǒng)，前沿性強(qiáng)。

為使學(xué)生更能理解和掌握動物遺傳學(xué)知識，教師編寫教案時(shí)力求突出教學(xué)重點(diǎn)，適度刪減和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，并保證授課內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性。此外，課堂教學(xué)盡量使抽象理論知識和概念通俗化，理論點(diǎn)與實(shí)際案例相結(jié)合。例如講授基因突變、染色體變異內(nèi)容時(shí)，結(jié)合遺傳疾病病例分析講解；適時(shí)添加遺傳學(xué)的最新研究進(jìn)展，使學(xué)生對遺傳學(xué)的最新發(fā)展、最新趨勢有一定了解。革新教案，目的是增強(qiáng)動物遺傳學(xué)課程的興趣性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

二、突出教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性

遺傳學(xué)的快速發(fā)展，使得動物遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容不斷豐富與革新，從三大定律到核外遺傳，從細(xì)胞到分子，從個體到群體，從質(zhì)量性狀到數(shù)量性狀的遺傳，課程教學(xué)內(nèi)容多而復(fù)雜，抽象概念多，缺乏直觀認(rèn)識，學(xué)生理解困難。筆者所在的教研組根據(jù)本校學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)和本科教學(xué)的要求，在選定教材的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)：突出內(nèi)容的新穎性、前沿性，減少重復(fù)教學(xué)。例如三大定律、染色體部分內(nèi)容在高中生物學(xué)中已經(jīng)有學(xué)習(xí)，大學(xué)課堂在教學(xué)該內(nèi)容時(shí)進(jìn)行適當(dāng)簡單復(fù)習(xí)即可；結(jié)合研究新成果，講授本學(xué)科基本理論知識和概念，提高學(xué)生的認(rèn)知水平。調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)知識點(diǎn)的系統(tǒng)性和層次性，從遺傳物質(zhì)的本質(zhì)到遺傳信息的傳遞、改變，再到基因的表達(dá)、調(diào)控，使學(xué)生逐步深入地掌握課程知識。

三、改進(jìn)教學(xué)方法，提升教學(xué)成效

在實(shí)際教學(xué)中，以學(xué)生為主體，根據(jù)學(xué)生的課堂情況，適時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，做到因材施教，提高教學(xué)的成效。為了能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，筆者所在的教研組在動物遺傳學(xué)教學(xué)中，不斷探索多種教學(xué)方法。例如：課前留置問題討論，課堂提問，課后安排學(xué)生參與科研實(shí)踐，章節(jié)教學(xué)完成后及時(shí)組織測試等；充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué)手段的潛力，添加直觀圖片或視頻來解析抽象概念和知識點(diǎn)，例如視頻展示DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程，使學(xué)生更容易掌握知識點(diǎn)。課程教學(xué)緊密聯(lián)系動物生產(chǎn)過程中的遺傳現(xiàn)象和分子輔助育種技術(shù)的應(yīng)用成果等，拓展學(xué)生視野，使他們認(rèn)識到專業(yè)知識的應(yīng)用價(jià)值和潛力，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

四、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式

遺傳學(xué)是21世紀(jì)發(fā)展最快的生命學(xué)科之一，作為分支之一的動物遺傳學(xué)也在不斷更新。動物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生驗(yàn)證遺傳學(xué)理論和掌握遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的主要途徑。因此，為適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展需要，在動物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中需要不斷革新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法。以往動物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)普遍以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容陳舊、單一，缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)，難以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性；教學(xué)模式單調(diào)，以教師主導(dǎo)、學(xué)生臨摹為主要教學(xué)方式，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對存在的不足，筆者所在的教研室綜合討論并結(jié)合學(xué)科實(shí)際建設(shè)情況，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，把原來耗時(shí)長、內(nèi)容簡單的果蠅的飼養(yǎng)、雜交和唾腺染色體觀察等實(shí)驗(yàn)刪除，新增DNA提取、PCR技術(shù)等分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和群體遺傳學(xué)方面的“人類指紋圖譜分析及遺傳統(tǒng)計(jì)”。探索多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，通過查閱文獻(xiàn)、收集信息、設(shè)計(jì)方案、動手操作、分析結(jié)果與作出總結(jié)等完整的實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在教學(xué)手段上，改變傳統(tǒng)的黑板板書，采用數(shù)碼互動顯微系統(tǒng)，通過多媒體課件，以圖片、動畫等形式生動、直觀地講解，使學(xué)生能更好地掌握實(shí)驗(yàn)原理、方法和步驟；利用數(shù)碼攝像頭能直接在顯示屏上觀察染色體的形態(tài)變化，并能客觀地保存效果理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；通過互動網(wǎng)絡(luò)，教師能及時(shí)監(jiān)控和指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，有效地建立教師與學(xué)生的互動機(jī)制，提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的效率。

五、完善課程考核評價(jià)體系

成績是督促和評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式之一，建立科學(xué)合理的考核評價(jià)制度是課程教學(xué)改革的內(nèi)容之一。為了更好、更客觀地檢驗(yàn)學(xué)生的綜合能力，筆者所在的教研組經(jīng)過研究討論，確定動物遺傳學(xué)課程的綜合考核辦法：期末總評成績由平時(shí)成績和期末考試成績兩部分組成，其中，期末考試成績占 60%，平時(shí)成績占40%（考勤占10%，課堂測試占10%，實(shí)驗(yàn)占20%）。平時(shí)成績主要考查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)動手能力與分析問題的能力，而期末考試的內(nèi)容注重考查學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識和概念的掌握，以及對遺傳學(xué)知識的運(yùn)用能力。綜合水平的考查能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

總之，動物遺傳學(xué)是一門不斷發(fā)展的學(xué)科，其知識廣度和深度都在不斷增加。為適應(yīng)社會發(fā)展和動物科學(xué)專業(yè)本科生培養(yǎng)的需要，課程教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與考核體系等多方面都需進(jìn)行持續(xù)的改革與更新。此外，以學(xué)生為主導(dǎo)，以多種教學(xué)方式充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和主動性，提高教學(xué)的成效，使學(xué)生更好地掌握動物遺傳學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和概念，為其后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)及今后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張軍霞，祁得林，楊葆春，胡明德. 動物遺傳學(xué)教學(xué)改革探析[J].河南農(nóng)業(yè)，2011（9）：24-30.

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[5] 孫桂榮，王春秀，李春麗. 畜牧專業(yè)動物遺傳學(xué)教學(xué)改革措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2012（15）：325-326.

群體遺傳學(xué)概念范文第2篇

【關(guān)鍵詞】 多基因遺傳　質(zhì)量性狀　數(shù)量性狀

醫(yī)學(xué)院校特別是高職高專中的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程，學(xué)時(shí)有限，往往將多基因性狀的遺傳與多基因病放在一起講述，但是由于學(xué)生沒有受過系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)訓(xùn)練，也沒有詳細(xì)學(xué)過數(shù)量遺傳，傳統(tǒng)教材中僅憑多基因假說和一幅正態(tài)分布圖，再加上輕描淡寫的一句話：多基因性狀變異的分布是連續(xù)的，就將多基因性狀的遺傳輕輕揭過，于是遺留問題很多。

1　現(xiàn)行教材中的弊端

1.1平面圖的坐標(biāo)系有問題

1.1.1圖1為多種版本的教材所引用，但都無縱坐標(biāo)（看起來縱坐標(biāo)似乎表示人數(shù)），橫坐標(biāo)也無確指，如何能“從圖中看出單基因性狀變異的分布是不連續(xù)的”？

圖1 質(zhì)量性狀變異分布圖

1.1.2圖2橫坐標(biāo)為身高（性狀），縱坐標(biāo)為人數(shù)，與基因無涉，不能反映基因與性狀的關(guān)系，更不能反映“多基因性狀變異的分布是連續(xù)的”。

圖2 人身高變異分布圖

1.2數(shù)量性狀的描述有重大失誤

傳統(tǒng)敘述方法：“如以人的身高為例，假設(shè)有三對非連鎖的基因控制人類的身高，它們分別是AA’、BB’、CC’。這三對非連鎖基因按分離律和自由組合律，可產(chǎn)生8種或卵子，精卵隨機(jī)結(jié)合可產(chǎn)生64種基因型。

將各基因型按高矮數(shù)目分組，可以歸并成7組：即6’0（表示有6個均帶’的身高減低基因，0個不帶’的身高增高基因）、5’1、4’2、3’3、2’4、1’5、0’6。（這7組基因型）它們的頻數(shù)分布分別為1、6、15、20、15、6、1。再以基因組合類型為橫坐標(biāo)，以頻數(shù)為縱坐標(biāo)，將這7組基因型組合頻數(shù)分布做成柱形圖，最后將各柱形頂端連成曲線，就得到趨勢近于正態(tài)分布的曲線（圖3）。曲線中以平均值為眾數(shù)，其它變異呈對稱分布，構(gòu)成正態(tài)曲線圖，表示變異是連續(xù)的！”

圖3 子2代身高變異分布圖

至此陷入萬劫不回的境地：要講的是多基因性狀（數(shù)量性狀），卻用具有性狀的人數(shù)（頻數(shù)）來代替性狀，不是偷換概念是什么？

接著往下的敘述也有很大問題：

“從上述的敘述中我們可以看出，多基因遺傳具有如下特點(diǎn)：①兩個純合的極端個體雜交，F(xiàn)1代都是中間類型，但是個體間也存在一定的變異，這是環(huán)境因素影響的結(jié)果；②兩個中間類型的F1代個體雜交，F(xiàn)2代大部分仍為中間類型，但是變異的范圍比F1代更為廣泛，有時(shí)會出現(xiàn)極端變異的個體。”

以上引文中的著重號系筆者所加，它們的失誤之處在于：

（1）“一個高身材的人和一個矮身材的人結(jié)婚”，所生子女（即F1代）為同胞姊妹，他們之間怎么可以婚配呢？

（2）正態(tài)曲線圖依然是不科學(xué)的。

(3) “雜交”一詞用于醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)，有違人倫，屬于禁忌詞匯。

2　質(zhì)量性狀的教學(xué)方法

2.1改變敘述方法

“質(zhì)量性狀”是指性狀的特征，“有”或者“無”，反映在遺傳病方面，就是“發(fā)病”或者“正?！?，所謂質(zhì)量性狀是指性狀直接與基因的性質(zhì)有關(guān)。 轉(zhuǎn)貼于

2.2改換平面坐標(biāo)圖

2.2.1建立平面直角坐標(biāo)系

既稱“質(zhì)量性狀的變異”，就應(yīng)該以基因型與性狀的對應(yīng)關(guān)系作圖，一般來說，橫坐標(biāo)表示基因組合（基因型），縱坐標(biāo)表示性狀（癥狀）。對于顯性性狀，橫坐標(biāo)aa表示A基因頻率等于零， AA表示A基因頻率等于1，起點(diǎn)和終點(diǎn)恰好各對應(yīng)一種性狀，而aa與AA的中點(diǎn)，就是雜合基因型Aa的頻率。對于隱性性狀，橫坐標(biāo)AA表示a基因頻率等于零， aa表示a基因頻率等于1。（圖4）

圖4 質(zhì)量性狀變異分布圖

2.2.2盡量避免“峰”的出現(xiàn)

采用點(diǎn)或柱狀圖表示性狀（癥狀）的有無。在上述的坐標(biāo)系里，有效頻率為零時(shí)，是不會有“峰”出現(xiàn)的。

3　數(shù)量性狀的教學(xué)方法

3.1改變敘述方法

“將各基因型按高矮數(shù)目分組，可以歸并成7組：即6’0（表示有6個均帶’的身高減低基因，0個不帶’的身高增高基因）、5’1、4’2、3’3、2’4、1’5、0’6，以這7組基因型為橫坐標(biāo)，以對應(yīng)的身高為縱坐標(biāo)作圖，得圖5?！?/p>

圖5 數(shù)量性狀變異分布圖

3.2改換平面坐標(biāo)圖

上述沿用已久的正態(tài)分布曲線是以頻數(shù)（人數(shù)）為縱坐標(biāo)得出的，反映了基因型與人數(shù)的關(guān)系。若以性狀（身高）為縱坐標(biāo)，則變異分布趨勢為直線型（圖5），非常簡明、非常直觀地說明了“數(shù)量性狀變異的分布是連續(xù)的”。

群體遺傳學(xué)概念范文第3篇

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)；網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)平臺；建設(shè)；實(shí)踐

中圖分類號 Q3；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）06-0175-05

Construction and Practice of Network Teaching Platform of Genetics

Fan Lianmei1，2 et al.

（1College of Life Sciences/Key Lab of Plant Biotechnology in Universities of Shandong，Qingdao 266109，China；2College of Horticulture/Qingdao Key Lab of Modern Agriculture Quality and Safety Engineering，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China ）

Abstract：With the development of network technology，teaching means and teaching methods had become more and more abundant.On the basis of traditional teaching，network technology had built a new platform for the teaching process.The construction and effective use of network teaching platform directly influenced teaching effects.Using the network platform to carry on the genetics teaching not only improved the teaching efficiency，but also contributed to study independently and extensively for students.Many years of practice and exploration shows that network teaching was one of the more useful methods of genetics teaching and had obvious advantages than traditional teaching.It could make teaching and learning information electron and network，strengthened the sharing of teaching resources and promoted the interaction between teachers and students.This paper discussed the design principles，content framework，application and maintenance of genetic network teaching platform，which provided a new way to explore the innovation mode of genetic theory teaching.

Key words：Genetics；Network；Teaching platform；Construction；Practice

z傳學(xué)是研究生物的遺傳和變異規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)，它的分支幾乎擴(kuò)展到生物學(xué)的所有領(lǐng)域，是農(nóng)學(xué)、園藝、植物保護(hù)、生物技術(shù)和植物科學(xué)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較全面地掌握遺傳學(xué)的基本概念、基本理論和基本研究方法，并力求對本學(xué)科中的一些主要問題，從個體水平、細(xì)胞水平和分子水平的結(jié)合上有較好的理解，以期對遺傳物質(zhì)的本質(zhì)、遺傳物質(zhì)的傳遞和遺傳信息的表達(dá)有較為完整的認(rèn)識，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)遺傳育種、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、基因工程等后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)[1-3]。在教學(xué)過程中，如何整合教學(xué)資源，采用先進(jìn)的教學(xué)手段和方法實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo)，一直以來是任課教師不懈努力的方向[4-7]。

在遺傳學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，開展立體互動的空間教育教學(xué)，是教育理念的創(chuàng)新和發(fā)展，也是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的一個重要課題[8]。我們以省級精品課程建設(shè)為契機(jī)，開發(fā)了基于的遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程平臺。該教學(xué)平臺吸納了眾多的積極要素，充分體現(xiàn)“以人為本”的原則，盡最大可能滿足不同學(xué)習(xí)者的要求。該課程的建設(shè)促進(jìn)了遺傳學(xué)教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)了3個基本轉(zhuǎn)變：即以教為主轉(zhuǎn)變成以學(xué)為主，以課堂教學(xué)為主轉(zhuǎn)變成以課內(nèi)外結(jié)合為主和以結(jié)果評價(jià)為主轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)果和過程相結(jié)合為主。從而使傳統(tǒng)媒體教學(xué)由單向播放轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒎答?，由單一功能轉(zhuǎn)變?yōu)榧苫?。加?qiáng)了課堂容量和教學(xué)內(nèi)容延伸，節(jié)約了教學(xué)資源。同時(shí)，兼?zhèn)渚W(wǎng)絡(luò)課程交互式特點(diǎn)，促進(jìn)了師生互動，節(jié)約了教學(xué)成本，提高了教學(xué)效果。實(shí)踐證明，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)與應(yīng)用極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，鍛煉并培養(yǎng)了學(xué)生自覺學(xué)習(xí)、勇于探索的精神，提高了學(xué)生自主分析問題和解決問題的能力。

1 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的基本特征和建設(shè)的必要性

1.1 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的基本特征 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程就是通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)該門學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施教學(xué)活動的總和，它包括按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來的遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境。其中網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境特指支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的軟件工具、教學(xué)資源以及在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上實(shí)施的教學(xué)活動。遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程具有交互性、共享性、開放性、協(xié)作性和自主性等基本特征，其內(nèi)涵與形式在特征描述時(shí)有較大的差異，但在建設(shè)時(shí)可抽象出網(wǎng)絡(luò)課程的核心構(gòu)成要素。這些核心構(gòu)成要素體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)、資源開發(fā)模式與質(zhì)量保證措施等方面。其中網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)成功與否不僅取決于腳本語言的質(zhì)量，而且必須遵循網(wǎng)絡(luò)課程種類特點(diǎn)和教學(xué)的本質(zhì)要求。

1.2 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的必要性 遺傳學(xué)經(jīng)歷了100多年的發(fā)展，已經(jīng)從生命個體向群體、細(xì)胞、染色體、基因等宏觀和微觀層次縱深發(fā)展，形成了許多諸如群體遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)、基因組學(xué)和生物信息學(xué)等學(xué)科分支，其內(nèi)涵發(fā)生了很大變化。從內(nèi)容上講，遺傳學(xué)容易得到學(xué)生的關(guān)注，也容易引起學(xué)生的興趣。但是，遺傳學(xué)具有很強(qiáng)的邏輯性，且內(nèi)容具有一定的深度，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)中很容易產(chǎn)生畏難情緒[9-10]。因此，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，加強(qiáng)教學(xué)的直觀性和生動性，可以最大化地吸引學(xué)生的注意力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。此外，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)必須要考慮內(nèi)容延展性，并在交錯的知識網(wǎng)絡(luò)中首要突出遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容和基本特征。

2 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)原則

遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程在建設(shè)之前，必須充分了解教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)者特征、教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)、教學(xué)媒體選擇與教W資源的集成設(shè)計(jì)、教學(xué)評價(jià)與反饋等內(nèi)容；必須考慮學(xué)生的主體參與性，網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容的價(jià)值性、交互控制性及其教育實(shí)踐性；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教育的資源共享、時(shí)空不限和多向互動等基本特點(diǎn)，以教育改革為宗旨，以異步學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以多元載體為環(huán)境進(jìn)而制定課程的設(shè)計(jì)策略。

2.1 實(shí)用性原則 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程使用者主要是任課教師和學(xué)生，網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)的首要原則是其實(shí)用性，所以樸實(shí)的界面、快捷的鏈接以及豐富的教學(xué)資源是必不可少的。大量研究表明，學(xué)生用在學(xué)習(xí)任務(wù)上的時(shí)間是影響在線教學(xué)質(zhì)量的核心因素[11]。如何吸引學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程，一直是網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)的核心問題。在界面設(shè)計(jì)和課件制作上，不能過于“花哨”，否則不但不會起到提示的作用，還會極大分散學(xué)生的注意力，最終影響教學(xué)效果；在內(nèi)容上，遺傳學(xué)課件需要根據(jù)開課專業(yè)、教學(xué)大綱和教學(xué)思路精心準(zhǔn)備，切忌全搬套用網(wǎng)上現(xiàn)有的課件內(nèi)容，這樣任課教師授課時(shí)才能得心應(yīng)手，提高教學(xué)效率；對學(xué)生而言，才能保證所授知識的系統(tǒng)性和流暢性。在課程開發(fā)之前，教師應(yīng)采取多種方式收集相關(guān)動畫、視頻及圖片素材，如原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、DNA和RNA的自我復(fù)制過程、蛋白質(zhì)的合成、細(xì)菌4種擬有性生殖方式（轉(zhuǎn)化、接合、性導(dǎo)和轉(zhuǎn)導(dǎo)）的區(qū)別、有絲分裂和減數(shù)分裂過程各時(shí)期主要特點(diǎn)等。這些資料的有效利用，很大程度提高了網(wǎng)絡(luò)課程的新穎性、藝術(shù)性和實(shí)用性。

2.2 以學(xué)生為主體的原則 目前，一些高校精品課程網(wǎng)站的建設(shè)為了響應(yīng)國家政策，缺乏利用精品課程網(wǎng)絡(luò)資源的內(nèi)在動力。雖然一直在進(jìn)行網(wǎng)站開發(fā)，但未能真正投入課堂教學(xué)。那么，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)要充分考慮其在教學(xué)過程中的適用性，以學(xué)生為主體進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，以多元化形式向?qū)W生提供與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的現(xiàn)象、觀點(diǎn)、數(shù)據(jù)和資料，適當(dāng)?shù)亓舫隹臻g讓學(xué)習(xí)發(fā)揮自由思維活動，才能調(diào)動學(xué)習(xí)者的積極性，并減少網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)給學(xué)習(xí)者可能帶來的情感缺失問題，從而提高學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的動力和成效。遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)要避免以教為主，忽視學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的動力，更有利于激發(fā)學(xué)生發(fā)揮自身的主動性和創(chuàng)造性。在實(shí)際應(yīng)用過程中，學(xué)生可以進(jìn)入遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站，瀏覽相關(guān)公告，學(xué)習(xí)相關(guān)的視頻課程和下載學(xué)習(xí)資料。這種模式可突出學(xué)生異步學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，有助于學(xué)生自學(xué)，很大程度彌補(bǔ)同步學(xué)習(xí)的缺憾與不足。網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)的過程中要充分考慮學(xué)習(xí)時(shí)間成本，盡量為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造便利的學(xué)習(xí)條件。例如，矚目的導(dǎo)航菜單，簡單有效的鏈接和交互界面的差異可使學(xué)生很方便地找到需要的信息；在內(nèi)容上，形成基礎(chǔ)知識與拓展知識相結(jié)合，層層深入的風(fēng)格；在PPT課件設(shè)計(jì)時(shí)，首先利用幻燈片母版對版面風(fēng)格進(jìn)行定義，不僅提高制作效率，而且能保證課件的一致性和連貫性。在制作時(shí)，把所搜集整理的有絲分裂、減數(shù)分裂、植物雙受精、DNA和RNA的分子結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等圖片和動畫資源精美地穿插在頁面和課件中，使復(fù)雜的遺傳學(xué)問題更加直觀生動，有助于學(xué)生對遺傳學(xué)知識的理解和掌握。

2.3 開放性原則 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)有多個學(xué)習(xí)起點(diǎn)和多條學(xué)習(xí)路徑，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源和教學(xué)活動等方面都是開放的。學(xué)生可及時(shí)了解課程的更新狀況和遺傳學(xué)最新資訊，下載教學(xué)資料，也便于學(xué)生進(jìn)行同步和異步學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者對課程內(nèi)容的了解或?qū)χR的掌握應(yīng)從多層次、多角度入手?？紤]到學(xué)習(xí)者歸屬感和成就感，激發(fā)其積極參與課程建設(shè)的興趣，在設(shè)計(jì)時(shí)還要為其創(chuàng)建一個開放性的學(xué)習(xí)氛圍。一是通過嵌入電子公告牌系統(tǒng)（Bulletin Board System，BBS），任課教師既可及時(shí)公告，學(xué)生也可適時(shí)反饋對課程的建議和要求。二是通過網(wǎng)上答疑模塊，學(xué)生可在線或離線與教師提進(jìn)行交流和咨詢。學(xué)生學(xué)習(xí)和提問不受時(shí)間和地域限制，既在虛擬課堂上拉近了師生距離，也提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的時(shí)效性，使問題及時(shí)得到處理，極大地提高了學(xué)習(xí)效率[12]。

2.4 情境性原則 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的目的要給學(xué)生搭建一個學(xué)習(xí)家園，為學(xué)生提供和顯示與其生活相類似的或真實(shí)的情境，它可以沒有固定的教室、教師、黑板和粉筆，學(xué)生可在虛擬的教室環(huán)境中去發(fā)現(xiàn)問題、探索問題和解決問題。遺傳學(xué)教學(xué)可以發(fā)生在面對面、網(wǎng)絡(luò)同步和網(wǎng)絡(luò)異步等多種交互場景中，特別是網(wǎng)絡(luò)課程平臺的建設(shè)徹底改變了教學(xué)必須發(fā)生在教室里的一位教授和一組學(xué)生之間的基本假設(shè)。通過高質(zhì)量的遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，學(xué)生經(jīng)過注冊參與師生互動，并養(yǎng)成課堂之外利用該平臺進(jìn)行自主和高效學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

3 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的基本構(gòu)架

我校遺傳學(xué)經(jīng)過校級多媒體課程和省級精品課程立項(xiàng)逐步得到完善。在課程設(shè)計(jì)時(shí)就對教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行剖析，注重了情境的創(chuàng)設(shè)和各類教學(xué)資源的整合，強(qiáng)調(diào)了以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的設(shè)計(jì)思路，明確了課程使用對象和屬性。課程主要服務(wù)于教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)，既不能開發(fā)成大型綜合網(wǎng)站，又要突出網(wǎng)絡(luò)課程基本特點(diǎn)。

在主體結(jié)構(gòu)方面，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程分為教師主導(dǎo)區(qū)和師生互動區(qū)兩大部分。教師主導(dǎo)區(qū)主要包括：課程簡介、教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、PPT課件、媒體資料、參考資料、課程導(dǎo)航等模塊。師生互動區(qū)則包括：通知公告、網(wǎng)上答疑、討論區(qū)、模擬習(xí)題和在線作業(yè)等。教學(xué)內(nèi)容通過文本、圖片、Flas、PPT和媒體視頻等呈現(xiàn)，并有序地編排在各主要模塊中（圖1A、B）。

在課程的維護(hù)和應(yīng)用方面，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程又分為若干基本模塊，分別為管理員和用戶所有，并賦予不同的職責(zé)與功能（圖2）。例如，服務(wù)管理模塊，主要為用戶提供應(yīng)用指南，包括網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)應(yīng)用環(huán)境和站點(diǎn)地圖；安全管理模塊主要防止SQL注入和登錄口令盜取，者采用字符過濾模式，后者采用MD5加密。

在教學(xué)策略方面，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程又可劃分教學(xué)內(nèi)容模塊組和教學(xué)活動模塊組。教學(xué)內(nèi)容模塊組用來顯示具體課程相關(guān)信息與課程內(nèi)容，包括課程簡介、教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)目標(biāo)、電子教材、網(wǎng)絡(luò)課件、授課教案、課堂錄像和教師介紹9個功能模塊。教學(xué)活動模塊組包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、作業(yè)習(xí)題、在線測試、評價(jià)反饋、教學(xué)博客、分組討論、實(shí)時(shí)交流、學(xué)生空間、成果展示、相關(guān)資源和聯(lián)系我們等11個功能模塊。例如，在相關(guān)資源中，可為學(xué)生提供遺傳學(xué)相關(guān)的國內(nèi)外網(wǎng)站。如介紹遺傳學(xué)各知識點(diǎn)的孟德爾網(wǎng)站（http：//）、在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫（http：//ncbi.nlm.gov/omim/）、DNA數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站http：//ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/Genbank（美國）和http：///embl-heidelberg.de/EMBL（歐洲）以及國內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站等。

在授課內(nèi)容方面，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程必須以清晰的主線進(jìn)行搜集、整理和分類。遺傳學(xué)是一門具有百余年發(fā)展歷史的經(jīng)典學(xué)科，過去的研究和發(fā)展積累了豐富的理論，其內(nèi)容的信息量較為龐大。隨著生命科學(xué)研究的最新發(fā)展，知識點(diǎn)不斷更新，內(nèi)容日益增加，教材越來越厚。課堂教學(xué)應(yīng)該以遺傳的染色體理論結(jié)合遺傳學(xué)三大規(guī)律為主線，為學(xué)生勾畫一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)體系，讓學(xué)生理解遺傳學(xué)的內(nèi)涵和外延，使其課后能利用各種教學(xué)資源來進(jìn)行主動性學(xué)習(xí)[13]。為適應(yīng)遺傳學(xué)學(xué)科發(fā)展，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)必須以清晰的脈絡(luò)展現(xiàn)給學(xué)生。遺傳學(xué)主要包括遺傳信息的傳遞、遺傳信息的儲存、遺傳信息的讀取和復(fù)制、遺傳信息的變異與進(jìn)化4個模塊。在教學(xué)資源整理時(shí)按照上述模塊涵蓋內(nèi)容進(jìn)行分類和應(yīng)用，也可以按照章節(jié)順次整理應(yīng)用。

4 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)程序及腳本語言的準(zhǔn)備

4.1 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)程序 使用 2.0 作為程序?qū)崿F(xiàn)的主軸開發(fā)的遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，需要借助SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫。開發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2005。使用Dreamweaver、Photoshop以及Flash做后期的頁面美化工作。遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程核心管理系統(tǒng)以三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和表示層，各自實(shí)現(xiàn)并相互調(diào)用。數(shù)據(jù)訪問類文件放在DAL文件夾下，類中包括查詢方法、插入方法、刪除方法和更新方法[14]；業(yè)務(wù)邏輯類文件放在BLL文件夾下，對每個表建立一個業(yè)務(wù)邏輯類，其中可通過調(diào)用數(shù)據(jù)訪問方法來實(shí)現(xiàn)對應(yīng)功能；表示層設(shè)計(jì)可根據(jù)學(xué)生需要自由發(fā)揮，核心技術(shù)是調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層中的類，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。與傳統(tǒng)靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)課程一個顯著的不同點(diǎn)是開發(fā)者不必在乎服務(wù)器的遠(yuǎn)近，只要在主頁以管理員身份登錄就可以從后臺進(jìn)行維護(hù)、管理和更新，并且在開發(fā)過程中借助IIS服務(wù)器在本機(jī)進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試。

4.2 腳本語言的準(zhǔn)備 基于程序的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)離不開HTML、CSS、JavaScript腳本語言的結(jié)合使用，也包括程序自帶的控件，如GridView、DetailsView、TreeView、Wizard在功能模塊中的應(yīng)用。例如，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程下拉菜單用Framwork制作，采用熱區(qū)方法實(shí)現(xiàn)超級鏈接，代碼非常冗余，而用CSS則只需在頁面與var _userid = '';var _siteid =669;var _istoken = 1;var _model = 'Model03'; WebPageSpeed =328; UrchinTrack();嵌入一段代碼（圖3），并在與之間用語句定義菜單的風(fēng)格。此外，由于網(wǎng)絡(luò)課程主頁內(nèi)容較多，為了節(jié)省頁面空間，使頁面整潔，也可以采用滑動門代碼，在同一區(qū)域顯示不同超鏈接內(nèi)容；通過CSS規(guī)范頁面風(fēng)格，包括字體、字號、顏色和行間距等，而不必每一個頁面重新定義，大大提高了網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)效率；通過GridView模塊也可實(shí)現(xiàn)圖文的精確排版。

5 遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的封裝、調(diào)試、及維護(hù)管理

在腳本準(zhǔn)備充分后，下一步工作就是網(wǎng)絡(luò)課程的封裝，此時(shí)在建立超鏈接時(shí)，文件的絕對路徑和相對路徑尤為重要，通常選擇相對路徑，這樣避免因服務(wù)器盤符不同，而找不到頁面文件或者圖片等，例如，當(dāng)前頁面需要顯示bg.jpg背景圖片，則在相應(yīng)位置插入代碼：，瀏覽時(shí)鼠標(biāo)點(diǎn)擊該頁的超鏈接時(shí)，頁面就會自動加載根目錄/img文件夾中的bg.jpg圖片。此時(shí)，訪問不受網(wǎng)絡(luò)課程文件所在服務(wù)器盤符的影。在后臺建立各級目錄，分別裝載程序文件和教學(xué)資料，用Dreamweaver打開index.asp文件，以相對路徑完成各級鏈接，用IIS服務(wù)器在本機(jī)運(yùn)行并調(diào)試，出現(xiàn)問題則進(jìn)一步完善，運(yùn)行無誤即可。平時(shí)維護(hù)管理主要是教師以管理員身份登錄在后成，后臺管理內(nèi)容主要包括公告管理、作業(yè)管理、課程管理、試題管理和答疑管理等。

6 結(jié)語

20世紀(jì)末以來，以數(shù)字化為核心的信息技術(shù)的高度發(fā)展，帶動了信息化教育的進(jìn)步，也營造了信息時(shí)代培養(yǎng)創(chuàng)新人才的嶄新教學(xué)環(huán)境。實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程整合（即信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)相整合）通常有2種途徑：一種是通過多媒體課件，另一種是通過網(wǎng)絡(luò)課程。比較而言，后者根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)要求能承載豐富的信息，憑借其強(qiáng)大的交互性，如人機(jī)交互、師生交互、生生交互等多重交互手段，為學(xué)習(xí)者提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[15]。遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程根據(jù)“學(xué)教并重”新型教學(xué)設(shè)計(jì)，借助于現(xiàn)代信息技術(shù)使學(xué)生不受時(shí)間和空間的限制，隨時(shí)隨地從該網(wǎng)絡(luò)課堂獲得大量學(xué)習(xí)資料，及時(shí)與教師溝通和交流，對學(xué)生預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)起到重要的作用。我校遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程平臺運(yùn)行以來，教學(xué)效果獲得了很大的提升，學(xué)生評教指數(shù)提高5.32%。遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程避免了教材、教案、課程實(shí)錄以及其他教學(xué)資料的簡單上傳和羅列，而是充分體現(xiàn)任課教師和學(xué)生的實(shí)際需要，把遺傳學(xué)知識信息進(jìn)行更深層次的加工及應(yīng)用；該課程以提升質(zhì)量為基點(diǎn)，以提高教學(xué)效率為目標(biāo)，面向授課對象，尊重不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格，滿足不同層次學(xué)習(xí)者的需求進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。

作為輔助教學(xué)手段，遺傳學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程在實(shí)際應(yīng)用中還需要不斷更新和完善，并與多種教學(xué)模式和教學(xué)方法進(jìn)行融合，充分發(fā)揮教師的引領(lǐng)作用，才能更好地促進(jìn)遺傳學(xué)教學(xué)效果的提高[16]。只有加強(qiáng)維護(hù)和更新，才能保持課程的生命力，使課程的使用效益得到充分發(fā)揮，使教學(xué)平臺的運(yùn)用得到優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的核心目標(biāo)是應(yīng)用，課程的流暢運(yùn)行、教學(xué)資源的及時(shí)更新和網(wǎng)站建設(shè)的優(yōu)劣將直接關(guān)系到其最終目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。而網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)是一項(xiàng)需要不斷優(yōu)化完善的系統(tǒng)工程，經(jīng)過統(tǒng)籌管理、整合資源、學(xué)生積極參與、師生共建等多種途徑來提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量。只有在建設(shè)和應(yīng)用中不斷實(shí)踐，努力改革和嘗試，并積極借鑒和吸納國內(nèi)外優(yōu)秀課程的教學(xué)資源和基本經(jīng)驗(yàn)，才能不斷提升網(wǎng)絡(luò)課程的品質(zhì)、內(nèi)涵與實(shí)用性，才能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程最大的作用，進(jìn)而達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。

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群體遺傳學(xué)概念范文第4篇

由此可見，建模能力在高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)中被提到較高的高度，模型建構(gòu)被認(rèn)為是學(xué)生將來從事科學(xué)研究的必備能力。如何落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)中模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)?下面從模型建構(gòu)的理論基礎(chǔ)、生物模型的類型、教學(xué)價(jià)值和培養(yǎng)策略四個方面進(jìn)行探討，以期對高中生物教學(xué)中培養(yǎng)模型建構(gòu)能力提供借鑒。

1　理論依據(jù)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動建構(gòu)內(nèi)部心理表征的過程，其核心是：“知識是通過主體積極建構(gòu)的，而不是被動接受的?！苯?gòu)主義理論下的學(xué)習(xí)效果不是取決于學(xué)生記憶課堂講授內(nèi)容的多少，而是取決于學(xué)生通過主動建構(gòu)獲取知識和能力的程度。模型建構(gòu)教學(xué)就是在教師引導(dǎo)下，讓學(xué)生在一定的情境中通過自己動手構(gòu)建模型，學(xué)習(xí)生物知識，體驗(yàn)生物科學(xué)研究過程。因此，在模型建構(gòu)教學(xué)活動中是以學(xué)生為主體，以建構(gòu)模型為主線，讓學(xué)生在真正做的過程去探索、交流、學(xué)習(xí)。它重視學(xué)習(xí)過程的主動性和建構(gòu)性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生以個人的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、心理結(jié)構(gòu)來建構(gòu)對于新事物的理解，從而獲取新知識，掌握解決問題的方法和技能。教師在教學(xué)過程中若能用好模型建構(gòu)方法，對實(shí)現(xiàn)新課程目標(biāo)、提高生物科學(xué)素養(yǎng)會有很大幫助。

2　生物模型的類型

生物模型可以分為物質(zhì)形式和思維形式兩大類型。

2.1從物質(zhì)形式角度

生物模型可以分為真實(shí)模型、替代模型以及人工模擬模型等幾種類型。

(1)真實(shí)模型。為了能更好地探究某項(xiàng)生命活動規(guī)律而選用某些方面具有典型特征或特別便利的生物，這就是真實(shí)模型。真實(shí)模型的選擇往往是精心的、慎重的，因?yàn)橥ㄟ^對其研究所獲得的生命活動規(guī)律須具有通適性、典型性，能推廣到其他生物。如孟德爾、摩爾根分別以豌豆、果蠅為研究模型，研究發(fā)現(xiàn)了遺傳的三大規(guī)律；林德曼選擇美國的賽達(dá)伯格湖為生態(tài)系統(tǒng)模型，深入研究并揭示了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律。

(2)替代模型。替代模型是指由于種種原因，無法直接用研究對象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，而用其他生物代替研究對象進(jìn)行研究。如常用豚鼠、獼猴等動物代替人體進(jìn)行疾病機(jī)理探究、疫苗研制、藥物試驗(yàn)等工作。再如，以誘發(fā)豚鼠血脂增加作為高血脂患者的模型，用來篩選降血脂的藥物。

(3)人工模擬模型。有些科學(xué)問題的探究既無法用真實(shí)模型，也無法找到替代模型，此時(shí)，科學(xué)家們想出了用人工模擬的方法來開展研究，如生物圈Ⅱ號、探究性狀分離比的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑻骄可鷳B(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的小生態(tài)瓶等。

2.2從思維形式角度

生物模型的表現(xiàn)形式有物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型、軟件模型等。

(1)物理模型。以實(shí)物或圖畫形式直觀反映認(rèn)識對象的形態(tài)結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu)，這類實(shí)物或圖畫即物理模型。常見的實(shí)物模型有DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型等；圖畫模型有三倍體無子西瓜的培育過程圖解、池塘生態(tài)系統(tǒng)模式圖等。物理模型的特點(diǎn)是實(shí)物或圖畫的形態(tài)結(jié)構(gòu)與真實(shí)事物的特征、本質(zhì)非常相像，大小一般是按原比例放大或縮小的。

(2)概念模型。以圖示、文字、符號等組成流程圖形式對事物的生命活動規(guī)律、機(jī)理進(jìn)行描述、闡明，即概念模型。如動植物細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂圖解、光合作用示意圖、中心法則圖解、過敏反應(yīng)機(jī)理圖解等。概念模型的特點(diǎn)是圖示比較直觀化、模式化，由箭頭等符號連接起來的文字、關(guān)鍵詞比較簡明、清楚，它們既能揭示事物的主要特征、本質(zhì)，又直觀形象、通俗易懂。

(3)數(shù)學(xué)模型。用來表達(dá)生命活動規(guī)律的計(jì)算公式、函數(shù)式、曲線圖以及由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成的柱形圖、餅狀圖等稱為數(shù)學(xué)模型。如酶的活性變化曲線、種群增長曲線、微生物生長曲線，以此種群密度計(jì)算公式、組成細(xì)胞的化學(xué)元素餅狀圖、能量金字塔等。曲線圖的特點(diǎn)是在利用坐標(biāo)系描述2個變量之間的定性或定量關(guān)系；柱形圖是依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)用柱形方式表示的2個變量之間不連續(xù)的定量關(guān)系；餅狀圖通常是百分比含量的圓餅狀表示；計(jì)算公式或函數(shù)式則是根據(jù)數(shù)學(xué)上的等量關(guān)系、用字母符號建立起來的變量之間定量關(guān)系式。

(4)軟件模型。用計(jì)算機(jī)語言編寫、反映變量之間邏輯關(guān)系的應(yīng)用生物程序稱為軟件模型。如弗里斯特等根據(jù)他們對人口增長、工業(yè)發(fā)展、糧食增長、不可再生資源的消耗以及環(huán)境污染的研究，用幾十個相互聯(lián)系的變量組成了一個模型，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種運(yùn)算，一方面對模型進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)也可以對未來作出預(yù)測。這種抽象模型的計(jì)算機(jī)模擬在生態(tài)學(xué)、群體遺傳學(xué)、基因組研究等很多領(lǐng)域已成為重要的研究方法。

3　生物建模的教學(xué)價(jià)值

3.1提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，教學(xué)效果不僅和學(xué)生的智力水平有關(guān)，更重要的是和他們對這一學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣有關(guān)。模型本身展示給學(xué)生的是非常直觀、生動的印象，它使靜止的文字變得活躍、生動，是能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的感性材料。在應(yīng)用模型方法進(jìn)行教學(xué)的過程中，不是教師硬性灌輸給學(xué)生知識，而是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的舞臺上親自去想象，去動手構(gòu)建模型。在進(jìn)行人教版必修2“減數(shù)分裂過程中染色體變化”的教學(xué)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生用橡皮泥構(gòu)建染色體、姐妹染色單體的模型，明確染色體、姐妹染色單體的概念關(guān)系，學(xué)生通過小組合作，用橡皮泥構(gòu)建“減數(shù)分裂過程中不同時(shí)期的染色體變化模型”。學(xué)生通過討論、觀察、自己動手操作，更好地理解減數(shù)第一次分裂前期同源染色體聯(lián)會，形成四分體；后期同源染色體分離，染色體數(shù)目減少一半等減數(shù)分裂各個時(shí)期染色體變化的特點(diǎn)。學(xué)生在做模型的過程中學(xué)習(xí)生物知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生為之，愉悅、興奮，同時(shí)體驗(yàn)到建構(gòu)探究成功后的喜悅感、自豪感。

3.2實(shí)現(xiàn)自主、合作學(xué)習(xí)方式

高中課程改革的重要突破口之一是轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，由過去被動的學(xué)習(xí)方式變?yōu)樽灾鞯膶W(xué)習(xí)方式，完成由以教師、知識為中心，向以學(xué)生發(fā)展為中心的轉(zhuǎn)變。生物模型的建構(gòu)是學(xué)生進(jìn)行動手實(shí)踐、自主探索、合作交流學(xué)習(xí)的有效方式。

模型的建構(gòu)往往是在一定的情景中通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)來完成的。進(jìn)行人教版必修1“生物膜結(jié)構(gòu)模型”的教學(xué)時(shí)，先給學(xué)生提供這樣的教學(xué)情景：科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，脂溶性物質(zhì)極易通過細(xì)胞膜，并且細(xì)胞膜易被脂溶性溶劑所溶解；細(xì)胞膜易被蛋白酶水解。分析得出細(xì)胞膜的主要組成成分是蛋白質(zhì)和磷脂。然后教師鼓勵學(xué)生大膽想象，嘗試建構(gòu)磷脂在空氣和水面的排列方式，以及它們是如何構(gòu)成細(xì)胞膜的，給學(xué)生提供充分的自主學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間，并引導(dǎo)學(xué)生不斷修改自己構(gòu)建的模型，引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生主體性發(fā)展。

教師在放手讓學(xué)生獨(dú)立思考、自主建構(gòu)的基礎(chǔ)上組織全班學(xué)生進(jìn)行合作交流。通過交流合作使學(xué)生能從不同的角度去思考問題，能對自己和他人的成果進(jìn)行反思，在合作交流中相互啟發(fā)、共同發(fā)展，培養(yǎng)合作精神和參與意識。在模型建構(gòu)的課堂中有一種和諧、寬松的學(xué)習(xí)氛圍，教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)活動的引導(dǎo)者、組織者，學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。

3.3化復(fù)雜為簡單，培養(yǎng)學(xué)生思維能力

中學(xué)生物學(xué)以描述性語言為主，對于一些深奧的生命現(xiàn)象，以模型為工具，能夠清晰有力地闡述隱藏在現(xiàn)象背后的一般規(guī)律。例如建構(gòu)種群動態(tài)變化的模型。由于種群數(shù)量同時(shí)受多種因素的影響，因此變化很復(fù)雜。自然界中種群數(shù)量增長通常呈“s”型曲線，研究“S”型曲線會發(fā)現(xiàn)：曲線的形狀表示種群動態(tài)變化趨勢，曲線上任一點(diǎn)的切線的斜率表示變化快慢。當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值(K)時(shí)，在該點(diǎn)作曲線的切線，其斜率為0，表示種群的增長率為0。在K／2時(shí)，該點(diǎn)的切線的斜率最大，說明此時(shí)種群的增長率最大。當(dāng)種群數(shù)量大于K／2時(shí)，種群增長速率開始下降?！皊”型曲線實(shí)質(zhì)上是指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)的疊加。用“S”型曲線恰好能完美地表達(dá)種群數(shù)量的動態(tài)變化，明白種群動態(tài)變化的意義可用于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。利用曲線的數(shù)學(xué)性質(zhì)可以簡潔地描述生物學(xué)上一些復(fù)雜的現(xiàn)象，生命現(xiàn)象是奇妙而抽象的，數(shù)學(xué)曲線是簡單而直觀的。實(shí)際問題常常是復(fù)雜多變的，數(shù)學(xué)建模需要學(xué)生具有一定的探索性和創(chuàng)造性，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下通過真正“做”科學(xué)的過程，既能學(xué)到知識，又能提高思維能力。

3.4化抽象為直觀，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新能力

必修1“細(xì)胞的分裂和分化”很難、很抽象，怎樣將抽象的知識通俗地呈現(xiàn)給學(xué)生?首先給學(xué)生閱讀一段資料，即一個成年人大約擁有100萬億個細(xì)胞，這些細(xì)胞都源自一個細(xì)胞。當(dāng)學(xué)生閱讀了這段資料后，最大的疑惑是：人為什么要這么多的細(xì)胞，而不能由幾個巨大的細(xì)胞組成?答案是因?yàn)榧?xì)胞很小。緊接著學(xué)生又有疑惑了：細(xì)胞為什么這么小?僅憑學(xué)生已有的生物學(xué)知識，要解釋清楚“細(xì)胞的體積只能很小”是不可能的。教師利用數(shù)學(xué)建模的方法可以讓學(xué)生輕松地理解“細(xì)胞的體積為什么只能很小”。第一步，假設(shè)細(xì)胞為立方體形(便于計(jì)算)；第二步，分別設(shè)立方體的邊長為1cm、2cm、3cm和4cm；第三步，先分別計(jì)算每個立方體的表面積和體積，再計(jì)算表面積和體積之比。表面積代表細(xì)胞膜的大小，體積代表細(xì)胞的大小，將計(jì)算結(jié)果列表呈現(xiàn)。當(dāng)學(xué)生看了表中數(shù)據(jù)后，對“細(xì)胞體積只能很小”的原因一目了然：細(xì)胞長大需要通過細(xì)胞表面從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)，表面積越大，吸收的營養(yǎng)物質(zhì)越多。隨著細(xì)胞的長大，其表面積與體積之比卻在變小，即表面積增大沒有體積增大得快。當(dāng)細(xì)胞長到一定大時(shí)，由于細(xì)胞得不到足夠的營養(yǎng)物質(zhì)而無法繼續(xù)長大。因此，細(xì)胞的體積只能很小。

4　模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)策略

4.1建構(gòu)模型的一般程序

(1)掌握原理。掌握模型所代表的知識、過程、規(guī)律、機(jī)理等，弄清模型的構(gòu)成要素或包含內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系。

(2)明確類型。明確所構(gòu)建的模型屬于哪種類型，知道該種模型的特點(diǎn)及表現(xiàn)形式。

(3)構(gòu)建草圖(框架)。選擇適當(dāng)?shù)膱D形、文字、符號勾勒出草圖，或用適當(dāng)?shù)拇罱蚣?。基于模型的通適性、典型性，所以在構(gòu)建時(shí)只需要考慮大多數(shù)情況即可，一般不考慮極少數(shù)情況或特例。

(4)修飾完善。對照原理查驗(yàn)所構(gòu)建的草圖(框架)，確保其科學(xué)性；然后進(jìn)一步修飾完善模型，力求規(guī)范、簡潔、直觀、有美感；最后構(gòu)建出正式的模型。

(5)補(bǔ)充詮釋。對一些模型要添加必要的文字說明、示例、圖注等，使模型更科學(xué)、更清楚、更規(guī)范。

4.2模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)策略

模型建構(gòu)能力是在建模思想的指導(dǎo)下，綜合建立模型，進(jìn)行知識或技術(shù)創(chuàng)新，最終達(dá)到建立模型，完成創(chuàng)新過程的能力。在進(jìn)行高中生物教學(xué)時(shí)，教師可通過模擬實(shí)驗(yàn)構(gòu)建模型、利用模型方法教學(xué)、運(yùn)用模型方法解決問題等方面培養(yǎng)學(xué)生的建模能力。

(1)結(jié)合建模專題，訓(xùn)練思維模型建構(gòu)的能力。高中生物學(xué)科以描述性的語言為主，學(xué)生不善于運(yùn)用思維模型建構(gòu)來解決生物學(xué)上的問題，這就要教師在平時(shí)的課堂教學(xué)中給予提煉總結(jié)，并進(jìn)行思維模型建構(gòu)。教師應(yīng)研究在各個教學(xué)章節(jié)中可引入哪些模型問題，如講減數(shù)分裂時(shí)，MI中期的同源染色體在細(xì)胞中央的不同排列方式，在細(xì)胞兩極出現(xiàn)不同的染色體組合，最終形成幾種不同基因組成的配子?結(jié)合排列與組合知識，可解決這個疑難問題。同樣遺傳信息的傳遞與表達(dá)過程中，也涉及到堿基的排列與密碼子的組合方式。

此外，還可以選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ徒?gòu)專題，如“代數(shù)法模型建構(gòu)”、“圖解法模型建構(gòu)”、“直(曲)線擬合法模型建構(gòu)”，通過討論、分析和研究，熟悉并理解思維模型建構(gòu)的一些重要思想，掌握模型建構(gòu)的基本方法。同時(shí)注意與其他學(xué)科的呼應(yīng)，也是培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)方法的一個不可忽視的途徑。通過教師潛移默化地滲透模型建構(gòu)意識，學(xué)生可以從各類模型建構(gòu)問題中逐步領(lǐng)悟到思維模型建構(gòu)的廣泛應(yīng)用，提高他們運(yùn)用知識進(jìn)行模型建構(gòu)的能力。

(2)注重建模方法的指導(dǎo)，幫助學(xué)生疏通思路。教師的任務(wù)不應(yīng)是替學(xué)生找出各部分知識的現(xiàn)成結(jié)構(gòu)，而是及時(shí)組織、引導(dǎo)學(xué)生對前面所學(xué)知識、規(guī)律、方法進(jìn)行歸納整理，讓學(xué)生通過自己的理解和加工建構(gòu)可用的思維模型。以“生物與環(huán)境”為例說明：①以生態(tài)系統(tǒng)為核心，將生態(tài)因素、種群和生物群落、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)“分割”成三個知識塊，有序布局；②連接三大知識塊相互聯(lián)系的知識線，自然形成一個生物與環(huán)境的知識網(wǎng)；③縱觀全局，再現(xiàn)整體。即通過三大知識塊概念之間內(nèi)在聯(lián)系構(gòu)成生物與環(huán)境的知識網(wǎng)絡(luò)。把這張圖有序地儲存在頭腦中，便形成了生物與環(huán)境關(guān)系的思維模型。思考問題時(shí)，將問題納入網(wǎng)絡(luò)便可迅速檢索出所需的知識線、點(diǎn)，做到觸類旁通，考慮問題就會融會貫通，全面周到。

(3)完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，養(yǎng)成建模的習(xí)慣。教師的任務(wù)不應(yīng)是替學(xué)生找出各部分知識的現(xiàn)成結(jié)構(gòu)，而是及時(shí)組織學(xué)生對所學(xué)的知識進(jìn)行歸納整理，讓學(xué)生通過自己的理解和加工構(gòu)建出一個個可用的思維結(jié)構(gòu)圖。只有建立系統(tǒng)完整的思維框架體系，對學(xué)習(xí)的課程進(jìn)行有效地資源整合，才會使整個教學(xué)過程和流程設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)、科學(xué)有效。利用思維建模進(jìn)行課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，會促成師生形成整體的觀念和在頭腦中創(chuàng)造全景圖，進(jìn)一步加強(qiáng)對所學(xué)和所教內(nèi)容的整體把握，而且可以根據(jù)教學(xué)過程和需要的實(shí)際情況做出具體的合理的調(diào)整。畫一幅思維模型好比經(jīng)歷一次頭腦風(fēng)暴，當(dāng)一個人把自己的想法順利寫出時(shí)，想法會變得更加清晰，頭腦也會接受新想法。這些新的想法可能與已有的想法有聯(lián)系，而且會引發(fā)新的意念。學(xué)會制作思維模型，又強(qiáng)化而形成習(xí)慣，學(xué)生就能自覺地運(yùn)用，從而取得最大的學(xué)習(xí)效率。在適應(yīng)了思維模型教學(xué)的一段時(shí)間后，學(xué)生學(xué)習(xí)效果將大大優(yōu)于傳統(tǒng)

教學(xué)。如光合作用實(shí)驗(yàn)的常用方法可構(gòu)成思維模型。思考問題時(shí)，將問題納入思維模型便可迅速檢索出所需要的知識線，做到觸類旁通，考慮問題就會全面周到。從而使學(xué)生能夠從整體上掌握了基本知識結(jié)構(gòu)和各個知識間的關(guān)系，在頭腦中形成了清晰的概念網(wǎng)絡(luò)。通過思維建模能夠極大地提高學(xué)生理解能力和記憶能力，學(xué)生不再被動地去死記知識，而是積極地對關(guān)鍵字進(jìn)行加工、分析和整理，開發(fā)了學(xué)生的空間智能，使其主體的積極性得到充分發(fā)揮，從而培養(yǎng)和發(fā)展其創(chuàng)新思維能力。

(4)通過模擬實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生建模思維。在高中生物教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分利用模擬實(shí)驗(yàn)和構(gòu)建模型的內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的建模思維。如在“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”這一實(shí)驗(yàn)中，教材中介紹的實(shí)驗(yàn)材料是硬塑方框、粗鐵絲和細(xì)鐵絲，此外，用球形塑料片代表磷酸，用雙層五邊形塑料片代表脫氧核糖，用4種不同顏色的長方形塑料片代表4種不同的堿基。利用課本材料制作DNA分子結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)，教師還可以讓學(xué)生自己選擇材料制作模型，通過交流討論，最后展示自己的作品。通過自己動手構(gòu)建模型，不僅可以加深對DNA分子的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和理解，同時(shí)可以粗略地領(lǐng)悟到建立DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型理論、原則和方法等方面的知識。再如“細(xì)胞增殖”教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)了植物細(xì)胞有絲分裂動態(tài)模型后，可利用多媒體出示動植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的模型，回憶它們結(jié)構(gòu)上的差異。然后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)植物細(xì)胞有絲分裂過程模型推測出動物細(xì)胞有絲分裂過程模型。在細(xì)胞分裂過程中染色體和DNA都發(fā)生了規(guī)律性的變化，要求學(xué)生用坐標(biāo)曲線圖表示出染色體和DNA的數(shù)學(xué)變化，建立有絲分裂過程的數(shù)學(xué)模型。教師利用生物模型方法進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生置身于探索科學(xué)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的活動中，在建立模型的過程中，學(xué)會觀察的方法、歸納與演繹的方法，提高了建模能力。