一、將數(shù)學方法引入生物課的教學中來解決比較抽象的問題
模型方法是現(xiàn)代生物科學研究的重要方法。《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；《遺傳與進化》模塊側(cè)重物理模型和數(shù)學模型的構(gòu)建，如DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、減數(shù)分裂中染色體數(shù)目和行為變化的模型、種群基因頻率變化的數(shù)學模型。數(shù)學模型的充分利用能將生物課中許多抽象復雜的問題形象化，便于學生的理解和學習。
模塊1中關(guān)于“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性”的問題以及模塊2中“探究脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性”的問題，我在實際教學過程中都是用數(shù)學的排列組合的知識服務(wù)于生物課堂教學來形象地解決問題。我首先提出問題：DNA的基本組成單位只有4種，為什么能夠儲存生物體所有性狀的全部遺傳信息呢？設(shè)計數(shù)字化的情景，用1、2、3、4四個數(shù)字（足夠多）來組成一個二位數(shù) ，能組成多少個二位數(shù)？來組成一個三位數(shù)，能組成多少個三位數(shù)？學生們很快就能寫出這些二位數(shù)、三位數(shù)。如果用它們來組成一個17位數(shù)，能組成多少個17位數(shù)？這時學生不可能再一一去寫這些數(shù)字，教師引導學生用數(shù)學式子來表示──417。下一步進行角色的轉(zhuǎn)換：如果用1、2、3、4分別代表四種脫氧核苷酸A、T、G、C（數(shù)量足夠多），那么由17個脫氧核苷酸組成的DNA分子的一條單鏈從理論上計算會有多少種排列順序？按照堿基互補配對原則一條單鏈的脫氧核苷酸排列順序也就決定了整個DNA分子上堿基對的排列順序，也是417，這樣化解了難點,達成了本節(jié)課的教學目標──堿基對排列順序的多樣性使DNA能夠儲存足夠的遺傳信息，即遺傳信息的多樣性。
二、加強內(nèi)容的引導性和開放性，促進探究性學習
為促進學生形成主動探究的學習方式，教材改變了傳統(tǒng)的注入式寫法，而是引導學生提出問題、分析問題，通過各種途徑尋求答案，在解決問題的思路和科學方法上加強點播和引導。課本中有許多培養(yǎng)學生探究性學習能力的好素材，例如“細胞膜結(jié)構(gòu)特性”、“生物進化的實質(zhì)是什么”、“噬菌體侵染細菌的實驗”等等。
現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容是在達爾文自然選擇學說的基礎(chǔ)上對原有理論進行修正、深入而發(fā)展起來的。這部分內(nèi)容理論性較強，較抽象，學生不容易學習。“問題串”的設(shè)置可以化難為易。我是這樣處理教材的：首先展示虎捕食的一個畫面，讓學生思考這樣一個問題──虎適于生存的主要特征是什么？這些特征能永久保存嗎？為什么？怎樣能將這些特征保留下來？通過上述的問題串能很好激發(fā)學生學習的積極性，更重要的是上述問題激化了與學生們頭腦中原有的關(guān)于達爾文自然選擇學說觀點的矛盾──環(huán)境選擇了個體的表現(xiàn)型。在激化的矛盾中進行下列的內(nèi)容：“可見研究虎的進化，僅研究個體的表現(xiàn)型是否與環(huán)境相適應(yīng)是不夠 ，還必須研究群體的基因組成的變化”。接下來引入種群的概念很輕松。
種群在繁衍的過程中，個體有新老交替，基因卻世代相傳，在此過程中子代的基因組成會不會發(fā)生改變呢？提出這樣的問題使學生的思緒環(huán)環(huán)相扣。這時教師展示畫面──蝗蟲種群的部分個體，翅有灰色的（AA、Aa），也有綠色的（aa），草地的背景色彩是綠色的。讓學生思考并討論推測種群中A、a基因所占的數(shù)量比是否會發(fā)生改變？在討論中大家各抒己見，一致認為會發(fā)生改變。然后利用課本中的思考與討論──用數(shù)學方法討論基因頻率的變化，計算的結(jié)果卻是親子代之間的基因頻率保持穩(wěn)定不變，數(shù)學計算的結(jié)果與上述的推測相矛盾，學生一定相信數(shù)學方法的計算結(jié)果，如何解決這一矛盾呢？在重重疑惑中將學生的情緒帶到了高潮，接下來分析數(shù)學計算的結(jié)果──為什么基因頻率會代代保持不變。我們在計算中忽略了一些實際條件也就是說必須滿足幾個理想條件。這些理想條件中不發(fā)生基因突變、自然選擇不起作用、所有的雌雄個體都能隨機交配并產(chǎn)生后代這三點學生是可以分析出來的，其余兩點需要教師的引導。最后總結(jié)在自然界中的種群不可能滿足上述的五個理想條件，因此種群的基因頻率一定會發(fā)生改變，生物一定會進化。這樣就圓滿地完成第1課時的教學目標──生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的變化。
三、追蹤生物科學的歷史軌跡，猶如置身其中，使學習得心應(yīng)手
教材中較多地介紹了生物科學史的內(nèi)容，特別是生物科學史的經(jīng)典案例。例如，通過分析孟德爾豌豆雜交實驗，體會假說-演繹法的研究思路和數(shù)學方法的應(yīng)用；通過分析薩頓的假說，體會類比推理的方法；通過分析肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體的侵染實驗再次體會科學的研究方法的重要性。細心推敲經(jīng)典案例，使我們的教學能讓學生感覺身臨其中。
肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗由兩部分組成：一是格里菲思的體內(nèi)與艾弗里的體外實驗。對格里菲思啟發(fā)最大的是哪組實驗？這組實驗注射的菌是什么？實驗結(jié)果是什么？S型菌不是已經(jīng)殺死了嗎？那么第四組中導致小鼠死亡的S型菌是哪來的？在一系列的問題串的引領(lǐng)下得出結(jié)論──加熱殺死的S型菌體內(nèi)有某種活性物質(zhì)，促使轉(zhuǎn)化。這種物質(zhì)是S型菌體內(nèi)的什么化學成分？是蛋白質(zhì)嗎？（利用模塊1中學到的蛋白質(zhì)的知識）艾弗里利用什么方法來證明DNA是而其它物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。既然艾弗里已經(jīng)證明DNA是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)�？茖W家為什么還要做噬菌體侵染細菌的實驗？赫爾希和蔡斯的實驗與艾弗里的實驗不論在實驗材料、具體方法上都有很大的區(qū)別，但是他們?yōu)槭裁从泄餐脑O(shè)計思路？他們選擇噬菌體作為實驗材料有什么優(yōu)點？如何標記兩組噬菌體？離心后用35S標記的一組感染實驗，放射性同位素主要分布在上清液中；而用32P標記的一組實驗，放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中，這樣的結(jié)果說明了什么問題？釋放出的子代噬菌體可以檢測到32P而檢測不到32S又說明了什么？這樣不僅開闊了學生的思路，又使學生學到了科學的實驗方法。
四、讓模型、課件服務(wù)于生物學教學
在模塊2中減數(shù)分裂雖然是細胞水平上的內(nèi)容，但很抽象，可以說是難點和重點。在課前我發(fā)動學生用硬紙板剪出兩對同源染色體，一對大的、一對小的，每對染色體分別用紅黃兩種顏色來代表一個來自父方一個來自母方。這部分內(nèi)容概念特別多，為了能將減數(shù)分裂的過程一氣呵成，我將同源染色體的概念提在最前面。這個概念本身也很抽象，我從人的發(fā)育起點──受精卵開始引入，受精卵是由精子與卵細胞結(jié)合而來，精子帶著父親的染色體、卵細胞帶著母親的染色體，通過受精作用父親與母親的染色體匯合在一起，也就是說在我們每個人的身體里的每個細胞（包括精原、卵原細胞，他們也是由體細胞有絲分裂形成的）有一半的染色體來自父親，另一半染色體來自母親。減數(shù)分裂過程中最重要的變化出現(xiàn)在第一次分裂，在中期四分體的排列方式?jīng)Q定了將來形成的精子的染色體組成，怎樣能將抽象的問題直觀化，我讓同桌的一個學生擺出四分體在赤道板上的排列方式，另一位學生擺出有絲分裂中期染色體在赤道板上的排列。在這種直觀的比較中領(lǐng)會二者的區(qū)別。在操作中學生能提出四分體的不同排列方式，這為學習配子的多樣性埋下了伏筆，化解了難點。在全部學完了減數(shù)分裂的內(nèi)容后，利用課件重新展示了減數(shù)分裂的全過程，順利地完成了本節(jié)課的教學內(nèi)容。
在模塊2中基因控制蛋白質(zhì)的合成是分子水平的內(nèi)容，在鋪墊好了基本內(nèi)容DNA與RNA的比較之后我也是利用課件直觀形象地完成了本節(jié)課的內(nèi)容。
五、充分挖掘教材資源
模塊2中伴性遺傳一節(jié)的內(nèi)容教學難度不是很大。我是這樣進行課堂教學的：先用課本中的資料分析──分析人類紅綠色盲癥，引導學生分析此遺傳病的遺傳方式，緊接著讓學生寫出人群中男性、女性各種色覺的基因型和表現(xiàn)型，在此得出人群中男性發(fā)病率高于女性這一特點；回過頭來繼續(xù)分析資料得出交叉遺傳、隔代遺傳這兩個特點。僅僅用了課本中的一個資料分析引導學生完成了上述工作�？咕S生素D佝僂病的遺傳特點是在與紅綠色盲的比較中由學生自己完成的。
以上只是自己教學的一點做法，應(yīng)該說很不成熟，還需要在以后的教學中進一步創(chuàng)新。通過一年來的教學，我深深地感覺到教師的教學理念的更新是新課改成敗的關(guān)鍵。剛開始無論是我們教師還是學生可能都不太適應(yīng)，甚至覺得我認真講了學生跟著學的教學效果還不錯，但是只要我們把這一坐標找準，有心、用心地走下去，就能提高學生們的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出一批又一批的創(chuàng)新型人才。
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