孟德尔的豌豆杂交实验是进行“假说—演绎法”教学的典型案例。这里就以孟德尔一对相对性状的杂交实验为例,对“假说—演绎法”的教学提一些建议。
本案例教学的重点在于深刻地理解孟德尔假说。在孟德尔提出这个假说时,生物学界还没有认识到配子形成和受精过程中染色体的变化。孟德尔根据实验现象提出的遗传因子在体细胞中成对存在,在配子中单个出现,是超越时代的一种非凡设想。如果按照遗传学史进行教学,学生学习孟德尔一对相对性状的杂交实验时,还没有学过减数分裂的知识。所以在进行“假说”的教学时,希望教师能给予学生一定的时间,让学生充分理解和领会。教材中“性状分离比的模拟实验”,对学生理解孟德尔的假说也是十分必要的。
本案例教学的难点,在于让学生理解孟德尔研究过程中的哪个步骤是演绎。学生看到的是,孟德尔提出假说后,就设计测交实验进行检验了,那么哪一步是演绎呢?事实上,观察、实验所检验的常常不是假说本身,而是假说的推论,即从假说中逻辑地推导出来的描述个别现象或事件的推论。如果孟德尔要直接验证他的假说,只能用显微观察的方法,确定遗传因子的真实存在和遗传因子的传递方式,这在当时是不可能的。那么,孟德尔设计的测交实验,实际上检验的是“推论”。这个“推论”,就是根据假说对测交实验所进行的演绎推理得到的论题——杂合子生成配子时具有对性关系的遗传因子分离,也就是课本中提到的测交实验结果所要证实的推论:(1)F1究竟是不是杂合体(Dd)?(2)如果是杂合体,生成配子时具有对性关系的遗传因子果真分离吗?
建议教学流程如下。(1)提出问题:学生阅读,配以教师展示和讲解。学生了解孟德尔一对相对性状的杂交实验,包括实验现象和提出的问题。(2)建立假说:教师介绍孟德尔的假说,学生讨论并提问,了解假说的内容。教师通过边绘制边讲解遗传图解,帮助学生进一步理解孟德尔的假说。(通过性状分离比的模拟实验,让学生加深对孟德尔假说的理解。)(3)演绎推导:教师设问:如果我们就是当年的孟德尔,该如何验证自己的假说?教师将测交实验的亲本组合告诉学生,请学生假设自己就是当年的孟德尔,用自己的假说对测交实验的理论结果进行演绎推理,推导出理论上的预期。(4)实验检验:教师告诉学生测交实验的真实结果,判断假说真伪。教师启发学生思考测交后代的性状分离比例为什么会是1:1呢?当学生绘制遗传图解时,纠正他们可能出现的错误。(5)得出结论:子一代的遗传组成;形成配子时子一代遗传因子的分离行为。(6)师生共同揭示“分离定律”的论点及实质。例题分析和学生练习。