摘 要 以“基因位于染色体上”的实验证据这一节的教学素材，引导学生质疑，推理，演绎和实证等学习活动阐明基因与染色体的关系，有效地培养了学生重视实证的科学思维和科学探究习惯，以及严谨务实的求知态度，促进了学生对基因位于染色体上”的理解。
关键词 科学探究；生物实验；推理；实证
“科学探究”是指发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力⑴。学生应在探究过程中，逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力；在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新，善于从实践的层面探讨和尝试解决现实生活问题⑵。
生物学科是一门实验学科，在实验中培养学生的科学探究能力，不仅可以使学生享受到学习的乐趣，消除厌学情绪，同时有利于学生对知识的理解和掌握，进而激发出学生对生物学科强烈的创新和探究热情，提升实验探究能力。
人教版普通高中教材《生物》·必修2·“基因在染色体上”一节内容，其中“基因在染色体上”的实验证据，是美国科学家摩尔根通过红眼果蝇和白眼果蝇的杂交实验证明的。教材简述了摩尔根从对孟德尔实验的怀疑到根据果蝇杂交实验揭示基因与染色体关系的探索历程，意图引导学生在形成“基因在染色体上”这一重要概念同时，领悟科学家勇于质疑的态度，以及基于证据、运用科学概念、通过科学推理和论证揭示事物本质规律的思路和方法。在教学过程中，可引导学生通过以下思维活动追溯摩尔根的探究历程。但在整个实验过程中有两处可设置开放性情境，鼓励学生质疑。
学生循着摩尔根的探索之路，先分析教材中所述的果蝇眼色遗传结果（见教材图2--8），可作出以下判断：（1）F2果蝇的红眼与白眼的性状比为3：1，说明果蝇控制红眼与白眼基因的遗传遵循分离定律，且红眼为显性性状，白眼为隐形性状，亲本红眼和白眼果蝇都是纯合子。（2）依据F2白眼果蝇均为雄性，说明控制果蝇眼色性状的遗传可能与性别有关，控制果蝇红眼和白眼性状的基因不在常染色体上。那么，控制红眼与白眼性状的基因是在X染色体上，还是同时在X、Y染色体上呢？
摩尔根大胆地提出控制果蝇红眼与白眼的基因是在X染色体上的假设，并对他提出的假设做了很好的解释。在这里我们可以给学生提出这样一个问题，如果，控制果蝇红眼与白眼性状的基因同时在X、Y染色体上，是否符合摩尔根果蝇眼色遗传实验结果呢？鼓励学生质疑，培养学生发展学生批判性思维。引导学生把白眼雄果蝇基因型XwY替换成XwYw，继续完成摩尔根的遗传实验图解，学生会发现在两种情况下，实验结果是相同的（如下图实验一）。
我们再用测交的方法，即取F1的红眼雌果蝇XWXw与F2的白眼纯合子雄果蝇XwY（或XwYw）进行测交，发现两种情况下测交结果也是相同的（如下图实验二）。
这就是老师以果蝇眼色遗传实验为依据，通过逻辑思维逐步认同基因在染色体上的过程中，可通过问题发散学生的思维，使学生产生疑惑：上述两种假说都能够解释实验一和实验二的实验现象，那么，摩尔根还用到什么方法验证了控制红眼与白眼性状的基因是在X染色体上，而不是同时在X、Y染色体上在呢？也就是课本里第29页“......后来他们又通过测交等方法，进一步验证了这些解释”是怎么进行的？“......等方法”究竟是什么方法？这就把课本里没有明显呈现出来的结果，当做问题留给学生思考。
实际上，摩尔根依次做了实验一和实验二之后提出假说1，为了验证假说，摩尔根设计了多个新的实验，其中有一组实验最为关键，即白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配，最后实验的真实结果和预期完全符合，假说1得到了证实。讲到这，马上给学生布置随堂作业，请同学们利用上述的假说1和2，绘出“白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配”的实验的遗传图解并预测结果（如下图解）。
假说 假说1：控制眼色的基因位于X非同源区段，X染色体上有，而Y染色体上没有 假说2：控制眼色的基因位于X、Y同源区段，X染色体和Y染色体上都有
图解
通过这一问题的解决，学生对判断控制生物性状的基因是只在X染色体上，还是同时在X、Y染色体上，就有了快速通过实验的判断方法方法。所以，充分利用教材中的育人素材，采用兼容并蓄的学习方法，诱发思维⑶，通过质疑、推理、论证等活动⑷，有利于培养学生基于客观事实作出正确结论的思维习惯和能力，如能长久坚持，并能形成习惯，对提升学生的实验探究能力是有利的。
参考文献
⑴⑵中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版.人民教育出版社.2018.
⑶⑷李新华.陈媛媛.基于科学思维的高中生物学课堂初探..中学生物教学.2020（4）18.20.
山西省教育科学规划课题研究成果 课题编号GH----19642