素材：“表观遗传现象”教学准备--高一下学期生物人教版必修2.docx

“表观遗传现象”教学准备“表观遗传”是近年来遗传学发展最快的研究领域，并被纳入新的高中生物学教学内容中。由于其机制复杂，且大部分教师无此“前概念”，如何在教学准备中合理设定教学目标，设计发展学生生物学核心素养的教学文本尤其重要。笔者以人教版高中生物学教材(以下称“教材”)必修2第4章第2节中“表观遗传现象”为例，对教学准备作借鉴性讨论。1.  研究“标准”，确立教学目标的“制高点”     新课程的基本理念之一是模块内容聚焦大概念。表观遗传现象在“标准”中是次位概念，呈现的条目为“概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象”，其隶属于重要概念“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上”，上述两个概念又被统摄于大概念“遗传信息控制生物性状，并代代相传”之下。在实际教学中，大概念的形成不是一节课就能完成的，确立每一节课的教学目标并从不同的维度指向大概念，是大概念教学的“必由之路”;故研究“标准”中不同层次概念间的关系，对确立“节”的教学目标具有重要教学意义。   “标准”中对所有的次位概念前面都冠以知识性目标行为动词，比如对“表观遗传现象”冠以“概述”二字，这种命题式的描述，能准确描述教学深度和理解水平，防止不必要的“拔高”或“降低”，为设定“节”的教学目标指明了方向。因此，教师在确立教学目标时，务必要研读“标准”，熟知并理解各个行为动词的内涵，并知晓“节”内容属于认知水平的何种层次。2.  分析教材，锚定表观遗传知识的“链接点”      教材中，表观遗传隶属于“基因的表达”范畴，是在学习基因表达后呈现的内容。这样的编排能够让学生充分认识基因与基因、基因与性状、基因与环境间的复杂关系，故要理解表观遗传现象，首先要理解“中心法则”。细胞中有调控基因表达的机制，这种机制就是表观遗传的研究范畴。因此，涉及中心法则中转录和翻译的调控问题，就是“表观遗传”知识的“链接点”。找到这一“链接点”，教师在教学时就能摒弃学生对文字符号的死记硬背，理解知识的一脉相承，建立完善中心法则知识体系。例如教师可从学生已掌握的中心法则入手，通过相关图示，说明DNA的甲基化修饰、组蛋白修饰等均会影响DNA转录成NA，最终导致蛋白质量的改变而表现出不同性状，这就容易理解甲基化和组蛋白修饰的作用和途径;同理，NA甲基化修饰和微小NA(microNA)通过影响信使NA稳定性，进而影响蛋白质翻译量而改变性状，等等;这些均能为理解“表观遗传”概念作良好的铺垫。3.  猎取案例，储备表观遗传教学的“信息点”    “表观遗传”是课程新增内容且机制复杂，为保障在教学过程中进行有效设问和答疑，帮助学生构建重要概念和发展素养，教师授课前要尽量多阅读和储存科学家对此研究的案例，包括表观遗传的机制、特征、表观遗传的发展历程、科学思维和科学方法等，至少应理解性储备如下信息点，搞懂3个核心问题:什么是表观遗传学?有什么特点?(表观遗传学概念;特点有可遗传、可逆性、离不开环境等)表观遗传学的主要研究内容有哪些?具体案例、研究方法和调节机制如何?(表观遗传修饰从多个水平上调控基因的表达，如DNA甲基化、组蛋白共价修饰、染色质重塑、染色体失活、基因印记等;基因转录后的调控，如非编码NA调控等)表观遗传的生物学意义是什么?(从分子水平揭示了复杂的临床现象，为解开生命奥秘及克服遗传疾病带来希望;在研究生物进化机制以及改良作物和畜禽新品种方面也具有重要意义等)。4.   重组教材，厘清概念与素养教学框架的“建构点”      教材正文选用“DNA甲基化”为教学案例，在旁栏的“相关信息”中也简单介绍了构成染色体的组蛋白甲基化、乙酰化等其他类型的表观遗传修饰案例，“练习与应用”的拓展题3介绍了X染色体失活的案例。但在实际教学中，要重组教材，关注科学本质的学习，立足证据(生物学事实)，适当补充表观遗传案例，合理设计概念生成和发展素养的教学框架(表1)，找准其“建构点”。       另外，在新课引入方面，可从学生已掌握的知识入手，如“中心法则”、基因选择性表达等;也可从学生常见的表观遗传现象入手，如教材中提到的同卵双胞胎是由同一受精卵发育而来，细胞中遗传物质相同，后天的环境、食物、营养不同，对它们造成了非常显著的表型差别。这样的引入，有利于学生对新旧知识的认同，有利于理解表观遗传现象的本质及其研究的方向。在教学方式选择方面，应组织以探究为特点的主动学习方式。如教材在“思考·讨论”栏目中选取了植物(柳穿鱼)、动物(小鼠)中因DNA甲基化程度不同而表型发生改变的实例，并设计了若干问题，其目的是希望学生通过自主学习、理性思考，引导学生归纳出“DNA甲基化的变化会影响表型”的结论。    在“表观遗传”一节教学前，教师一定要储备与之相关的学科知识和学科教学知识，理解常见的几种表观遗传机制。同时，教学起点要落在已有的经典遗传学知识土壤上，引导学生理解表观遗传学的发展对经典遗传学来说不是一种质疑或挑战，而是一种补充，是遗传学研究的一种延续。此外，还要联系社会，举例说明表观遗传学与克隆、干细胞、衰老与癌症等研究有着密切关系，提高学生知识与应用的链接。学科网（北京）股份有限公司