“減數(shù)分裂與受精作用”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計

1 教材分析及設(shè)計思路

本節(jié)內(nèi)容是人教版必修二模塊《遺傳與進(jìn)化》第二章第一節(jié)“減數(shù)分裂和受精作用”第一課時。本節(jié)內(nèi)容是建立在已有知識如細(xì)胞學(xué)、染色體和有絲分裂的基礎(chǔ)之上，并與第一章孟德爾基因的分離定律和自由組合定律密切相關(guān)，因此，其在模塊二中的地位十分重要。通過對減數(shù)分裂的學(xué)習(xí)，學(xué)生對細(xì)胞分裂的方式、實質(zhì)和意義產(chǎn)生全面而深刻的認(rèn)識，更重要的是加深對前面所學(xué)的遺傳規(guī)律的理解和應(yīng)用。本節(jié)課的設(shè)計理念是：將信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)進(jìn)行整合，積極探索創(chuàng)設(shè)一個可以讓學(xué)生在其中自由探究和自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，并且開展師生互動、生生互動，體現(xiàn)以學(xué)生進(jìn)行主動思維、參與并且活動、同時經(jīng)歷一個從具體的動手實踐和不斷創(chuàng)新到知識的歸納和升華的過程。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識與技能

(1)說出減數(shù)分裂的概念并能闡明精子的形成過程。

(2)嘗試構(gòu)建減數(shù)分裂過程中染色體行為變化的物理模型。

2.2 過程與方法

(1)通過觀察減數(shù)分裂過程染色體行為變化示意圖，培養(yǎng)觀察能力、識圖能力、空間想象力以及比較歸納、抽象思維、獲取信息的能力。通過對減數(shù)分裂和有絲分裂的類比學(xué)習(xí)，培養(yǎng)比較分析、歸納總結(jié)、求同思維和求異思維的能力。

(2)通過以小組為單位的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)會與人交流合作的能力。

(3)通過主動參與模型建構(gòu)的實踐活動，使學(xué)生掌握科學(xué)探究的程序和方法，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力和動手實踐的能力。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀

(1)通過對減數(shù)分裂的探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)崇尚科學(xué)的態(tài)度和實事求是的精神，并能用唯物辯證的觀點去理解和體會生命的誕生和物種的延續(xù)。

(2)認(rèn)同科學(xué)研究需要對科學(xué)的熱愛，以及豐富的想象力，大膽質(zhì)疑和勤奮實踐的精神。

(3)養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式，增強(qiáng)小組合作的觀念，體驗獲得成功的喜悅。

3 教學(xué)過程

在具體教學(xué)過程中的設(shè)計思路是從概念人手，以模型構(gòu)建過程為主線，重點突出染色體的行為變化規(guī)律，分散難點，加強(qiáng)對比，突破難點，最終幫助學(xué)生形成一定的知識網(wǎng)絡(luò)。

3.1 開門見山，直接引入學(xué)習(xí)任務(wù)

首先引導(dǎo)學(xué)生直接觀察和比較果蠅配子的染色體圖和體細(xì)胞的染色體圖，發(fā)現(xiàn)果蠅生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞中的一半。接著作出假設(shè)：如果生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目不是體細(xì)胞中的一半，那么生物每繁殖一代，體細(xì)胞中的染色體數(shù)目就會增加一倍。然后直接呈現(xiàn)從19世紀(jì)到20世紀(jì)初許多科學(xué)家的證據(jù)：顯微鏡下已經(jīng)觀察到，無論動物還是植物的生殖細(xì)胞，在形成過程中染色體數(shù)目都要減少一半。再順勢呈現(xiàn)精子形成過程的Flash動畫，以此幫助學(xué)生理解減數(shù)分裂是細(xì)胞連續(xù)分裂兩次而染色體的數(shù)目只是復(fù)制一次，分裂的結(jié)果是染色體數(shù)目的減半。教師要指導(dǎo)學(xué)生自主探究、小組討論、總結(jié)，并且理解減數(shù)分裂的概念。

3.2 呈現(xiàn)概念，以此作為切入點

觀察精卵結(jié)合的Flash動畫過程，使學(xué)生能夠清楚的看到，受精卵中的染色體一半來自精子，一半來自卵細(xì)胞，并且每兩條染色體大小、形態(tài)相似，教師同時呈現(xiàn)人類體細(xì)胞的染色體圖，指導(dǎo)學(xué)生觀察，由此歸納同源染色體的概念。同源染色體是本課題的重要概念，因此將同源染色體的概念提前講述，為后面講述聯(lián)會和四分體奠定基礎(chǔ)。

3.3 指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建染色體行為變化的物理模型

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察教科書或者是大屏幕的圖示，精子形成過程中染色體的直觀動態(tài)變化過程圖，要求學(xué)生邊觀察邊思考，以兩對同源染色體為例，動手用橡皮泥分別建構(gòu)模擬減數(shù)分裂各時期染色體行為變化的物理模型。學(xué)生分小組進(jìn)行，以小組為單位展示模型構(gòu)建的成果，進(jìn)一步展開交流和研討。師生共同對學(xué)生的模型進(jìn)行修改、分析和評價，重點討論分析以下5個模型：①同源染色體聯(lián)會形成四分體模型；②減數(shù)第一次分裂中期四分體排列在赤道板L；③減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離；④同源染色體分離，非同源染色體自由組合；⑤減數(shù)第二次分裂中姐妹染色單體的分離。教師引導(dǎo)學(xué)生逐步歸納抽象出規(guī)范的染色體行為變化的物理模型。

針對學(xué)生在模型構(gòu)建中常出現(xiàn)的錯誤，教師要有意識地給予暴露并強(qiáng)化理解，使學(xué)生更好地預(yù)防和避免此類錯誤的發(fā)生。學(xué)習(xí)精原細(xì)胞復(fù)制后，查數(shù)染色體、DNA、染色單體的變化時，學(xué)生很容易將復(fù)制后的數(shù)值弄錯，教師要有意識的廣泛征求意見，暴露他們的觀察缺陷，并強(qiáng)調(diào)幾組數(shù)值的變化，以加深學(xué)生對這些知識的理解，形成運用知識的遷移能力。在四分體時期，教師重點強(qiáng)調(diào)概念之外，還應(yīng)該避免個別學(xué)生錯誤地將整個細(xì)胞中的4條染色體當(dāng)作一個四分體。構(gòu)建減數(shù)第一次分裂中期過程中染色體的行為變化時，教師要善于及時啟發(fā)學(xué)生思考：不同顏色(非同源染色體)可否貼在一側(cè)。以此幫助學(xué)生理解減數(shù)分裂中非同源染色體的自由組合，真正的理解減數(shù)分裂中同源染色體的分離是隨機(jī)的、自由組合的，形成的配子的種類也是多樣的。

最后教師以物理模型為切入點，進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生嘗試共同構(gòu)建減數(shù)分裂過程染色體和DNA數(shù)目變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，理解染色體、DNA數(shù)目變化的本質(zhì)特征及其重要意義，從而實現(xiàn)知識的進(jìn)一步內(nèi)化和提升。

3.4 在分析模型中探究減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化特點

通過模型模擬使學(xué)生置身于探索發(fā)現(xiàn)染色體行為變化規(guī)律的活動中，引導(dǎo)學(xué)生對比評價不同小組的作品，在分析模型的整個過程中逐步解決以下問題：

①染色體是什么時候進(jìn)行復(fù)制的?初級精母細(xì)胞與精原細(xì)胞有什么區(qū)別?

②減數(shù)第一次分裂前期初級精母細(xì)胞中染色體最顯著變化是什么?什么形態(tài)的染色體可以配對?兩對同源染色體可以形成幾個四分體?

③同源染色體在哪一時期分離?同源染色體分離后非同源染色體是如何結(jié)合進(jìn)入次級精母細(xì)胞的，其形成幾種可能的配子?

④染色體數(shù)目減半發(fā)生在什么時期?

⑤減數(shù)第一次分裂所形成的次級精母細(xì)胞有同源染色體嗎?為什么說減數(shù)第二次分裂是一次特殊方式的有絲分裂，特殊在哪里?與有絲分裂的區(qū)別又在哪里?

教師要及時針對非同源染色體組合情況，幫助學(xué)生理解非同源染色體的自由組合，加深對孟德爾遺傳規(guī)律的認(rèn)識和應(yīng)用。

3.5 在輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境中歸納總結(jié)和拓展

由于減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂的過程，在學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)上通過類比、歸納，更有利于加深對新舊知識的聯(lián)系和掌握。所以最后教師指導(dǎo)學(xué)生在小組內(nèi)完成減數(shù)分裂和有絲分裂過程的比較，小結(jié)減數(shù)分裂的概念和過程。注意要突出以下知識要點：同源染色體的聯(lián)會形成四分體，減數(shù)第一次分裂主要表現(xiàn)為同源染色體的分離，非同源染色體的自由組合；減數(shù)第二次分裂主要表現(xiàn)為姐妹染色單體的分離，與有絲分裂區(qū)別的主要特點是細(xì)胞中沒有同源染色體。

3.6 布置課后作業(yè)

針對學(xué)生在課堂上模型構(gòu)建的精原細(xì)胞含4條染色體，教材所給圖示的精原細(xì)胞含8條染色體，教師課后布置畫出含有6條染色體的精原細(xì)胞的減數(shù)分裂過程模示圖。這樣有意識地引導(dǎo)學(xué)生對原有的問題進(jìn)行變式和延伸，促進(jìn)學(xué)生聯(lián)想與類比，使學(xué)生的思維進(jìn)一步發(fā)散，并將其引向深入，實現(xiàn)知識和能力的遷移。

3.7 課堂小結(jié)及結(jié)束語

最后教師把減數(shù)分裂形成精子的Flash動畫重新播放一遍，與學(xué)生共同梳理減數(shù)分裂中染色體的行為變化過程，構(gòu)建本節(jié)課的知識網(wǎng)絡(luò)。同時指導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)的態(tài)度和實事求是的精神，并能用唯物辯證的觀點去理解和體會生命的誕生和物種的延續(xù)，達(dá)到情感態(tài)度價值觀的升華。

4 教學(xué)反思

一節(jié)課很快就結(jié)束，課上學(xué)生的那種積極參與的狀態(tài)點燃和激勵了我，可以說這節(jié)課帶來更深刻的思考和感受?？紤]到精子的形成過程是本節(jié)的教學(xué)重點，減數(shù)分裂中染色體的行為變化是本節(jié)的教學(xué)難點，對教材的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，將第二小節(jié)模型建構(gòu)部分的活動前移，通過模型構(gòu)建來發(fā)掘?qū)W生的潛能。原來學(xué)生的可塑性很強(qiáng)，大多數(shù)學(xué)生都能在不斷的糾正和改錯中構(gòu)建出所要求的模型。同時將復(fù)雜的減數(shù)分裂簡化、具體，使學(xué)生在親身參與的活動中、積極的探索思考中，體會模型建構(gòu)的方法，并能借助模型獲取減數(shù)分裂的概念、深化精子的形成過程、拓展染色體行為變化的理解。教師真正讓學(xué)生在動手操作中體驗其中的困惑與發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步在模型建構(gòu)的探索和領(lǐng)悟中將知識水平內(nèi)化和提升。