模型制作用于“減數(shù)分裂”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)

沈海燕

摘 要：通過適當(dāng)講解，讓學(xué)生自主構(gòu)建模型，從而探究減數(shù)分裂過程，讓學(xué)生在自主構(gòu)建模型的過程中掌握染色體的行為變化，在“做中學(xué)”中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：減數(shù)分裂；模型構(gòu)建；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

《減數(shù)分裂和受精作用》分為兩小節(jié)：《減數(shù)分裂》和《受精作用》。在減數(shù)分裂和受精作用過程中，起關(guān)鍵作用的是染色體行為和數(shù)目的變化，其中精子的形成過程既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，它是學(xué)生構(gòu)建減數(shù)分裂模型的核心內(nèi)容。

由于減數(shù)分裂和受精作用是微觀、動(dòng)態(tài)、連續(xù)的變化，給準(zhǔn)確認(rèn)知帶來困難，因此成為教學(xué)的難點(diǎn)。因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)有了有絲分裂的基礎(chǔ)，所以可以進(jìn)行適當(dāng)講解，先讓學(xué)生構(gòu)建模型，然后針對(duì)模型中的缺陷進(jìn)行改進(jìn)、完善。學(xué)生通過模型制作對(duì)染色體有直觀的印象。

二、教學(xué)目的要求

簡(jiǎn)明細(xì)胞的減數(shù)分裂并模擬分裂過程中染色體的變化，能說減數(shù)分裂發(fā)生的對(duì)象、時(shí)期、特點(diǎn)和結(jié)果。嘗試制作染色體模型，體驗(yàn)“做中學(xué)”。

三、教學(xué)策略

總體思路是：要充分利用教材和生產(chǎn)生活中的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生從教材或生活中提煉出問題，然后讓學(xué)生親自動(dòng)手探究并歸納總結(jié)，讓學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)。

1.設(shè)置問題情境，引起興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)新知識(shí)的氛圍

先請(qǐng)學(xué)生分析如果生物體通過有絲分裂的方式產(chǎn)生配子，引導(dǎo)學(xué)生回憶有絲分裂的實(shí)質(zhì)是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制以后平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，再通過推理分析得出生殖細(xì)胞的產(chǎn)生不可能以有絲分裂的方式進(jìn)行，從而否定以前的假說，提出新觀點(diǎn)：生殖細(xì)胞的形成可能是通過其他形式進(jìn)行的，而這種新的分裂方式要讓生殖細(xì)胞的染色體數(shù)目減半，這種分裂方式就是我們這節(jié)課所要學(xué)習(xí)的分裂方式——減數(shù)分裂。

2.模型構(gòu)建

課件展示精子形成圖解，學(xué)生動(dòng)手制作模型，讓學(xué)生拿出準(zhǔn)備好的牛奶吸管，不同顏色代表同源染色體，一條來自于父方，一條來自于母方。如果采用課本上的橡皮泥容易成形但不太好展示，用圓形硬紙板代表精原細(xì)胞，以精原細(xì)胞染色體數(shù)2N=4為例，小組為單位模擬減數(shù)分裂各時(shí)期染色體行為。

在制作過程中，有的小組學(xué)生用膠帶將同種吸管的彎頭粘合起來，代表染色體的復(fù)制，用長(zhǎng)頭發(fā)絲代表紡錘絲，將頭發(fā)用膠帶固定在吸管的彎頭上，通過拉動(dòng)頭發(fā)絲帶動(dòng)染色體的運(yùn)動(dòng)。比較有新意，但頭發(fā)絲易斷，所以在制作過程中可以使用黑棉線代替。

讓學(xué)生自己動(dòng)手制作充分討論，學(xué)生制作討論時(shí)，教師巡視、觀察不同小組討論的結(jié)果，并選派小組代表到講臺(tái)講解本小組的模型制作思路，其他小組補(bǔ)充完善。通過動(dòng)手操作讓學(xué)生具體體驗(yàn)在減數(shù)分裂過程中染色體的變化，使抽象物質(zhì)具體化。

小組合作制作模型是引發(fā)課堂互動(dòng)的一個(gè)有效策略，在合作制作過程中，學(xué)生都處于一種相對(duì)放松的心理狀態(tài)下，組員間平等相待，能暢所欲言，不必?fù)?dān)心說錯(cuò)話，因此特別容易激活學(xué)生的思維，為每一位學(xué)生提供了自我表現(xiàn)以及與同伴合作的機(jī)會(huì)，使其可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，在相互合作中共同取得進(jìn)步，彼此將形成一個(gè)真正的“學(xué)習(xí)共同體”。

3.具體講解

減數(shù)分裂的實(shí)質(zhì)是染色體數(shù)目的減半，在減數(shù)分裂的過程中染色體只復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。

a.精子的形成過程：精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸）

減數(shù)第一次分裂

間期：染色體復(fù)制（包括DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成）。

前期：同源染色體兩兩配對(duì)（稱聯(lián)會(huì)），形成四分體。

四分體中的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生交叉互換。

中期：同源染色體整齊排列在細(xì)胞中央赤道板的兩側(cè)。

后期：同源染色體在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞的兩極，非同源染色體自由組合。

末期：細(xì)胞質(zhì)均等分裂，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞形成2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。

減數(shù)第二次分裂（無同源染色體，間期無復(fù)制，很短，有的直接進(jìn)入前期）

前期：染色體散亂地分布在細(xì)胞的中央。

中期：每條染色體的著絲點(diǎn)都排列在細(xì)胞中央的赤道板上。

后期：著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體在紡錘絲的牽引下分別移向細(xì)胞兩極。

末期：細(xì)胞質(zhì)均等分裂，每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成2個(gè)精細(xì)胞，最終共形成4個(gè)子細(xì)胞。

b.精子與卵細(xì)胞的形成過程比較

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c.有絲分裂和減數(shù)分裂圖像的識(shí)別誤區(qū)

（1）染色體數(shù)目的確定

染色體形態(tài)可分為單線型和雙線型（如右圖），當(dāng)染色體復(fù)制完成后，就由單線型變?yōu)殡p線型，無論哪一種形態(tài)，染色體的數(shù)目都等于著絲點(diǎn)的個(gè)數(shù)。只要數(shù)清著絲點(diǎn)的個(gè)數(shù)，染色體的個(gè)數(shù)就知道了。

（2）染色質(zhì)、染色體、染色單體和DNA

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（3）同源染色體的確定

很多學(xué)生對(duì)于圖像的判斷錯(cuò)誤就是由于不知道怎樣去判斷同源染色體。同源染色體的判斷依據(jù)有下面幾點(diǎn)：

①形態(tài)相同，即染色體上的著絲點(diǎn)位置相同。

②大小相同，即兩條染色體的長(zhǎng)度相同。

③來源不同，即一條來源于父方，一條來源于母方（通常用不同的顏色來表示）。

④在減數(shù)分裂過程中能夠相互配對(duì)。

但應(yīng)注意：姐妹染色單體經(jīng)著絲點(diǎn)分裂形成的兩條子染色體不是同源染色體，而是相同染色體，它不滿足一條來自父方，一條來自母方。

實(shí)踐證明，在教學(xué)中能否引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入一種最佳的學(xué)習(xí)情境是教學(xué)成敗的關(guān)鍵。講授減數(shù)分裂這部分內(nèi)容時(shí)，應(yīng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而應(yīng)用多媒體課件輔助教學(xué)，讓學(xué)生自己動(dòng)手制作模型，可以把復(fù)雜的問題具體化，把抽象的問題形象化，動(dòng)中有靜，靜中有動(dòng)，給學(xué)生營(yíng)造了一種良好的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們積極主動(dòng)地參與到課堂教學(xué)中，從而大大提高了課堂教學(xué)效果。

（作者單位 江蘇省石莊高級(jí)中學(xué)）

？誗編輯 馬燕萍