高中生物學(xué)教材中減數(shù)分裂概念的辨析

林靖 陳競維 高峰

生物學(xué)概念是對生物的基本結(jié)構(gòu)、生命原理、現(xiàn)象以及本質(zhì)規(guī)律的闡述，是生物學(xué)知識的重要組成部分，并處于核心位置，是描述或理解生物學(xué)事實(shí)與規(guī)律的基石。同時，教材是學(xué)生獲取生物學(xué)概念的主要途徑，教材中對生物學(xué)概念的表述是否得當(dāng)及準(zhǔn)確，則關(guān)系到學(xué)生對生物學(xué)知識的理解與掌握的正確性與準(zhǔn)確性。

減數(shù)分裂的概念在高中生物學(xué)知識中具有重要的地位，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)中有關(guān)生物繁殖及遺傳與變異等知識的基礎(chǔ)。該概念屬于遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)的內(nèi)容，是高中生物學(xué)的核心概念。在知識結(jié)構(gòu)上，學(xué)生此時一方面已學(xué)習(xí)了與減數(shù)分裂概念有一定聯(lián)系的有絲分裂概念，另一方面減數(shù)分裂概念的學(xué)習(xí)也將為學(xué)生隨后掌握生物的繁殖、遺傳與變異等知識奠定基礎(chǔ)。然而，在不同的高中生物學(xué)教材中，對“減數(shù)分裂”的概念存在一些容易讓學(xué)生混淆的名稱和表述。例如，減數(shù)第一（二）次分裂、減數(shù)分裂第一（二）次或第一（二）次減數(shù)分裂，并對此產(chǎn)生分歧。有的教師認(rèn)為前二個名稱和表述是正確的，而“第一（二）次減數(shù)分裂”則是錯誤的。甚至出現(xiàn)了“一次減數(shù)分裂要經(jīng)歷二次分裂（減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂）”這樣存在明顯數(shù)學(xué)邏輯錯誤的表述。因此，教師有必要對減數(shù)分裂概念涉及的相關(guān)名稱和表述進(jìn)行討論，以便使學(xué)生更準(zhǔn)確地掌握減數(shù)分裂的實(shí)質(zhì)，更深刻地理解其生物學(xué)意義。

1 不同教材中“減數(shù)分裂”概念的名稱和表述

對國內(nèi)出版的多種版本高中生物和高校生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的教材以及美國高中生物主流教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者》中，有關(guān)“減數(shù)分裂”概念的表述進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)不同教材中對“減數(shù)分裂”概念的表述存在較大的差異（表1）。

從整體上看，以上的國內(nèi)外生物學(xué)教材中，均從發(fā)生的位置、時期、染色體與細(xì)胞數(shù)目的變化，對減數(shù)分裂的概念進(jìn)行表述，均體現(xiàn)了減數(shù)分裂的主要特征及實(shí)質(zhì)。即染色體復(fù)制一次，細(xì)胞經(jīng)過兩次連續(xù)的分裂，最終產(chǎn)生的子細(xì)胞的染色體數(shù)目減半。然而不同教材在對減數(shù)分裂的名稱及減數(shù)分裂概念表述存在著一定的差異。

1.1 “減數(shù)分裂”的概念名稱

從表1可見，從整體上看，國內(nèi)高中所使用的各版本生物教材中，將減數(shù)分裂過程中的2個連續(xù)的階段按次序進(jìn)行命名，將其概念名稱表述為減數(shù)第一（二）次分裂;而國外高中或國內(nèi)外高校所使用的各版本生物學(xué)教材中則是使用了羅馬數(shù)字（Ⅰ和Ⅱ）對減數(shù)分裂的兩個連續(xù)的階段進(jìn)行劃分，即減數(shù)分裂Ⅰ或減數(shù)分裂Ⅱ期對減數(shù)分裂的名稱進(jìn)行表述。

1.2 “減數(shù)分裂”的概念表述

由表1可知，國內(nèi)高中生物學(xué)教材著重在細(xì)胞中染色體復(fù)制、細(xì)胞分裂的次數(shù)上，對減數(shù)分裂的概念進(jìn)行表述。國外高中及國內(nèi)大學(xué)生物學(xué)教材則是在此基礎(chǔ)上，著重強(qiáng)調(diào)了減數(shù)分裂中染色體在兩次連續(xù)的階段發(fā)生的變化。在高中生物學(xué)教材中，由于教材的編寫者考慮到高中生對生物知識掌握的有限性，因此在對減數(shù)分裂概念的表述上相對與高校教材來說較為精簡與淺顯，以便于學(xué)生理解與記憶。與國內(nèi)高中生物學(xué)教材相比，國外高中生物學(xué)教材中呈現(xiàn)單倍體、二倍體知識的順序先于減數(shù)分裂，因此使用其來對減數(shù)分裂的概念進(jìn)行闡述。而高校生物學(xué)教材中涉及減數(shù)分裂概念時，面向的是大學(xué)二年級及以上的學(xué)生，該階段的學(xué)生已對高中生物學(xué)知識有了一定的了解，因此教材中在對表述減數(shù)分裂概念時，采用了大量的生物專業(yè)術(shù)語，如同源染色體、單倍體及聯(lián)會等，對其分裂過程進(jìn)行較為詳盡的闡述。

2 生物教學(xué)中減數(shù)分裂概念表述的適切性辨析

2.1 概念表述的適切性辨析

概念是人腦反映客觀事物的本質(zhì)特性的思維形式。概念通常包含三個要素：概念名詞（或概念術(shù)語）、概念的內(nèi)涵及概念的外延。其中概念的內(nèi)涵揭示了概念的本質(zhì)屬性和特點(diǎn)，可以較為準(zhǔn)確地反映概念的本質(zhì);概念名詞或術(shù)語是對概念的指代。所謂概念表述的適切性是指概念表述與概念內(nèi)涵、事實(shí)本質(zhì)等各種相關(guān)因素的協(xié)調(diào)統(tǒng)一程度，并具備合適性與共知性。在實(shí)際的生物教學(xué)中，教師習(xí)慣于用生物學(xué)術(shù)語向?qū)W生傳遞生物學(xué)知識，然而學(xué)生對生物學(xué)基本概念的習(xí)得來源于教材，因此教材在對生物學(xué)概念的表述中應(yīng)注重概念內(nèi)涵的闡述。因此，認(rèn)為一個合理的概念表述應(yīng)該具備有科學(xué)性。只有科學(xué)的生物學(xué)概念才能準(zhǔn)確地反映出生物學(xué)事實(shí)、本質(zhì)規(guī)律及特征，從而引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)正確的生物學(xué)概念結(jié)構(gòu)體系。

《英漢細(xì)胞與分子生物詞典》將“分裂”一詞定義為：細(xì)胞通過生化合成和代謝變化而增大體積并分裂成兩個子細(xì)胞的過程。細(xì)胞分裂是細(xì)胞增殖的前提和基礎(chǔ)?？梢?，“減數(shù)分裂”的命名是符合這一定義的。同時，減數(shù)分裂具有分裂的特征：經(jīng)過了染色體的復(fù)制、分離、胞質(zhì)的分裂最終形成了子細(xì)胞的一系列過程。

在減數(shù)分裂中，染色體的復(fù)制與分離保持了生物體前后代染色體數(shù)目恒定，維持了遺傳穩(wěn)定性;同源非姐妹染色單體互換、非同源染色體自由組合增強(qiáng)了生物遺傳的變異性，由此可以看出染色體的行為是減數(shù)分裂過程中最本質(zhì)的特征?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》在遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)部分的要求是：闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂，并模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化，觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂。因此，筆者認(rèn)為，在表述減數(shù)分裂這一概念時，應(yīng)該把重點(diǎn)放于減數(shù)分裂中的染色體行為以及其分裂的結(jié)果上，如表1中《細(xì)胞和分子生物學(xué)（概念和實(shí)驗(yàn)）》中對減數(shù)分裂的表述。

另外從語義學(xué)角度考慮，使用“減數(shù)分裂Ⅰ”和“減數(shù)分裂Ⅱ”對減數(shù)分裂進(jìn)行表述，能很明確地表明減數(shù)分裂所經(jīng)歷的為兩個階段。而在國內(nèi)高中的生物學(xué)教材中，用名詞（減數(shù)分裂）與序數(shù)詞（第一次或第二次）組合來表述減數(shù)分裂，由于名詞與序數(shù)詞的語序存在不同組合，則對學(xué)生學(xué)習(xí)減數(shù)分裂概念產(chǎn)生了干擾，人為“制造”了學(xué)習(xí)難度。同時，由于不同組合的語義存在一定的差異，無論是“減數(shù)分裂第一（二）次”，還是“第一（二）次減數(shù)分裂”都容易產(chǎn)生歧義：既可以認(rèn)為是一個完整的減數(shù)分裂中相繼發(fā)生的兩個階段，也可以理解為兩次獨(dú)立的減數(shù)分裂過程的相繼發(fā)生。

2.2 概念表述與學(xué)生認(rèn)知水平的適切性辨析

考慮到學(xué)生的感性認(rèn)識、思維加工方式、學(xué)科知識的前概念等因素的影響。教材中生物學(xué)概念的表述是否合理取決于其是否有利于學(xué)生對概念的認(rèn)知與運(yùn)用。高中階段的學(xué)生雖已具備了一定的認(rèn)知與辨析的能力，分析思維的目的性、連續(xù)性、邏輯性已初步建立，但并不完善。同時，生物學(xué)中的概念較為抽象，概念之間的相關(guān)性強(qiáng)，關(guān)系復(fù)雜。學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念前或正學(xué)習(xí)新概念時，已經(jīng)學(xué)習(xí)的相關(guān)概念或是從字面上理解概念的表述就有可能造成認(rèn)知差異，形成錯誤的前概念。因此，在尊重高中階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平的前提下，高中生物學(xué)教材在能夠清晰、準(zhǔn)確地表述概念內(nèi)涵時，其表述應(yīng)注重與其他相關(guān)概念相區(qū)分，即具有區(qū)分性。與此同時，在概念的表述中，應(yīng)該盡量突出該概念內(nèi)涵中的特有性質(zhì)，弱化其他屬性，以增強(qiáng)生物學(xué)概念的可讀性。

由表1可見，國內(nèi)中學(xué)生物學(xué)教材側(cè)重在細(xì)胞中染色體復(fù)制、細(xì)胞分裂的次數(shù)上對減數(shù)分裂的概念進(jìn)行闡釋，其實(shí)質(zhì)是在逆向思維上，從減數(shù)分裂的結(jié)果——染色體數(shù)目“減半”上，引導(dǎo)學(xué)生反推出減數(shù)分裂的過程。而國外中學(xué)及國內(nèi)大學(xué)的生物學(xué)教材對其表述則是從正向思維上先描述減數(shù)分裂的過程，進(jìn)而推導(dǎo)出其分裂的結(jié)果，并著重強(qiáng)調(diào)了減數(shù)分裂中染色體在兩次連續(xù)的階段中發(fā)生的變化，同時運(yùn)用“二倍體”與“單倍體”對染色體在經(jīng)歷兩次連續(xù)分裂前后的數(shù)目變化進(jìn)行闡述。國內(nèi)現(xiàn)行高中生物學(xué)教材對減數(shù)分裂概念的表述并沒有凸顯出染色體分別在兩次連續(xù)的分裂階段中的行為變化，從而使得學(xué)生在理解其概念時難以分辨減數(shù)分裂的主要特征。除此之外，從逆向思維上引導(dǎo)學(xué)生理解減數(shù)分裂的過程，一定程度上加大了學(xué)生對減數(shù)分裂概念學(xué)習(xí)的難度。高校教材雖然在對減數(shù)分裂概念表述時較為具體、詳盡，但文字較多，并具有一定的深度，因此不適用于高中教學(xué)。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)有國內(nèi)高中生物學(xué)教材中對減數(shù)分裂的名稱和表述并不準(zhǔn)確，并容易導(dǎo)致學(xué)生記憶和理解的混亂，人為增加教學(xué)難度。筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)廢除易于混淆的用名稱與序數(shù)詞組合表述減數(shù)分裂的概念名稱，如：減數(shù)分裂第一次、減數(shù)分裂第二次、第一次減數(shù)分裂、第二次減數(shù)分裂等;并且將減數(shù)分裂的過程概括為“一次減數(shù)分裂經(jīng)歷一次復(fù)制，兩個階段，兩次分離”，即“在減數(shù)分裂過程中，DNA只復(fù)制一次，在兩個連續(xù)的階段（減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ）中，分別發(fā)生二次分離（同源染色體間和姊妹染色單體間），從而形成含有單倍染色體的生殖細(xì)胞”。

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