基于APOS理論進(jìn)行“細(xì)胞的分化”一節(jié)的概念教學(xué)設(shè)計(jì)

張 呂

(浙江省嵊州愛(ài)德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 312400)

1 教學(xué)分析

細(xì)胞分化是浙科版高中生物學(xué)教材《分子與細(xì)胞》第4章第2節(jié)“細(xì)胞的分化”中的核心內(nèi)容，既是對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能、分裂等知識(shí)的拓展和延伸，又可為學(xué)習(xí)細(xì)胞的全能性、遺傳與變異中“基因控制蛋白質(zhì)的合成”、細(xì)胞工程和胚胎工程奠定基礎(chǔ)。其中教學(xué)重點(diǎn)是細(xì)胞分化的概念，教學(xué)難點(diǎn)是細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)。學(xué)生雖然在初中階段已學(xué)過(guò)有關(guān)組織、器官、系統(tǒng)的知識(shí)，對(duì)于細(xì)胞分化的例子有一定的感性認(rèn)識(shí)，并且此前也學(xué)過(guò)有絲分裂等相關(guān)內(nèi)容，但他們對(duì)細(xì)胞分化概念的理解存有一些困難。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)本節(jié)有效的概念教學(xué)，作者應(yīng)用美國(guó)學(xué)者杜賓斯基等提出的“活動(dòng)-過(guò)程-對(duì)象-圖式”(action-process-object-scheme，APOS)理論的四個(gè)教學(xué)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 概述細(xì)胞分化的概念；認(rèn)識(shí)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)；理解細(xì)胞分化的意義。

2.2 能力目標(biāo) 培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、知識(shí)遷移應(yīng)用的能力。

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 通過(guò)對(duì)細(xì)胞生命過(guò)程更完整的認(rèn)識(shí)，樹(shù)立辯證唯物主義的自然觀，逐步建立科學(xué)的世界觀。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 活動(dòng)階段 (感受概念) 通過(guò)舊知導(dǎo)入，做好鋪墊，讓學(xué)生在回憶以前知識(shí)的基礎(chǔ)上自然進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極參與到新課的學(xué)習(xí)中；創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，在活動(dòng)中思考問(wèn)題,得出形成概念的相關(guān)重要特征(設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)1、2)。

舊知導(dǎo)入，做好鋪墊(環(huán)節(jié)1)： 利用多媒體播放人的胚胎發(fā)育過(guò)程的視頻，提出問(wèn)題：個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是什么？受精卵發(fā)育成個(gè)體的過(guò)程中細(xì)胞由少變多，依靠的是什么？那么一個(gè)受精卵，如果只進(jìn)行細(xì)胞分裂和細(xì)胞生長(zhǎng)，能不能形成具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的生物體呢？細(xì)胞除了要進(jìn)行細(xì)胞分裂之外，還需要進(jìn)行怎樣的變化呢？通過(guò)一系列問(wèn)題的引導(dǎo)，借助師生對(duì)話自然導(dǎo)入課題“細(xì)胞的分化”。

分析圖示，概括概念(環(huán)節(jié)2)：教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：我們知道人體內(nèi)的紅細(xì)胞有運(yùn)輸氧氣的功能，但它們只有120 d的壽命，而且沒(méi)有細(xì)胞核，不能進(jìn)行細(xì)胞分裂。那么這些紅細(xì)胞是如何形成的呢？

學(xué)生在活動(dòng)中積極思考討論，教師利用課件展示造血干細(xì)胞分化形成各種血細(xì)胞的示意圖，讓學(xué)生觀察和思考由造血干細(xì)胞產(chǎn)生的各種血細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上的差異，從而形成對(duì)細(xì)胞分化的初步認(rèn)識(shí)。

3.2 過(guò)程階段 (獲得概念) 幫助學(xué)生自主構(gòu)建細(xì)胞分化的概念，落實(shí)概念的生成,培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和語(yǔ)言表達(dá)能力(設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)3)。

總結(jié)歸納，獲得概念(環(huán)節(jié)3)：教師展示人體另一些不同細(xì)胞的圖片，并簡(jiǎn)要介紹其形態(tài)結(jié)構(gòu)以及功能的不同。提問(wèn)：想一想這些不同的細(xì)胞來(lái)自哪里？接著展示這些細(xì)胞的來(lái)源，讓學(xué)生歸納總結(jié)，獲得細(xì)胞分化的概念。

在教師的引導(dǎo)下，先讓學(xué)生嘗試用自己的語(yǔ)言說(shuō)出細(xì)胞分化的概念，然后師生共同總結(jié)并以板書(shū)的形式準(zhǔn)確歸納出概念，再讓學(xué)生找出該概念中的關(guān)鍵詞，深入理解細(xì)胞分化的概念。

3.3 對(duì)象階段 (理解概念) 通過(guò)小組活動(dòng)探討細(xì)胞分化的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作探究的能力。理論聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)事例讓學(xué)生總結(jié)得出細(xì)胞分化的特點(diǎn)，加深理解和記憶。教師給予學(xué)生思考討論的時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)問(wèn)題多發(fā)言。從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行整理和構(gòu)建完整的概念圖的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以利于知識(shí)的理解和掌握，充分鍛煉學(xué)生的發(fā)散性思維(設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)4、5、6)。

模擬過(guò)程，認(rèn)識(shí)本質(zhì)(環(huán)節(jié)4)： 教師提出問(wèn)題：細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)差異僅僅是細(xì)胞分化的表面現(xiàn)象，那么出現(xiàn)這些差異的本質(zhì)原因是什么呢？由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上會(huì)發(fā)生差異性，是不是遺傳物質(zhì)發(fā)生了變異？

學(xué)生聯(lián)系細(xì)胞增殖的有關(guān)知識(shí)，進(jìn)行分析討論，得出結(jié)論：同一個(gè)體的每個(gè)細(xì)胞都由受精卵有絲分裂產(chǎn)生，含有相同的遺傳物質(zhì)。

小組活動(dòng)：以小組為單位探討，未成熟的紅細(xì)胞和肌肉細(xì)胞這兩種細(xì)胞分別有以下哪些物質(zhì)？請(qǐng)將字母代號(hào)寫(xiě)在細(xì)胞下面。

師生歸納得出：生物與生物之間、細(xì)胞與細(xì)胞之間存在差異，主要是執(zhí)行生命功能的蛋白質(zhì)不同，蛋白質(zhì)的種類(lèi)、數(shù)量的不同構(gòu)成了細(xì)胞之間形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的差異。

教師追問(wèn)：為什么同一個(gè)生物體的各個(gè)細(xì)胞所含有的遺傳物質(zhì)相同，形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻有很大的差異？比如高考結(jié)束后，擺在相同分?jǐn)?shù)的學(xué)生面前的學(xué)校是一樣的，那為什么最后進(jìn)入的學(xué)校卻不一樣呢？

學(xué)生討論歸納得出：由同一個(gè)受精卵發(fā)育而來(lái)的肌肉細(xì)胞和未成熟的紅細(xì)胞擁有相同的遺傳物質(zhì)，但遺傳信息的執(zhí)行情況不同。

教師聯(lián)系生活實(shí)例，以工廠類(lèi)比生物體，以工廠的分工類(lèi)比細(xì)胞分化。講解工廠中的人各司其職，相互配合，有利于提高生產(chǎn)效率。

學(xué)生總結(jié)歸納出細(xì)胞分化的意義。

快速判斷，總結(jié)特性(環(huán)節(jié)5)：教師提出問(wèn)題情境：下列事實(shí)分別說(shuō)明了細(xì)胞分化的哪一特征？

資料1 細(xì)胞分化發(fā)生在整個(gè)生命進(jìn)程中。

資料2 黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類(lèi)型的細(xì)胞。

資料3 造血干細(xì)胞→原紅細(xì)胞→早幼紅細(xì)胞→中幼紅細(xì)胞→晚幼紅細(xì)胞→ 成熟紅細(xì)胞→死亡

完善概念圖(環(huán)節(jié)6)：前面幾個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)于細(xì)胞分化有了一定的了解，但怎樣把這部分知識(shí)內(nèi)化呢？通過(guò)教師引導(dǎo)學(xué)生回顧知識(shí)，構(gòu)建如下知識(shí)體系：

3.4 圖式階段 (聯(lián)系概念) 檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)于已學(xué)概念是否正確理解和是否具備相似概念的辨析能力。同時(shí)，以此作為引子，為后階段介紹細(xì)胞的全能性作好鋪墊(設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)7)。

縱橫聯(lián)系，延伸概念(環(huán)節(jié)7)：學(xué)生通過(guò)填寫(xiě)表格，比較細(xì)胞的分裂與細(xì)胞的分化在“細(xì)胞變化、發(fā)生時(shí)間和在個(gè)體發(fā)育中的意義”等方面有哪些不同點(diǎn)，從而明確兩者的關(guān)系。

教師提出問(wèn)題：既然細(xì)胞分化具有持久性、普遍性和不可逆性。那么已經(jīng)分化的細(xì)胞，還能像早期胚胎細(xì)胞一樣，再分化成其他細(xì)胞嗎？

師生共同討論得出：細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的選擇性表達(dá)，說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)有一套完整的遺傳物質(zhì)(遺傳信息)，只是沒(méi)有被表達(dá)出來(lái)。也就是說(shuō)細(xì)胞具備發(fā)育成一個(gè)完整生物個(gè)體的能力。如果將一個(gè)細(xì)胞的遺傳信息按照一定的規(guī)則表達(dá)出來(lái)，那么這個(gè)細(xì)胞及其子細(xì)胞就可以發(fā)育成一個(gè)完整的生物體，自然而然地引出細(xì)胞的全能性，為下一概念的教學(xué)做好鋪墊。

4 教學(xué)反思

APOS理論指導(dǎo)下的概念教學(xué)讓學(xué)生逐步感受、獲得、理解、聯(lián)系概念，能夠更好地幫助學(xué)生把握概念。本節(jié)教學(xué)中，教師面向全體學(xué)生，一方面以能力培養(yǎng)為本位，以概念的構(gòu)建為目標(biāo)，以問(wèn)題探討為主要教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深進(jìn)行概念探討，實(shí)現(xiàn)有效的概念教學(xué)；另一方面注意與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，利用身邊的生活實(shí)例創(chuàng)設(shè)情境，把知識(shí)形象化、直觀化，讓學(xué)生因知識(shí)的親近而喜歡生物學(xué)，從而達(dá)到 “引生活之源，活生物之水”的目的。