高中生物中抽象過程的形象化理解例說

蔣旭琴

【摘要】 高中生物的教學內(nèi)容中有許多抽象的知識點，學生難以理解和準確把握，而此部分知識點又往往成為生物教學成功與否的關(guān)鍵。如何讓抽象的知識點形象化、具體化，也一直困擾著眾多生物教學工作者。本文以細胞分裂增殖過程中染色體行為變化為例，通過邏輯引導分析發(fā)現(xiàn)和實操模擬的方法，形象的把細胞有絲分裂和減數(shù)分裂過程給展現(xiàn)了出來，加深了學生對知識點的理解，也提大大提升了學生的學習興趣和主動性。

【關(guān)鍵詞】 細胞分裂 發(fā)現(xiàn)學習 染色體行為變化 意義學習

【中圖分類號】 G633.91 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）11-100-02

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布魯納在1996年出版的《教學理論的探討》中指出：教師從事知識教學時，要配合學生的經(jīng)驗將教材進行適當組織，要使學生在學習情境中通過主動發(fā)現(xiàn)獲得知識。高中生物的教學內(nèi)容中有許多抽象的知識點，由于學生缺乏足夠的感性經(jīng)驗，單純采用粉筆加黑板和多媒體的授課方式，難以達到授課所期許的教學效果。以細胞分裂增殖過程中染色體行為變化為例，由于該知識點較為抽象，需要學生深刻理解各個階段染色體出現(xiàn)的行為變化特點和各個階段細胞內(nèi)部各種結(jié)構(gòu)相應(yīng)的變化，否則學生很難做出正確的有絲分裂和減數(shù)分裂數(shù)量變化曲線圖，更無法辨別各階段有絲分裂及減數(shù)分裂模式圖。

在奧蘇伯爾的學習理論中，分別從學習材料與學習者原有知識的關(guān)系和學習進行的方式兩個維度，將學習區(qū)分為機械學習與意義學習、接受學習與發(fā)現(xiàn)學習。在機械學習中，學習的內(nèi)容是以定論的形式傳授給學生的，對學生而言，學習不包括任何發(fā)現(xiàn)，只要求他們把教學內(nèi)容加以內(nèi)化，結(jié)合到自己的認知結(jié)構(gòu)之內(nèi)；而在發(fā)現(xiàn)學習中，學習的內(nèi)容不是現(xiàn)成地給予學生的，而是在學生內(nèi)化之前，必須由他們自己去發(fā)現(xiàn)這些內(nèi)容，然后再將發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容與自己已有知識相結(jié)合聯(lián)系。顯然，根據(jù)目前新課程的要求，要想課堂做到真正的高效，結(jié)合學生已有的知識經(jīng)驗開展形象化教學是行之有效的途徑。

目前在講解有絲分裂的過程時，傳統(tǒng)的教學模式是先給學生觀看有絲分裂和減數(shù)分裂各階段的連續(xù)動畫，接下來再逐個分析每個階段細胞內(nèi)會出現(xiàn)的特點，并讓學生記住每個階段的特點，再通過練習來鞏固相關(guān)的知識點。這樣的方法學生只能被動機械的接受有絲分裂各時期的特點，然后通過重復記憶來進行強化，學生很難對相關(guān)知識進行再加工，因此要讓學生內(nèi)化相關(guān)知識到原有的認知結(jié)構(gòu)中存在很大的難度。

本文中，針對細胞增殖過程中染色體行為變化這一知識點，通過從細胞分裂的結(jié)果倒推分析和發(fā)現(xiàn)細胞分裂過程中染色體的行為變化和實操模擬相結(jié)合的教學方式，首先引導學生主動的思考和理解染色體各時期的行為變化，然后讓學生利用塑料管子模擬有絲分裂和減數(shù)分裂各階段染色體行為，較好的加深了學生對該知識點的理解，也提升了學生的學習興趣，達到對知識的意義學習。

回到該教學案例中，細胞分裂增殖有兩個關(guān)鍵知識點：有絲分裂和減速分裂。對于有絲分裂，教師向?qū)W生提供“先行組織者”：有絲分裂的目的是增加細胞數(shù)目由一個細胞分裂成兩個，且新形成的兩個細胞要與原來的母細胞一樣（遺傳物質(zhì)相同）。據(jù)此引導，學生發(fā)現(xiàn)細胞要進行分裂，需要將遺傳物質(zhì)（染色體）復制一份，即分裂間期要完成染色體的復制這一物質(zhì)準備過程，再進行遺傳物質(zhì)的平均分配，這是分裂期細胞所有行為的終極目標。（見下圖）

在此基礎(chǔ)上，教師引導學生分析：分裂期細胞內(nèi)應(yīng)該要出現(xiàn)一些什么樣的行為以準確保證染色體平均分配到兩個細胞中。繼而學生思考為什么有絲分裂前期細胞中的染色體會由絲狀的染色質(zhì)絲變成高度螺旋化、縮短變粗成染色體，中期所有染色體都會在赤道板平面“站隊”，直到后期著絲點一分為二，兩條子染色體被牽引移向細胞的兩極，末期細胞質(zhì)分裂，細胞由一個分裂成兩個。而伴隨著染色體行為變化的，細胞內(nèi)會出現(xiàn)紡錘體結(jié)構(gòu)，前期核膜消失、核仁解體，末期重新出現(xiàn)。學生把染色體的抽象行為進行具體形象化認識后，動手用小塑料管模擬有絲分裂前、中、后、末四個時期染色體的行為變化過程，以直觀形象的方式將四個時期染色體行為變化呈示出來以加深對該過程的理解。

對于減數(shù)分裂，則必須讓學生把握減數(shù)分裂概念中的兩個關(guān)鍵知識點。一、減數(shù)分裂的特點：染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次；二、減數(shù)分裂的結(jié)果：成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞減少一半。抓住減數(shù)分裂的特點和結(jié)果，教師在黑板上畫出含有四條（兩對）染色體的原始生殖細胞，讓學生根據(jù)減數(shù)分裂的概念和特點畫出染色體復制結(jié)束后、減數(shù)第一次分裂結(jié)束后及減數(shù)第二次分裂結(jié)束后的細胞內(nèi)染色體情況。

顯然，學生畫出來的圖容易出現(xiàn)圖1和圖2兩種結(jié)果，而該結(jié)果也展現(xiàn)出大多數(shù)學生對該知識點的理解。此時可以針對學生的展示結(jié)果進行分析和釋疑，最終達到統(tǒng)一，肯定正確結(jié)果圖1。在此基礎(chǔ)上老師引導學生觀察發(fā)現(xiàn)減數(shù)第一次分裂達到的目的是使每對同源染色體分開進入兩個子細胞中，而減數(shù)第二次分裂應(yīng)達到的目的是每條染色體的著絲點分裂，姐妹染色單體進入兩個子細胞中。然后啟發(fā)學生思考減數(shù)第一次分裂過程中如何來準確保證每對同源染色體分開進入兩個子細胞；學生認識到減Ⅰ同源染色體聯(lián)會形成四分體的必要性，繼而每對同源染色體需先排列在赤道板平面的兩側(cè)，再彼此分離。在有絲分裂知識的基礎(chǔ)上，學生認同減數(shù)第二次分裂的實質(zhì)與有絲分裂的分裂期是一致的。學生再通過觀看減數(shù)分裂的動畫對這一形象的過程進一步具體化。學生據(jù)此畫出減數(shù)分裂各時期的細胞圖象。

建構(gòu)主義認為：學習總是和一定的情境相聯(lián)系的，利用自己的原有生活經(jīng)驗和其他人的幫助，借助必要的學習資料，通過有效的意義建構(gòu)方式而獲得。通過創(chuàng)設(shè)形象化的實際情境進行學習，可以用生動的、直觀的形象來激發(fā)學生有關(guān)知識的記憶、經(jīng)驗，從而使學習者能利用原有的認知結(jié)構(gòu)中有關(guān)的生活經(jīng)驗去驗證當前的新知識。通過上述的分析、引導與發(fā)現(xiàn)，細胞增殖過程中染色體行為變化的抽象過程被具體形象化了，學生不再機械地學習與接受每一個時期的特點，而是通過形象而又富有邏輯的方式理解了有絲分裂和減數(shù)分裂的每一個過程中染色體和細胞出現(xiàn)的具體行為，在此基礎(chǔ)上研究有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體、DNA、染色單體等的數(shù)量變化及相關(guān)曲線的繪制不再是難點，而通過比較有絲分裂和減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂的圖像，學生在教師點撥下找出三者之間的區(qū)別，從而能順利辨析各時期細胞分裂圖像。

此種方式開展細胞增殖的課堂教學，整節(jié)課學生的思維是活躍的，不斷地在對細胞分裂過程中的特點進行同化和順應(yīng)，激發(fā)了學生的學習興趣，促使學生感情的參與，誘發(fā)他們的好奇心，使學生產(chǎn)生強烈的學習動機，學習的主動性得到了體現(xiàn)，學習的效果得到了不同程度的提升，極大地改善了過去只能無條件地接受和儲存外界輸入的信息，靠機械記憶和意志來維持的學習方式，在某種程度上提高了生物課堂的教學效率！

[ 參 考 文 獻 ]

[1]劉恩山.中學生物學教學論.高等教育出版社，2013，41-42.

[2]陳琦，張建偉.建構(gòu)主義學習觀要義評析.華東師范大學學報（教育科學版），1998，1.endprint