“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”的教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

單柳旭

1教材分析

“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”是人教版高中生物必修一第六章第一節(jié)細(xì)胞增殖后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是觀察細(xì)胞的有絲分裂并概述其過(guò)程，本節(jié)課要求學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，加深對(duì)有絲分裂過(guò)程、特點(diǎn)及意義的理解，還要求學(xué)生掌握有絲分裂裝片制作及數(shù)據(jù)顯微鏡使用的技能。本節(jié)內(nèi)容是學(xué)習(xí)減數(shù)分裂和分子生物學(xué)的前提。

2學(xué)情分析

高一學(xué)生已初步具備觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)并分析問(wèn)題、嘗試解決問(wèn)題的能力，對(duì)制作臨時(shí)裝片的過(guò)程也有了初步了解，有絲分裂有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。但是有絲分裂的過(guò)程與特點(diǎn)比較抽象，教材中關(guān)于有絲分裂臨時(shí)裝片的制作原理、流程比較繁瑣，學(xué)生難以理解，而且常常達(dá)不到理想的觀察的效果。這些為學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的難度。

3教學(xué)目標(biāo)

（1）闡明有絲分裂的過(guò)程、特點(diǎn)和意義。

（2）學(xué)會(huì)制作根尖臨時(shí)裝片，能對(duì)有絲分裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理并得出相關(guān)結(jié)論。

（3）體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程和方法，形成健康生活的意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

4教學(xué)重難點(diǎn)

（1）制作過(guò)期藥物和清水組根尖有絲分裂臨時(shí)裝片。

（2）對(duì)有絲分裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察、分析和處理。

5課前準(zhǔn)備

（1）提前一周，用清水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的板藍(lán)根溶液處理，在相同且適宜的條件下進(jìn)行碗豆生根培養(yǎng)。

（2）課前準(zhǔn)備有關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，如九孔點(diǎn)滴板、解離液、染色液、清水等。

（3）指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)碼顯微鏡的使用，并熟悉有關(guān)軟件的使用方法，便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析。

6教學(xué)過(guò)程

6.1引入真實(shí)問(wèn)題情境

教師播放學(xué)生小“記者”調(diào)查關(guān)于生活中將過(guò)期的藥品隨意丟棄是普遍存在的一種社會(huì)現(xiàn)象的視頻。隨即，教師提問(wèn)：“過(guò)期藥品對(duì)人和動(dòng)物有一定的危害，隨意丟棄后除了破壞環(huán)境外，你知道對(duì)植物的生長(zhǎng)有沒(méi)有影響呢？”

教師再次播放視頻，學(xué)生觀看生物研究性學(xué)習(xí)小組的學(xué)生用本地重要的經(jīng)濟(jì)作物豌豆分別在質(zhì)量的數(shù)為1%的板藍(lán)根溶液和清水中進(jìn)行的生根培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在清水中豌豆生根比較容易，而用1%的過(guò)期板藍(lán)根溶液處理過(guò)的豌豆生根比清水中的慢且長(zhǎng)度更短。

教師提出問(wèn)題：過(guò)期的板藍(lán)根溶液為什么會(huì)影響根的生長(zhǎng)呢？能否從有絲分裂的觀察與分析中找到有關(guān)的原因呢？

通過(guò)這個(gè)情境的創(chuàng)設(shè)，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而使學(xué)生主動(dòng)參與對(duì)有絲分裂過(guò)程、特點(diǎn)的探索發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)過(guò)程，發(fā)展學(xué)生理性思維和科學(xué)探究能力。

6.2利用九孔點(diǎn)滴板簡(jiǎn)化裝片制作流程

人教版教材中關(guān)于植物細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片的制片過(guò)程是解離、漂洗、染色、制片，需要的實(shí)驗(yàn)器材與試劑較多，制作流程也比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)器材及操作流程容易發(fā)生混淆，實(shí)驗(yàn)效果也常常不夠理想。

教師與生物研究性學(xué)習(xí)小組的學(xué)生多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用九孔點(diǎn)滴板來(lái)簡(jiǎn)化臨時(shí)裝片制作過(guò)程，效果非常好。具體做法是：先設(shè)計(jì)活動(dòng)單讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，理解臨時(shí)裝片制作的過(guò)程、操作要領(lǐng)和目的。然后指導(dǎo)學(xué)生如何用九孔點(diǎn)滴板（圖1）來(lái)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程，在第1個(gè)孔里滴入解離液用于根尖的解離，此時(shí)要求剪取的根尖要稍長(zhǎng)一些，便于夾取，制片時(shí)可將多余的部分切去；為了充分漂洗，在第2～7孔內(nèi)滴入蒸餾水進(jìn)行6次漂洗；在第8個(gè)孔內(nèi)滴入染色劑進(jìn)行染色；如果將染色的根尖直接制片，通常視野紫色太深，經(jīng)過(guò)多次嘗試發(fā)現(xiàn)在染色之后再進(jìn)行一次漂洗，細(xì)胞圖像更清晰，所以在第9個(gè)孔內(nèi)滴入蒸餾水用于再漂洗。

制作臨時(shí)裝片進(jìn)行壓片時(shí)，如果采用教材中“蓋上蓋玻片后，在蓋玻片上再加一片載玻片，然后用拇指輕輕地按壓載玻片”的做法，在拿去上層載玻片時(shí)很容易把蓋玻片一并帶走。此處，教師要求學(xué)生用帶橡皮的鉛筆輕輕敲打蓋玻片，使細(xì)胞分散成云霧狀，其效果更好。

6.3利用現(xiàn)代化工具觀察并處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在教學(xué)中用普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)，往往不利于結(jié)果的直觀觀察和小組問(wèn)的分享交流，教師也不能及時(shí)觀察并評(píng)價(jià)學(xué)生的觀察結(jié)果。此時(shí)，教師讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用數(shù)碼顯微鏡，這樣可以直接采集圖像或截取圖片，并在同一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下利用QQ上傳給教師。教師端的數(shù)碼顯微鏡直接連接投影儀，將學(xué)生上傳的圖像展示在大屏幕上，學(xué)生即可進(jìn)行展示和交流，教師也能及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié)，取得了直觀、動(dòng)感、鮮明的教學(xué)效果。如果沒(méi)有數(shù)碼顯微鏡，教師也可以使用手機(jī)固定支架，利用手機(jī)拍攝圖片或視頻，并借助于同屏播放軟件，也可以在大屏幕上進(jìn)行展示交流。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察與分析中，教師對(duì)學(xué)生提出了兩個(gè)要求：①找到植物細(xì)胞有絲分裂各個(gè)典型時(shí)期細(xì)胞，并能繪制處于有絲分裂中期、后期的示意圖（豌豆細(xì)胞染色體數(shù)為2n=14條）；②統(tǒng)計(jì)處于分裂期的細(xì)胞數(shù)和細(xì)胞總數(shù)，計(jì)算分裂指數(shù)，并由此得出有關(guān)結(jié)論。

在學(xué)生展示過(guò)程中，學(xué)生比較容易找到細(xì)胞分裂的各個(gè)時(shí)期，并能準(zhǔn)確繪制中期、后期的細(xì)胞分裂示意圖。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)，學(xué)生能較快統(tǒng)計(jì)出清水組和板藍(lán)根溶液組中處于分裂期的細(xì)胞數(shù)。但是在統(tǒng)計(jì)細(xì)胞總數(shù)時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)細(xì)胞圖像中某些部位由于解離過(guò)度導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)于分散，有些圖像由于解離或壓片的不充分導(dǎo)致細(xì)胞重疊，所以細(xì)胞總數(shù)與實(shí)際值存在一定的誤差。由此，教師要引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作技能，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步修正。

從各小組以及匯總的數(shù)據(jù)，學(xué)生都可以看出板藍(lán)根組的分裂指數(shù)小于清水組，由此可以初步得出“1%過(guò)期板藍(lán)根確實(shí)能影響植物細(xì)胞的分裂從而影響植物的生長(zhǎng)”的結(jié)論。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生知道過(guò)期藥物不能亂扔，應(yīng)該找到正確的處理方法。經(jīng)調(diào)查后，學(xué)生知曉應(yīng)交給定點(diǎn)收購(gòu)過(guò)期藥物的機(jī)構(gòu)，以此增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

6.4適度進(jìn)行拓展延伸和遷移應(yīng)用

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道過(guò)期藥物能影響細(xì)胞分裂，但影響細(xì)胞分裂的因素還有很多。教師引導(dǎo)生物研究小組的學(xué)生查閱資料等方法繼續(xù)進(jìn)行研究，如可以進(jìn)行甲醛、模擬酸雨等條件對(duì)植物生長(zhǎng)的影響的探究活動(dòng)。

7教學(xué)反思

7.1問(wèn)題情境，促進(jìn)探究學(xué)習(xí)

在本節(jié)課中，教師用學(xué)生“記者”拍攝的圖片、視頻呈現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生懂得學(xué)習(xí)的意義，激發(fā)學(xué)生參與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的欲望，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為探究性學(xué)習(xí)，為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。

7.2小組合作，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

教師依據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)態(tài)度等，按照“同組異質(zhì)、組際同質(zhì)”原則，構(gòu)建4～6人的學(xué)習(xí)小組。教師引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)參與課堂，引導(dǎo)學(xué)生利用導(dǎo)學(xué)案自主學(xué)習(xí)、合作探究并積極展示，將“限時(shí)講授、合作學(xué)習(xí)和踴躍展示”的教學(xué)要求充分體現(xiàn)出來(lái)，并凸現(xiàn)學(xué)生的主體地位。

7.3自我體驗(yàn)，滲透情感教育

本節(jié)課從問(wèn)題情境的發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)到課堂探究實(shí)驗(yàn)，均由師生共同合作完成。在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生體會(huì)到生物學(xué)的真問(wèn)題來(lái)自于生活同時(shí)也要服務(wù)于生活，體驗(yàn)到生物學(xué)的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的密切聯(lián)系，從而養(yǎng)成健康的生活方式，形成珍愛(ài)健康、珍愛(ài)生命和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，并逐漸形成具有社會(huì)責(zé)任感的核心價(jià)值觀。