突出科學(xué)素養(yǎng)的生物學(xué)課堂教學(xué)
——“細胞增殖”教學(xué)節(jié)錄與反思

一、教學(xué)實錄

1.創(chuàng)設(shè)情境，任務(wù)驅(qū)動。

師：生物都要經(jīng)歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命歷程。生命增殖是通過細胞分裂實現(xiàn)的。細胞是如何分裂的？我們可以通過制作洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片來觀察。請同學(xué)們根據(jù)實驗方案進行實驗操作。

學(xué)生實驗操作，利用iPad拍攝制作好的裝片并上傳到局域網(wǎng)。

師：在制作洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片過程中我們對細胞進行了染色，使得染色體便于觀察，大部分同學(xué)的顯微照片非常清晰，那請同學(xué)們利用自己拍攝的照片，根據(jù)圖中細胞的不同特征來對細胞進行分類，找出哪種類型細胞最多，思考原因，并對不同類型細胞在分裂中的出現(xiàn)順序進行排列。照片不清晰的同學(xué)可以分享其他小組照片。

學(xué)生閱讀課文，對照課文插圖和照片，小組合作完成任務(wù)。教師巡回指導(dǎo)，了解進展。

2.提出問題，激疑討論。

師：我們學(xué)習(xí)細胞分裂過程，特別要關(guān)注染色體。前面學(xué)過染色體是遺傳物質(zhì)的載體，它也是細胞分裂的主角。大家思考這樣一個問題：一個植物細胞經(jīng)過有絲分裂，形成兩個子細胞，子細胞里的染色體和原來細胞里的染色體數(shù)量一樣嗎？它會有變化嗎？

生：不會。

師：那有絲分裂過程中染色體數(shù)量是如何保持穩(wěn)定的？這就是我們要著重解決的問題。問題的解決需要我們首先建構(gòu)核心概念。什么是細胞周期？染色體、染色質(zhì)和染色單體相互是什么關(guān)系？什么是紡錘體？有什么作用？什么是赤道板？請大家閱讀教材，初步理解這些核心概念。

學(xué)生閱讀課文，小組討論，準(zhǔn)備發(fā)言。師生通過對話首先明確細胞周期定義及起止點，然后教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)染色體和染色質(zhì)的關(guān)系，復(fù)習(xí)染色體數(shù)量的計算是以著絲點為單位。

師：請看下圖中左邊的染色體和右邊的有何區(qū)別？

生：染色體以著絲點來計算，所以左邊是一條，右邊也是一條。右邊的染色體由兩條姐妹染色單體組成。

師：那么一條染色體是如何變成兩條姐妹染色單體連在一起的染色體的？在什么時候完成這種變化？

生：這個過程叫復(fù)制。在分裂間期完成復(fù)制。

師：能重新變回嗎？怎么變回呢？

生：著絲點分裂。

師：好，著絲點分裂，姐妹染色單體分開，我們得到一個過程圖：，那分開后染色體數(shù)量發(fā)生了什么變化？

生：一條染色體分裂為兩條，數(shù)量增加了。

師：分開的過程發(fā)生在什么時候？什么原因?qū)е碌模?/p>

生：后期。因為著絲點分裂，兩個姐妹染色單體分裂為兩個染色體。

師：好，我們看到因為著絲點分裂導(dǎo)致細胞中染色體數(shù)量增多，那子細胞如何與原來細胞保持相等的染色體呢？

生：細胞中的染色體會分開，平均分到兩個子細胞中去。

師：如何保證在有絲分裂過程中染色體平均分配不發(fā)生差錯呢？

教師引導(dǎo)學(xué)生再次閱讀課本，理解紡錘體的功能，理解細胞分裂過程中染色體排列于赤道板的原因。

3.概括總結(jié)，提升能力。

在教師幫助下，學(xué)生概括出有絲分裂各時期染色體的具體變化（下表），總結(jié)出有絲分裂整個過程中染色體的總體變化是復(fù)制與平均分配。

細胞周期間期中期 后期 末期染色體變化染色質(zhì)螺旋化變成染色體染色質(zhì)（體）復(fù)制染色體排列在赤道板中央分裂期前期著絲點分裂，姐妹染色單體分開，染色體加倍染色體平均分開，進入子細胞中去特征復(fù)制平均分配

教師在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考，從宏觀的角度來理解微小的細胞中核膜有規(guī)律的消失和重現(xiàn)的意義：核膜消失是為了方便染色體的平均分配，核膜重現(xiàn)是為了保護染色體發(fā)揮遺傳物質(zhì)的功能。

4.再次觀察，深入理解。

教師再次組織學(xué)生進行小組活動，在顯微照片中找到各時期的典型細胞，并說出判斷的理由，觀察照片中哪個時期的細胞數(shù)量最多，原因是什么。

小組活動結(jié)束后，各小組積極搶答，教師將各小組照片顯示于多媒體屏幕，學(xué)生上前指認，說明判斷依據(jù)，加深對細胞分裂過程的理解，增強讀圖能力。

5.模擬操練，掌握規(guī)律。

為了使學(xué)生深刻認識植物細胞有絲分裂過程，掌握染色體的變化規(guī)律，教師提供了扭扭棒、雙面膠、A4紙等材料，要求學(xué)生小組利用材料模擬植物細胞（體細胞有四條染色體）有絲分裂過程中染色體的變化，重點展示前期、中期、后期細胞中染色體的形態(tài)、數(shù)量及排列方式，深刻體會染色體在有絲分裂過程中的變化規(guī)律。

教師巡回指導(dǎo)，釋疑解惑。

6.活動展示，評價成果。

通過充分的合作活動，各小組紛紛完成了三個時期的細胞分裂染色體圖，并踴躍展示。教師將評價權(quán)利交給學(xué)生，讓學(xué)生相互評價，指出需要改進之處，起到了積極的鞏固作用。

教師適時提出延伸問題，拓展學(xué)生思路，激發(fā)進一步的學(xué)習(xí)熱情：如何用曲線來描述有絲分裂過程中染色體的數(shù)量變化規(guī)律？DNA又是如何變化的？動物細胞的有絲分裂和植物一樣嗎？

二、教學(xué)反思

1.突出主干，凸顯學(xué)科思想教育。

在這節(jié)課教學(xué)設(shè)計時，筆者刪繁就簡，突出主干，抓住一個關(guān)鍵問題反復(fù)設(shè)問：細胞分裂如何做到分裂前后保證染色體的穩(wěn)定性？通過這個關(guān)鍵問題的引導(dǎo)，學(xué)生的思路始終在圍繞解決這個問題而展開。筆者步步設(shè)問，不斷深化，不斷引導(dǎo)學(xué)生深入思考細胞有絲分裂的重要特征是染色體的復(fù)制與平均分配，學(xué)生對細胞精巧的結(jié)構(gòu)與精準(zhǔn)的分裂過程尤為贊嘆，從而加深了對細胞分裂過程所承載的生命觀點、穩(wěn)態(tài)的觀點、遺傳與變異的觀點及結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點的體會。

2.注重能力，培養(yǎng)理性思維方法。

在教學(xué)過程中，筆者通過層層遞進的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)一種理性的思維方式，從紛繁的、似乎無序的細胞分裂顯微照片中理出頭緒、找出規(guī)律，抽絲剝繭、條分縷析，從細胞的數(shù)量占比多少聯(lián)系到分裂周期中不同時期的長短占比，實現(xiàn)了空間到時間的轉(zhuǎn)化，這對學(xué)生理性思維方法的提升是大有裨益的。在教學(xué)結(jié)束時，筆者提出將細胞有絲分裂過程中染色體、DNA變化規(guī)律用曲線的形式來表示，這使得理性思維的培養(yǎng)延伸到課后。

3.積極探究，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體。

本堂課筆者沒有過多的講解，而是針對教學(xué)重點組織了三個大的活動，一是學(xué)生自己動手制作洋蔥根尖細胞分裂裝片，二是對洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片照片的解讀，三是學(xué)生利用下發(fā)材料模擬細胞有絲分裂過程并展示。學(xué)生知識的獲得主要來自于他們自己的實驗探究和各種活動，符合生物學(xué)科學(xué)習(xí)特點。筆者積極利用學(xué)生原有知識作為新知識的生長點和附著點，將教材思路轉(zhuǎn)化為學(xué)生認知的思路，例如將自己制作的裝片照片與課文插圖對照學(xué)習(xí)。學(xué)生在“最近發(fā)展區(qū)”活動，他們開展了小組合作和學(xué)習(xí)競賽，分享了探究的成果，生生互動、相互評價，享受了學(xué)習(xí)的樂趣。

4.設(shè)備更新，展現(xiàn)現(xiàn)代科技魅力。

在教學(xué)中，筆者積極利用多媒體等科技設(shè)備，使課堂教學(xué)本身成為展現(xiàn)科技魅力的秀場。多媒體的即時展播，使學(xué)生第一時間與同學(xué)分享了自己的實驗成果，直觀地展示了細胞中的微小變化，也使學(xué)生一睹生命之神奇，驚訝于細胞結(jié)構(gòu)之精密。iPad被用于學(xué)生模擬操作的即時直播，使課堂生成的各類錯誤，轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源而得到充分利用。