以“減數(shù)分裂”課例談圍繞核心概念的教學(xué)

譚連桂

摘 要：針對在“減數(shù)分裂”教學(xué)中存在的問題，在分析減數(shù)分裂所涉及相關(guān)核心概念的下位概念基礎(chǔ)上，提出怎樣圍繞核心概念組織“減數(shù)分裂”的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：減數(shù)分裂;核心概念;教學(xué)

生物學(xué)教學(xué)應(yīng)該從學(xué)科的本質(zhì)和認(rèn)知基本規(guī)律出發(fā)，圍繞核心概念展開。那么，圍繞核心概念組織教學(xué)的價(jià)值能體現(xiàn)在哪些地方呢？筆者認(rèn)為核心概念能作為聯(lián)系多個(gè)概念的“暗線”，首先，是能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新知識、建立知識網(wǎng)絡(luò)的組織架構(gòu)、是學(xué)生理解更深層次問題和形成科學(xué)的持久的世界觀的基礎(chǔ)。其次，核心概念能很好地幫助學(xué)生學(xué)會思維和遷移，實(shí)現(xiàn)對概念的理解。最后，核心概念還是學(xué)生探究和解決實(shí)際問題的重要工具、生命觀念和其他的學(xué)科（如物理學(xué)、工程學(xué)）之間也有著非常密切的聯(lián)系，甚至是相通的，可以幫助學(xué)生有效地展開跨學(xué)科的學(xué)習(xí)?！皽p數(shù)分裂”是高中生物教材中重點(diǎn)的知識內(nèi)容。下面以“減數(shù)分裂”課例談圍繞核心概念的教學(xué)。

一、核心概念下“減數(shù)分裂”所涉及的重要下位概念的梳理和理解

“減數(shù)分裂”是高中生物必修模塊2《遺傳和進(jìn)化》中“細(xì)胞遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)”這一內(nèi)容下的一個(gè)教學(xué)主題，它所聚焦的概念是支撐兩個(gè)核心概念（1）“遺傳：性狀的傳遞和變異”（2）“進(jìn)化：生物的統(tǒng)一性和多樣性”理解的部分下位概念，這些下位概念主要包括“減數(shù)分裂產(chǎn)生只含有一半左右的精子或卵細(xì)胞”“減數(shù)分裂過程中由于同源染色體的特殊行為會產(chǎn)生基因重組”“基因重組會使減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子基因組成多樣化”“基因重組會提高優(yōu)良或劣勢基因的組合的效率”。

二、圍繞核心概念的“減數(shù)分裂”教學(xué)組織

基于上述分析，可以對“減數(shù)分裂”的教學(xué)進(jìn)行如下組織：

1.回顧有絲分裂的過程和意義

由于概念的建構(gòu)需要利用學(xué)生現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)，因此可以通過讓學(xué)生復(fù)述有絲分裂的意義開啟本節(jié)課的內(nèi)容，這樣做有利于學(xué)生在之后的教學(xué)活動中，將有絲分裂的意義和減數(shù)分裂的意義進(jìn)行對比，牢固建立知識框架。

2.推斷精細(xì)胞形成過程，建構(gòu)“減數(shù)分裂”概念

教師可以向?qū)W生展示果蠅體細(xì)胞和配子細(xì)胞染色體組成，設(shè)計(jì)如下問題依次引導(dǎo)學(xué)生，初步認(rèn)識減數(shù)分裂的特點(diǎn)：果蠅體細(xì)胞染色體組成有何特點(diǎn)？配子染色體數(shù)量、種類和體細(xì)胞的相比有何區(qū)別？從配子和體細(xì)胞染色體種類角度觀察，配子染色體數(shù)量的減半是隨機(jī)的還是具有一定的規(guī)律？如果有，你能說一說有什么規(guī)律嗎？通過上述問題引出同源染色體概念并得出“有性生殖的生物在形成配子過程中同源染色體分離導(dǎo)致染色體數(shù)目減半”的結(jié)論。

然后教師可以精子形成過程為例，向?qū)W生提供一組打亂順序的包括各個(gè)減數(shù)分裂時(shí)期細(xì)胞的示意圖，讓學(xué)生四人為一組，根據(jù)各種示意圖中染色體的狀態(tài)、行為和數(shù)目等信息，對所有細(xì)胞進(jìn)行排序，揭示精子形成的過程。然后教師提出：根據(jù)你對排序結(jié)果的觀察、分析和推理，在形成精子的過程中細(xì)胞分裂了幾次？染色體復(fù)制了幾次？通過這樣的問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識減數(shù)分裂的特點(diǎn)，最終建構(gòu)減數(shù)分裂的概念。

3.對比有絲分裂，總結(jié)歸納減數(shù)分裂各時(shí)期主要特征

在上述排序結(jié)果的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生比較有絲分裂的過程，根據(jù)自己對減數(shù)分裂各個(gè)時(shí)期細(xì)胞示意圖的觀察，描述各時(shí)期的特征，重點(diǎn)總結(jié)歸納同源染色體之間以及非同源染色體之間的特殊行為。在此基礎(chǔ)上，教師讓學(xué)生繼續(xù)小組合作利用橡皮泥模擬各時(shí)期染色體的行為，以便對減數(shù)分裂過程中同源染色體的特殊行為建立更為深刻的認(rèn)識。

4.分析染色體的行為特征，領(lǐng)悟減數(shù)分裂的意義

教師可提出問題：“和有絲分裂相比，減數(shù)分裂對于生物體有什么意義呢？”引導(dǎo)學(xué)生建立緊密聯(lián)系已有的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識新的規(guī)律的意識。然后教師可以向?qū)W生展示一對同源染色體示意圖，其上分別攜帶A、B和a、b基因，提出：A和a分別控制高桿和矮桿性狀、B和b分別控制抗病和易感病性狀，如果B、b之間不發(fā)生互換，則能形成幾種配子？如果發(fā)生互換，則又能形成幾種配子？讓學(xué)生分別根據(jù)兩種情況，在空白的帶有其中一條同源染色體的精細(xì)胞示意圖上標(biāo)出其上的基因組成，并寫出其控制的性狀。教師繼續(xù)提問：“如果該物種遇到大風(fēng)和病蟲害的環(huán)境，則哪一種基因的組合更利于物種的生存？你認(rèn)為交叉互換的意義是什么？”引導(dǎo)學(xué)生意識到：交叉互換能夠加快優(yōu)勢或劣勢基因的重組，更有利于物種適應(yīng)環(huán)境。

教師繼續(xù)提供兩種次級精母細(xì)胞示意圖，分別含有A、B和a、b基因（A和a分別控制高桿和矮桿性狀、B和b分別控制抗病和易感?。⑶椅挥诜峭慈旧w上，讓學(xué)生根據(jù)圖示信息，標(biāo)出減I后期初級精母細(xì)胞兩對同源染色體上的基因組成以及寫出所產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞的基因組成。然后教師提出：非同源染色體的組合是否只有這一種可能？如果不是，還有可能的組合是什么？再以此引導(dǎo)學(xué)生寫出另一種非同源染色體的組合。教師繼續(xù)提出：通過以上分析，該生物體可能產(chǎn)生幾種配子？你認(rèn)為非同源染色體之間的自由組合有何意義？以此引導(dǎo)學(xué)生深刻領(lǐng)悟非等位基因之間自由組合對于生物體適應(yīng)環(huán)境的意義。最后，教師在上述活動基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生綜合歸納“減數(shù)分裂”的意義。

參考文獻(xiàn)：

張穎之，劉恩山.核心概念在理科教學(xué)中的地位和作用：從記憶事實(shí)向理解概念的轉(zhuǎn)變[J].教育學(xué)報(bào)，2010，6（1）：57-61.

編輯 高 瓊