“減數(shù)分裂中染色體變化”的模型教學(xué)

王霞

（江蘇省六合高級(jí)中學(xué)）

“減數(shù)分裂中染色體變化”的模型教學(xué)

王霞

（江蘇省六合高級(jí)中學(xué)）

隨著《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》中“模型”的提出，模型教學(xué)方法在高中生物教學(xué)中逐漸被重視。物理模型作為模型教學(xué)的重要形式，在物理、化學(xué)、生物等多種學(xué)科中應(yīng)用廣泛，其最突出的優(yōu)點(diǎn)就是直觀性，接近學(xué)生的認(rèn)知，便于理解。以“減數(shù)分裂中染色體變化”為例淺談物理模型教學(xué)。

高中生物；模型；物理模型

物理模型是最接近原型的一類模型，建構(gòu)物理模型首先要考慮科學(xué)性，要能突出原型的本質(zhì)特征。由于課堂時(shí)間有限，教師必須充分考慮到其可操作性，如果建模過程過于復(fù)雜,學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)根本無法完成，那反而影響了教學(xué)效果，給學(xué)生增加了負(fù)擔(dān)。在高中生物教材中有很多物理模型的教學(xué)資源。下面就以“減數(shù)分裂過程中的染色體變化”為例進(jìn)行物理模型的建構(gòu)教學(xué)。

【教材分析】

1.教學(xué)地位

本節(jié)關(guān)于“減數(shù)分裂”內(nèi)容的學(xué)習(xí)是必修一“有絲分裂”知識(shí)的延伸和擴(kuò)展，又是后面遺傳定律發(fā)生的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，因此在高中生物學(xué)習(xí)中具有承前啟后的作用。

2.重難點(diǎn)分析

這節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是減數(shù)分裂的過程，尤其是分裂過程中染色體行為的變化是教學(xué)的核心。這節(jié)課的難點(diǎn)之一是眾多新概念的理解和掌握，如同源染色體、聯(lián)會(huì)、四分體等；其二是對(duì)同源染色體分離、非同源染色體的自由組合的理解；還有與有絲分裂過程的區(qū)別。

【學(xué)情分析】

學(xué)生已經(jīng)通過有絲分裂對(duì)細(xì)胞分裂過程中的主要變化有了一定的了解。然而由于減數(shù)分裂過程中許多新概念的提出和新的染色體行為的出現(xiàn)，必將成為學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。為了更好地幫助學(xué)生理解，可以將多媒體輔助教學(xué)和模型教學(xué)相結(jié)合，以增加教學(xué)的直觀性。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握減數(shù)分裂的概念、過程和特點(diǎn)。

（2）掌握同源染色體、聯(lián)會(huì)、四分體等基本概念。

（3）理解分裂過程中染色體的行為特征，尤其是同源染色體的分離、非同源染色體的自由組合。

2.能力目標(biāo)

（1）通過課本中減數(shù)分裂過程圖，訓(xùn)練學(xué)生的識(shí)圖表能力。

（2）通過小組合作完成染色體模型制作，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力和建模能力。

3.情感目標(biāo)

鼓勵(lì)學(xué)生積極參與探究活動(dòng)，通過學(xué)生的分組討論進(jìn)行模型建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)。

【課前準(zhǔn)備】

1.制作教學(xué)課件。

2.教師準(zhǔn)備六個(gè)小組所需要的模型建構(gòu)的材料：給每個(gè)組發(fā)放一套毛根玩具材料，包括15厘米橘色和綠色各兩根，7.5厘米的橘色和綠色各兩根。剪短的約1厘米長的彩色吸管小段若干當(dāng)作絲點(diǎn)。

【教學(xué)過程】

一、設(shè)問導(dǎo)入

1.人類染色體數(shù)目在前后代是否保持穩(wěn)定？

2.假如人類的精子和卵細(xì)胞是通過有絲分裂產(chǎn)生的，那么受精卵中會(huì)有多少條染色體？

3.如果真是這樣，那么前后代的遺傳能否穩(wěn)定？

學(xué)生共同回答：1：能。2：會(huì)加倍，46+46。3：不穩(wěn)定了。

（通過問題引起學(xué)生的思考：怎樣才能保持穩(wěn)定？激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，引出減數(shù)分裂的概念。）

二、減數(shù)分裂的過程

過渡：如何才能保證后代染色體數(shù)量不變呢？

教師：請(qǐng)學(xué)生閱讀課本說出減數(shù)分裂的概念和分裂特點(diǎn)。設(shè)問：人類通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子和卵細(xì)胞應(yīng)該有多少條染色體？

學(xué)生：看書，讀出概念和特點(diǎn)。通過減數(shù)分裂的特點(diǎn)知道應(yīng)該是46的一半。

（通過簡單的計(jì)算學(xué)生知道了生物前后帶染色體保持穩(wěn)定的原因。又會(huì)生出新的疑問，如何減半？帶著疑問進(jìn)入過程的學(xué)習(xí)。）

教師：播放動(dòng)物細(xì)胞精子形成的動(dòng)畫，請(qǐng)學(xué)生關(guān)注：①一個(gè)原始的生殖細(xì)胞經(jīng)過了幾次分裂？②分裂過程中細(xì)胞的名稱？最后形成了幾個(gè)精子？③染色體數(shù)目發(fā)生了怎樣的變化？

學(xué)生觀看回答：①兩次。②1精原細(xì)胞→1初級(jí)精母細(xì)胞→2次級(jí)精母細(xì)胞→4精子細(xì)胞→4精子。③減半。

（培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，預(yù)先知道總體的過程，細(xì)胞的名稱。）

教師：PPT演示減數(shù)第一次分裂過程，要求學(xué)生觀察該過程中染色體的特殊行為，然后結(jié)合課本中的文字描述減Ⅰ前、中、后的變化特征，引出同源染色體、聯(lián)會(huì)、四分體的概念。

學(xué)生：通過觀察比較得出：減Ⅰ前：同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體；減Ⅰ中：同源染色體成對(duì)排列在赤道板上；減Ⅰ后：同源染色體分離、非同源染色體自由組合。

（培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較的學(xué)習(xí)能力，通過閱讀提取信息的能力。）

教師：要求學(xué)生用手中的材料制作一對(duì)同源染色體（說明：1厘米的有色吸管當(dāng)做著絲點(diǎn)，毛根做染色體或者單體；毛根的顏色不同代表染色體的來源不同。）要求各小組演示同源染色體的聯(lián)會(huì)，成對(duì)排列和后期的分離。

學(xué)生：各小組動(dòng)手制作，體會(huì)同源染色體的聯(lián)會(huì)、四分體。學(xué)生會(huì)在同源染色體的來源（使用毛根的顏色）上犯錯(cuò)，正好作為反面教材來強(qiáng)化同源染色體的概念。尤其在后期分離的組合上，各小組可能給出不同的組合方式，便于教師展示非同源染色體組合的隨機(jī)性。

（真正在做中學(xué)，學(xué)生對(duì)概念和過程的理解更加深刻。）

教師：PPT演示減數(shù)第二次分裂過程，要求學(xué)生觀察回答：①減數(shù)第二次分裂過程中有無同源染色體？為什么？②減數(shù)第二次分裂各時(shí)期的變化。③染色體數(shù)量在分裂過程中有怎樣的變化？

學(xué)生：①減數(shù)第二次分裂過程中無同源染色，因?yàn)闇pⅠ后已經(jīng)發(fā)生了同源染色體的分離；②減Ⅱ前：染色體散亂分布；減Ⅱ中：每條染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上；減Ⅱ后：著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分離。③有著絲點(diǎn)的分裂，就有染色體的暫時(shí)加倍，后又平分。

（減數(shù)第二次分裂過程與有絲分裂類似，所以帶領(lǐng)學(xué)生理順過程就可以了，其中最重要的區(qū)別就是沒有了同源染色體，以及染色體數(shù)目的變化需要強(qiáng)調(diào)。）

課堂小結(jié)：展示我自己制作的“動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂”立體動(dòng)態(tài)模型，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)各個(gè)時(shí)期的變化特征。

（將分布的學(xué)習(xí)連貫起來，給學(xué)生一個(gè)動(dòng)態(tài)的完整的認(rèn)識(shí)，體會(huì)到本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。）

課后作業(yè)：六個(gè)小組分工合作，分別用課堂所給材料制作減數(shù)分裂中的一個(gè)時(shí)期。

各小組對(duì)應(yīng)制作：一組：減Ⅰ前，二組：減Ⅰ中，三組：減Ⅰ后，四組：減Ⅱ前，五組：減Ⅱ中，六組：減Ⅱ后。

（用于第二課時(shí)的展示。對(duì)下節(jié)課分析染色體數(shù)量變化規(guī)律和與有絲分裂的對(duì)比區(qū)分做鋪墊。）

反思：本教學(xué)設(shè)計(jì)通過物理模型的制作,讓學(xué)生輕松直觀地理解“同源染色體”“聯(lián)會(huì)”“四分體”等概念，在“做”中體會(huì)同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。在生物教學(xué)中運(yùn)用模型和模型方法，不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、活躍課堂氣氛，還能促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)形成正確的認(rèn)識(shí)，更重要的是在活動(dòng)中培養(yǎng)了學(xué)生積極思維、自主學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的能力。雖然教師的組織教學(xué)難度加大，但只要尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，精心設(shè)計(jì)各教學(xué)環(huán)節(jié)，一定能取得意想不到的效果。

［1］羅媛，胡萍.高中生物模型建構(gòu)教學(xué)探析［J］.西藏教育，2013（7）：20-21.

［2］張燕.高中生物教學(xué)中“物理模型”的嘗試［J］.考試與評(píng)價(jià)，2012（10）：32-33.

·編輯 李建軍