《受精作用》一課中的模型建構(gòu)教學(xué)

占燕青

摘 要：以《受精作用》一課的教學(xué)為例，闡述了高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)科學(xué)方法的應(yīng)用及其教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高中生物教學(xué);《受精作用》一課;模型建構(gòu)

模型建構(gòu)的教學(xué)方法是一種科學(xué)的思維方法。模型建構(gòu)方法是人們在認識世界的過程中，為了研究的方便和探討事物的本身對一些復(fù)雜的對象進行一種簡化的、概括性的描述，是以觀察和實驗為基礎(chǔ)，采用理想化的辦法所創(chuàng)造的，能再現(xiàn)事物本質(zhì)和內(nèi)在特性的一種簡化模型，這種方法的思維過程要求學(xué)生在分析研究對象特征的過程中建立與之相適應(yīng)的物理模型，通過模型思維進行推理。

模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中占有很重要的地位，在人教版高中教材中明確提出其定義，在三個必修模塊中多個章節(jié)提到模型建構(gòu)的方法。下面就以《受精作用》一課為例淺談模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用。

一、教材分析

《受精作用》是人教版高中生物必修2《遺傳與進化》第2章第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用第3課時的內(nèi)容，這一課時包含兩個重要內(nèi)容：一個是通過模型建構(gòu)探究減數(shù)分裂形成配子的多樣性，另一個是受精作用的過程和實質(zhì)。這一課時的內(nèi)容體現(xiàn)了減數(shù)分裂和受精作用的重要性，同時為學(xué)習第5章基因重組的類型和意義奠定了基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析

由于學(xué)生受知識水平和思維能力限制，特別是教學(xué)內(nèi)容本身是微觀的又是動態(tài)的過程，給學(xué)生理解減數(shù)分裂形成配子具有多樣性帶來了一定的困難。

三、教學(xué)設(shè)計

問題導(dǎo)入：對人體而言，父親體內(nèi)所有的精原細胞染色體組成并無差異，母親體內(nèi)的卵原細胞也是如此，可是“一母生九子，九子各不同”這是什么原因造成的呢？同樣的精（卵）原細胞會產(chǎn)生不同的配子嗎？嘗試用模型構(gòu)建的方式來尋找配子中染色體組合多樣性的原因。

本節(jié)課的內(nèi)容主要有四個活動?；顒右唬M含一對同源染色體的初級精母細胞減數(shù)分裂中染色體數(shù)目及主要行為的變化。活動二，模擬含兩對同源染色體的初級精母細胞減數(shù)分裂中非同源染色體的自由組合。在這兩個活動的教學(xué)過程中，學(xué)生同時嘗試用兩種方法完成模型建構(gòu)。第一種，學(xué)生用A4紙畫好細胞分裂圖，用不同顏色的橡皮泥模擬同源染色體，模擬減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化。第二種，制作白板課件，課件中的動畫不是簡單播放式的，其中的染色體是可以拖動的，學(xué)生通過拖動染色體完成減數(shù)分裂的模型構(gòu)建過程。

為了保證模型建構(gòu)的效果，在動手之前先提出問題：“配子多樣性的原因是什么？”讓學(xué)生帶著問題去建構(gòu)模型。之后各小組展示自己的作品，學(xué)生對作品和結(jié)論進行交流和評價。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，同時培養(yǎng)了學(xué)生自主合作探究的精神，通過模擬染色體的動態(tài)行為變化，變抽象為具體，便于學(xué)生形象地理解。

活動三，思考與討論“一個含有n對同源染色體的精原細胞產(chǎn)生幾種精子;卵原細胞產(chǎn)生幾種卵細胞。一個含有n對同源染色體的雄性個體產(chǎn)生幾種精子;雌性生物個體產(chǎn)生幾種卵細胞。”活動四，播放視頻，觀察受精作用過程，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)受精作用的過程、實質(zhì)和概念。通過問題引導(dǎo)，解決受精作用的結(jié)果和意義。

四、教學(xué)反思

本課設(shè)計開展“自主、合作、探究、設(shè)問、答疑”的學(xué)習方式，讓學(xué)生成為課堂的真正主角，教師發(fā)揮引導(dǎo)者、組織者的作用。教學(xué)過程中不僅順利完成了減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的染色體組合類型的物理模型，而且培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、發(fā)現(xiàn)能力、邏輯歸納能力，同時還運用現(xiàn)代多媒體教學(xué)等直觀手段，動靜結(jié)合，宏觀與微觀結(jié)合，化抽象為具體，形象生動，突出重點，化難為易。這節(jié)課的順利開展，最大的體會是對提問的處理和對學(xué)生活動的處理。對提問的處理多數(shù)先采用多媒體動畫和視頻創(chuàng)設(shè)情境的配合，直觀且?guī)в幸欢ǖ乃季S性，同時容易調(diào)動學(xué)生興趣。本節(jié)課有兩個比較明顯的學(xué)生活動，一是讓學(xué)生模擬操作減數(shù)分裂中配子中染色體組合的多樣性;二是讓學(xué)生展示作品并交流評價。這些操作充分給予學(xué)生表現(xiàn)的空間、活動的空間、思維的空間，極大地調(diào)動了學(xué)生的求知欲和表現(xiàn)欲，并實現(xiàn)了把抽象的知識具體化，降低了學(xué)生的學(xué)習難度。讓學(xué)生在良好的氛圍中體驗和感悟生物學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情。

模型作為一種認識手段和思維方式，能使研究對象直觀化和簡化，生命活動復(fù)雜，通過模型建構(gòu)能突出反映事物的本質(zhì)特征，使生命現(xiàn)象或過程得到簡化。因此在生物課堂教學(xué)中適當利用模型能夠達到較好的教學(xué)效果?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》明確指出：“了解建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的建模思維和建模能力”“獲得生物學(xué)的基本事實、概念、原理、規(guī)律、模型等方面的基礎(chǔ)知識”?？梢娔Ｐ徒?gòu)的科學(xué)方法在高中生物教學(xué)中的地位。

注：該文為2017年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題“高中生物教學(xué)中模型構(gòu)建的策略研究”（批準號：GS[2017]GHB1395）成果系列研究成果之一。