“學(xué)習(xí)進(jìn)階”視域下的高三生物專題復(fù)習(xí)
——以“減數(shù)分裂”為例

安徽

學(xué)習(xí)進(jìn)階是“對(duì)學(xué)生在一個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)和探究某一主題時(shí)，依次進(jìn)階、逐級(jí)深化的思維方式的描述”?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中確立的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平和學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分，反映出國(guó)家在頂層設(shè)計(jì)中對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的運(yùn)用。減數(shù)分裂是孟德爾遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，也是可遺傳變異的理論基礎(chǔ)，內(nèi)容抽象，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文通過分析《課程標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)“減數(shù)分裂”的闡述，按照“概念解構(gòu)——概念進(jìn)階表——概念進(jìn)階圖”的思路，對(duì)減數(shù)分裂嘗試按“最初水平——中間水平——最終水平”進(jìn)行進(jìn)階分析，以期能幫助高三學(xué)生系統(tǒng)理解該部分內(nèi)容。

一、《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求

《課程標(biāo)準(zhǔn)》中模塊2“遺傳與進(jìn)化”共包含2 個(gè)大概念，通過學(xué)習(xí)與比較，提煉出關(guān)于“減數(shù)分裂”的課程目標(biāo)如下：

概念3 遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳

3.2 有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能

3.2.1 闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細(xì)胞或卵細(xì)胞

3.2.3 闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，并可由此預(yù)測(cè)子代的遺傳性狀

3.3 由基因突變、染色體變異和基因重組引起的變異是可以遺傳的

3.3.4 闡明進(jìn)行有性生殖的生物在減數(shù)分裂過程中，染色體所發(fā)生的自由組合和交叉互換，會(huì)導(dǎo)致控制不同性狀的基因重組，從而使子代出現(xiàn)變異

3.3.5 舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡

二、概念解構(gòu)

為了更好地理解《課程標(biāo)準(zhǔn)》，本文嘗試對(duì)大概念進(jìn)行概念解構(gòu)（如表1 所示）：將大概念分解為兩個(gè)重要概念，設(shè)置其下位概念，并對(duì)下位概念進(jìn)行解構(gòu)和構(gòu)成要素的分析，幫助學(xué)生逐步理解《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

表1 “減數(shù)分裂”大概念的解構(gòu)分析

三、概念進(jìn)階表

根據(jù)概念的解構(gòu)，本文設(shè)置了三個(gè)水平的進(jìn)階分析：從最初對(duì)減數(shù)分裂概念的理解到對(duì)分裂過程的分析；使學(xué)生從理解分裂過程中細(xì)胞形態(tài)、染色體行為的變化到最終理解減數(shù)分裂形成配子的多種可能性，從而體現(xiàn)有性生殖的優(yōu)越性。

表2 “減數(shù)分裂”概念進(jìn)階表

續(xù)表

四、概念進(jìn)階圖

為了更清楚地理解“減數(shù)分裂”的概念，教師可根據(jù)概念進(jìn)階表，嘗試帶領(lǐng)高三學(xué)生一起構(gòu)建概念進(jìn)階圖（如圖1），讓學(xué)生明確每一個(gè)水平層次需要掌握的重點(diǎn)知識(shí)，厘清各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，從而形成相對(duì)完整的知識(shí)體系。

圖1 “減數(shù)分裂”概念進(jìn)階圖

五、例題檢測(cè)與反饋

根據(jù)“減數(shù)分裂”概念進(jìn)階圖，筆者設(shè)計(jì)了不同層次的例題進(jìn)行檢測(cè)與反饋，現(xiàn)以其中兩個(gè)例題進(jìn)行分析。

【例1】圖2 和圖4 分別表示某動(dòng)物（2n ＝4）體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程圖像及不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和DNA 含量的關(guān)系，請(qǐng)分析回答：

圖2

圖3

圖4

（1）圖2 中甲細(xì)胞正在進(jìn)行________分裂，該動(dòng)物體細(xì)胞含有_________條染色體。

（2）圖2 中屬于減數(shù)分裂的是________，據(jù)圖分析：圖2 屬于成熟生殖細(xì)胞的是________，其中染色體數(shù)目是體細(xì)胞中的_______________________。

（3）根據(jù)圖2 分析：該動(dòng)物的性別是________，請(qǐng)說出甲、乙、丙、丁各圖中染色體、染色單體、DNA 的數(shù)目；同源染色體的對(duì)數(shù)；染色體組的個(gè)數(shù)。

（4）根據(jù)圖2 信息，在圖3 中繪制該動(dòng)物減數(shù)分裂過程中染色體、核DNA 含量的變化折線圖。

（5）請(qǐng)分析圖4 中a、b、c 代表的含義，以及柱狀圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別對(duì)應(yīng)減數(shù)分裂什么時(shí)期。

【設(shè)問意圖】

參照概念進(jìn)階圖層次分類，在最初水平層次設(shè)置了前兩小問，檢測(cè)學(xué)生對(duì)有絲分裂、減數(shù)分裂過程與結(jié)果的掌握情況；在中間水平層次設(shè)置了三個(gè)小問，檢測(cè)學(xué)生對(duì)精、卵細(xì)胞分裂圖的比較與識(shí)別，以及對(duì)分裂過程中細(xì)胞形態(tài)與染色體變化的理解，難度逐漸遞增。

【檢測(cè)反饋】

該題考查了學(xué)生的理解能力、獲取信息能力。通過對(duì)筆者學(xué)校高三同學(xué)的檢測(cè)反饋，學(xué)生對(duì)最初水平的掌握正確率達(dá)到95%。在中間水平中的第（3）問，少數(shù)同學(xué)對(duì)分析特定細(xì)胞中同源染色體的對(duì)數(shù)、染色體組的個(gè)數(shù)等知識(shí)不太清晰；第（4）問學(xué)生對(duì)核DNA 含量變化圖掌握較好，染色體變化圖正確率達(dá)75%左右；第（5）問最為抽象，完全正確率只能達(dá)到70%左右。

【例2】按照遺傳規(guī)律，白眼雌果蠅（XwXw）和紅眼雄果蠅（XWY）交配，后代雄果蠅都應(yīng)該是白眼的，后代雌果蠅都應(yīng)該是紅眼的?？墒怯幸惶?，摩爾根的合作者布里吉斯發(fā)現(xiàn)白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交所產(chǎn)生的子一代中出現(xiàn)了一個(gè)白眼雌果蠅。大量的觀察發(fā)現(xiàn)，在上述雜交中，2 000～ 3 000 只紅眼雌果蠅中會(huì)出現(xiàn)一只白眼雌果蠅，同樣在2 000～ 3 000 只白眼雄果蠅中會(huì)出現(xiàn)一只紅眼雄果蠅。你怎么解釋這種奇怪的現(xiàn)象？如何驗(yàn)證你的解釋？

【設(shè)問意圖】

對(duì)于減數(shù)分裂中非同源染色體的自由組合、同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，學(xué)生平時(shí)練習(xí)的題目較多，但更為抽象的減數(shù)分裂異常導(dǎo)致后代配子多樣性的情況練習(xí)得較少，因此難度較大。本題剛好是教材中的拓展題，在給學(xué)生介紹了果蠅的性別決定方式等知識(shí)后，借助本題，不僅復(fù)習(xí)了減數(shù)分裂的過程，也能讓學(xué)生更好地理解《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的“舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡”。

【檢測(cè)反饋】

該題考查了學(xué)生的理解能力、獲取信息能力、科學(xué)探究能力以及生命觀念。學(xué)生開始很難解釋這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在教師告知了果蠅的性別是受X 染色體的條數(shù)決定（含兩條X 染色體為雌性，含一條X 染色體為雄性，Y 染色體決定其是否可育，而含三條X 染色體或不含X 染色體的果蠅致死）等知識(shí)后，引導(dǎo)學(xué)生重畫減數(shù)分裂圖，大多數(shù)學(xué)生能分析出是白眼雌果蠅在減數(shù)分裂中出現(xiàn)異常，從而產(chǎn)生含XwXw的卵細(xì)胞和不含X 的卵細(xì)胞，所以后代出現(xiàn)異常性狀。并通過顯微鏡觀察異常果蠅體細(xì)胞中染色體的條數(shù)從而驗(yàn)證該假設(shè)。以此引導(dǎo)學(xué)生理解該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證“基因在染色體上”的最直接的證據(jù)。

六、教學(xué)體會(huì)

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的概念教學(xué)、進(jìn)階設(shè)計(jì)、例題檢測(cè)等，能很好地幫助同學(xué)總結(jié)相關(guān)知識(shí)，厘清邏輯關(guān)系，形成進(jìn)階體系，從而系統(tǒng)掌握《課程標(biāo)準(zhǔn)》中大概念、重要概念的內(nèi)涵和外延，提高復(fù)習(xí)效率，特別適合于高三生物的專題復(fù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。