充分開發(fā)與利用生物課程資源—以“細(xì)胞的分化”為例

羅 登 億閻平

（石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 新疆石河子市）

新疆具有豐富的自然資源、人文資源、民風(fēng)民俗資源、特有的生產(chǎn)生活資源等，可以為新疆中小學(xué)學(xué)校進(jìn)行生物課程的創(chuàng)新開發(fā)與應(yīng)用提供豐富的支撐材料。學(xué)生將理論知識聯(lián)系到生活實(shí)際中，從生活中發(fā)現(xiàn)和探究生物，提升學(xué)習(xí)的幸福感，從而培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。根據(jù)新疆本土特色資源，以下主要開發(fā)與利用自然資源——胡楊，對“細(xì)胞的分化”進(jìn)行教學(xué)案例設(shè)計(jì)。

1 教材分析

“細(xì)胞的分化”是高中生物學(xué)《必修1·分子與細(xì)胞》第六章第二節(jié)的內(nèi)容，主要包括細(xì)胞分化及其意義、細(xì)胞的全能性。本節(jié)的重點(diǎn)為細(xì)胞分化概念的理解和細(xì)胞增殖的區(qū)別。本節(jié)內(nèi)容承前啟后，學(xué)習(xí)生命體的不同形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能具有差異的原因，從而對上一節(jié)細(xì)胞的增殖內(nèi)容更加深刻；并為下一節(jié)中細(xì)胞的衰老和凋亡、細(xì)胞癌變、必修2中的細(xì)胞的全能性以及選修1中植物的組織培養(yǎng)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容相聯(lián)系。

本節(jié)內(nèi)容是生物學(xué)中的基本內(nèi)容，與日常生活中也有一定的聯(lián)系，教師開發(fā)和應(yīng)用新疆特色資源融入本節(jié)的教學(xué)中，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成用生物科學(xué)思維觀察生命問題的意識和能力、語言組織和表達(dá)能力，形成熱愛家鄉(xiāng)本土文化的情感態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任的核心素養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

①理解細(xì)胞分化的概念，通過小組社會實(shí)踐理解細(xì)胞全能性。

②通過胡楊樹實(shí)例和小組探究活動的引導(dǎo)，提升思考和分析問題、概括總結(jié)能力，理論聯(lián)系實(shí)際，促進(jìn)主動探究能力的發(fā)展。

③培養(yǎng)熱愛家鄉(xiāng)文化的情感，能用生命觀念認(rèn)識生物的多樣性和統(tǒng)一性。

3 教學(xué)過程

3.1 活動一：創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

教師引入新疆生態(tài)環(huán)境中有“生而千年不死，死而千年不倒，倒而千年不朽”美譽(yù)的胡楊，展示胡楊種子的產(chǎn)生到發(fā)育、生長、成熟及再次形成種子的相關(guān)圖片和視頻資料。并提出問題：胡楊樹的生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次有哪些？胡楊樹的主要器官有哪些？其生命活動進(jìn)行主要需要哪些細(xì)胞器的參與？這些不同細(xì)胞、組織、器官是怎么從一個胚發(fā)育產(chǎn)生的？

設(shè)計(jì)意圖：教師針對新疆沙漠地區(qū)的特色自然資源胡楊樹的生命歷程，從宏觀到微觀提出問題串，引發(fā)學(xué)生的思考并且回顧生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層層次、細(xì)胞器、細(xì)胞的增殖等內(nèi)容。學(xué)生通過分析胡楊樹相關(guān)資料，了解：生物體正常生長的過程不僅有細(xì)胞數(shù)量的增加，還有不同結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞發(fā)揮效用，是生物個體的生長發(fā)育的必要條件，植物體根部各類細(xì)胞為植物運(yùn)輸水分、無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì)；葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生機(jī)體所需的有機(jī)物；植物體的表皮細(xì)胞具有保護(hù)作用；花中的生殖細(xì)胞形成胚使植物體產(chǎn)生后代；一個植物體中具有多種細(xì)胞，這些細(xì)胞都來源于早期的胚胎細(xì)胞。教師使學(xué)生先接觸細(xì)胞分化的概念。

本階段可促進(jìn)學(xué)生對本土的自然環(huán)境能有所了解，增加學(xué)生對大自然的敬畏之情，使學(xué)生認(rèn)識到胡楊樹的具體特點(diǎn)。

3.2 活動二：講授細(xì)胞分化概念、實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)

教師以胡楊樹的根、莖、葉、花、果器官為例，引導(dǎo)學(xué)生分析討論各器官發(fā)揮的功能，使學(xué)生了解各器官主要發(fā)揮功能的細(xì)胞，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)細(xì)胞分化概念。

教師提出問題：胡楊樹的根、莖、葉、花、果的形態(tài)結(jié)構(gòu)是否具有差異性？各器官發(fā)生主要作用的細(xì)胞有根分生區(qū)和伸長區(qū)細(xì)胞、莖的導(dǎo)管、葉的葉肉細(xì)胞、花的生殖細(xì)胞、果的貯藏細(xì)胞，在個體不斷生長的過程中植物體根、莖、葉、花、果中發(fā)揮主要功能特點(diǎn)的細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)會有很大的轉(zhuǎn)變嗎？那么，它們的生理功能會發(fā)生變化嗎？

設(shè)計(jì)意圖：教師用圖片形象生動地展現(xiàn)胡楊樹作為一個生命體是由不同的部分組成且具有不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而進(jìn)入微觀——細(xì)胞層面的學(xué)習(xí)，使學(xué)生從植物體由不同器官組成的認(rèn)識上升到植物體由不同的細(xì)胞完成各項(xiàng)生命功能。教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納：細(xì)胞分化即在個體發(fā)育中，由一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。

教師提醒學(xué)生注意：植物體的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次無系統(tǒng)層次，而多細(xì)胞動物具有系統(tǒng)層次。

3.3 活動三：細(xì)胞分化的特點(diǎn)、意義

教師延續(xù)活動一的問題，提出問題串：①各器官發(fā)揮主要功能的細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能是長期相同的嗎？②各種細(xì)胞間能相互轉(zhuǎn)化嗎？③你還能在生活中找到類似的例子嗎？

教師通過示范回答問題①細(xì)胞分化的特點(diǎn)之一持久性，并讓學(xué)生思考如何用類似的詞來概括這樣的其他兩個特性。根據(jù)胡楊樹的生活史以及各器官、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能的特點(diǎn)，教師與學(xué)生一同分析歸納細(xì)胞分化的意義。

設(shè)計(jì)意圖：教師利用問題引導(dǎo)學(xué)生歸納細(xì)胞分化的特點(diǎn)，從概念、特點(diǎn)到意義的升華以培養(yǎng)學(xué)生的思考分析的能力。教師引導(dǎo)學(xué)生回顧胡楊樹生活史，強(qiáng)化知識點(diǎn)，加深學(xué)生的記憶，并且促進(jìn)學(xué)生將教科書與生活實(shí)例相聯(lián)系，有效地使理論與實(shí)際相結(jié)合的核心素養(yǎng)的達(dá)成。

3.4 活動四：細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的聯(lián)系與區(qū)別討論分析

教師以胡楊樹為例，展示細(xì)胞層次的細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化的圖片，創(chuàng)設(shè)情境：個體的體積的增大是由于細(xì)胞一分為二的細(xì)胞數(shù)量的增多及細(xì)胞的生長。個體的生理功能的增多是由于細(xì)胞增殖過程產(chǎn)生了具有行使不同生理功能的細(xì)胞進(jìn)而形成不同的器官。細(xì)胞增殖與細(xì)胞分化的有什么差異？有什么意義？

教師提出問題：細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的本質(zhì)是什么？兩者的聯(lián)系與區(qū)別有哪些？

設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧舊知識，促進(jìn)學(xué)生鞏固新知識，使學(xué)生理解：細(xì)胞分裂是讓細(xì)胞個數(shù)增加，細(xì)胞分化是使細(xì)胞有更多的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能；細(xì)胞分裂的將遺傳信息傳遞給子代，細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是遺傳信息的執(zhí)行情況不同（基因的選擇性表達(dá)），細(xì)胞分化一定伴隨著細(xì)胞分裂，但是細(xì)胞分裂不一定伴隨細(xì)胞分化。所有的生命體都有這兩個過程，教師引導(dǎo)學(xué)生在生活實(shí)例中區(qū)分細(xì)胞增殖與細(xì)胞分化，幫助學(xué)生理解生物的多樣性與統(tǒng)一性的生命觀念。

3.5 活動五：“細(xì)胞的全能性”課下小組探究活動，多維度發(fā)展

在學(xué)習(xí)完細(xì)胞分化的知識點(diǎn)后，教師簡單講授細(xì)胞全能性的概念。學(xué)生分組，小組成員分工合作，自主學(xué)習(xí)細(xì)胞全能性相關(guān)內(nèi)容，并且能在校內(nèi)或者校外找尋身邊有關(guān)于細(xì)胞增殖、分化、細(xì)胞全能性的一個或多個事例，或者設(shè)計(jì)一個利用細(xì)胞全能性的特性設(shè)計(jì)并撰寫一個實(shí)驗(yàn)方案栽培植物。在課堂中進(jìn)行小組社會實(shí)踐成果展示時，教師及時采用不同的維度進(jìn)行點(diǎn)評、反饋，促進(jìn)學(xué)生分析對比動植物細(xì)胞全能性，受精卵、干細(xì)胞和體細(xì)胞的全能性強(qiáng)弱。

設(shè)計(jì)意圖：教師規(guī)定實(shí)踐和分享成果時間。學(xué)生通過課后實(shí)踐活動，自主學(xué)習(xí)和探究細(xì)胞全能性相關(guān)內(nèi)容，加深對細(xì)胞增殖、分化和全能性的理解。團(tuán)隊(duì)協(xié)作可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、主動思考和探究的能力、尊重事實(shí)證據(jù)運(yùn)用科學(xué)思維去歸納、概括和創(chuàng)造性思維。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課的主要目標(biāo)即學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識解釋生活中有關(guān)細(xì)胞增殖與細(xì)胞分化的相關(guān)生物知識。本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)分課堂講授、課后實(shí)踐、課堂分享總結(jié)3個部分，第二、三部分需緊密聯(lián)系，不能脫節(jié)。課后探究活動需要學(xué)生積極參與，如果學(xué)生積極性不高，那么教學(xué)目標(biāo)難以完整實(shí)現(xiàn)。對于課后完成的小組探究活動，教師需要給予一定的提示，避免學(xué)生盲目進(jìn)行，采用多元地評價小組成員的表現(xiàn)。

教師要充分開發(fā)利用本土的生物課程資源，提升學(xué)生自主探究的主動性，增強(qiáng)學(xué)生利用生物學(xué)知識解釋生活實(shí)例的能力，培養(yǎng)學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)文化的情感。