基于情境教學(xué)的高三生物微專題復(fù)習(xí)教學(xué)研究

徐紅梅

摘 要：情境教學(xué)是目前所提倡的一種有效教學(xué)方式，突出體現(xiàn)了生物與生活、生產(chǎn)實踐相聯(lián)系的基本教學(xué)理念，促進了生物教學(xué)的改革與發(fā)展。文章以“染色體核型分析”為例，對基于情境教學(xué)的高三生物微專題復(fù)習(xí)教學(xué)進行研究，以提高生物教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中生物;情境教學(xué);染色體核型分析;教學(xué)效率;教學(xué)質(zhì)量;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2020）35-0110-03

情境教學(xué)是目前所提倡的一種有效教學(xué)方式，突出體現(xiàn)了生物與生活、生產(chǎn)實踐相聯(lián)系的基本教學(xué)理念，促進了生物教學(xué)的發(fā)展。但在許多生物課堂上僅僅把情境作為一個引入，或一節(jié)課有許多情境，這是不妥的。本文以唐氏篩查報告單需進一步確診胎兒是否患三體為情境，逐步展開本節(jié)課的教學(xué)，以實現(xiàn)情境的最大化利用。

一、教學(xué)分析及設(shè)計思路

“染色體核型分析”是人教版高中生物必修2第5章第3節(jié)“人類遺傳病”的延伸，因其涉及高中生物知識較多，如裝片的制作、染色體核型分析、實驗誤差的分析及應(yīng)對策略，細胞分裂及分裂異常原因分析、優(yōu)生優(yōu)育等，近幾年高考試題及各地大型?？荚囶}中出現(xiàn)染色體核型分析的頻率也較高。因此，將其專設(shè)為一個微專題進行課堂教學(xué)非常必要。

高三復(fù)習(xí)教學(xué)應(yīng)注重知識的整合、應(yīng)用，思維拓展以及能力的提升，教師可結(jié)合目前提倡的情境化教學(xué)，將相關(guān)知識的傳授、能力的培養(yǎng)等融入一個具體的真實情境中，以解決問題作為目標，充分調(diào)動學(xué)生的思維和參與課堂教學(xué)的積極性，最終實現(xiàn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

二、教學(xué)目標

（1）知識與技能。學(xué)會分析唐氏篩查報告單，熟練掌握染色體裝片的制備過程及每一步的作用，掌握染色體核型分析的方法，從減數(shù)分裂和有絲分裂過程分析染色體數(shù)目異常的原因。（2）過程與方法。小組合作進行染色體核型分析，對記錄的數(shù)據(jù)進行誤差分析，提出相應(yīng)的解決措施。（3）情感態(tài)度價值觀。養(yǎng)成健康的生活方式，倡導(dǎo)優(yōu)生優(yōu)育，增強社會責(zé)任感。

三、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

展示某孕婦唐氏篩查報告單（圖1：篩查報告單部分內(nèi)容）。

介紹唐氏篩查：通過化驗孕婦的血液，檢測母體血清中甲型胎兒蛋白（AFP）、絨毛促性腺激素（HCG）和游離雌三醇（uE3）的濃度，并結(jié)合孕婦的年齡、體重、孕周等方面來判斷胎兒患先天愚型、神經(jīng)管缺陷等的危險系數(shù)。展示先天愚型（21三體）、愛德華氏綜合征（18三體）、神經(jīng)管缺陷（ONTD）的特征及危害，明確唐氏篩查的意義和必要性。學(xué)生分析篩查評估結(jié)果（圖1），胎兒21三體為臨界風(fēng)險，神經(jīng)管缺陷為低風(fēng)險，18三體為高風(fēng)險。建議該孕婦咨詢醫(yī)師作進一步的篩查確認。

2.漸入情境，思維相隨

（1）明確進一步確診篩查方案。學(xué)生作為醫(yī)生，4人一組會診討論進一步篩查確認的方案。學(xué)生通過討論，交流確診的方案——羊水檢測，顯微觀察胎兒細胞中染色體數(shù)量。分析確定該方案的原因：羊水中有胎兒脫落的細胞，而18三體、21三體均為染色體數(shù)目異常遺傳病，染色體異常可以在顯微鏡下觀察到，若在顯微鏡下計數(shù)胎兒細胞中染色體數(shù)量為47條，則可判斷為三體。明確思路：制備染色體裝片→顯微計數(shù)染色體數(shù)量。教師展示染色體裝片的制備過程：獲取細胞→秋水仙素處理→低滲處理→固定→染色→制片→顯微觀察。

學(xué)生討論：秋水仙素處理、低滲處理、固定的作用分別是什么。學(xué)生討論得出：秋水仙素可以抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍。低滲處理的作用為：使細胞吸水膨脹，便于染色體的分散。固定：固定和維持染色體結(jié)構(gòu)的完整。

就秋水仙素的作用教師對學(xué)生加以引導(dǎo)：該操作的目的是什么？最好在哪一時期觀察細胞中染色體。最后明確：觀察染色體最好的時期為有絲分裂的中期（染色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰），而進行有絲分裂時絕大多數(shù)細胞都處于間期，所以通過控制秋水仙素的濃度及處理的時間，可以抑制紡錘體的形成，使細胞停留在中期，獲得更多的中期分裂圖。

制片過程，教師介紹并模擬高空滴片過程：取冰凍、潔凈的載玻片，在距離玻片10 cm～15 cm處進行滴片。學(xué)生分析高空低片的目的：便于細胞和染色體的分散。

最后呈現(xiàn)觀察到的胎兒細胞中期分裂相的染色體圖（圖2），學(xué)生計數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)胎兒細胞中有47條染色體，確定為三體，但無法確定是18三體還是21三體。

（2）對胎兒染色體進行核型分析。一是教師以醫(yī)院染色體核型分析報告（圖3）為例介紹染色體核型分析的方法：以分裂中期染色體為研究對象，根據(jù)染色體的長度、著絲點位置、長短臂比例、隨體的有無等對染色體進行分析、比較、配對、排序。由觀察到的中期圖進行分析、比較、逐一配對形成23對同源染色體，進而形成完整的核型圖，依據(jù)核型圖判斷哪一對多了一條，則為相應(yīng)的三體。同時讓學(xué)生關(guān)注分析報告未呈現(xiàn)部分的原因。二是小組合作、動手操作。教師為學(xué)生提供核型分析用具：胎兒染色體中期圖（圖2）、剪刀、鑷子、膠棒、直尺、線、核型分析報告單等。由于課堂時間關(guān)系，學(xué)生分析前6條較大的染色體，通過測量、記錄、分析、配對、剪貼配成3對并粘貼在核型分析報告單上。

配對完成后，投影展示不同小組測量數(shù)據(jù)及配對結(jié)果，分析每組測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差的原因及應(yīng)對策略。學(xué)生分析產(chǎn)生誤差的原因：測量方法不準確，未用線進行測量，對于彎曲的染色體測量數(shù)據(jù)偏小;著絲點的位置不夠明確，導(dǎo)致各組同一條染色體測得的長短臂不同;測量儀器不夠精確等。改進策略：采用更精確的測量儀器;在顯微鏡下尋找更清晰的分裂中期圖進行拍照;多組測量取平均值等。三是教師投影展示自己做的所有染色體的測量結(jié)果（表1）及剪貼的完整的核型圖（圖4），并提出該核型圖也可能存在誤差，再進一步介紹醫(yī)院借助顯帶技術(shù)得到準確的核型圖，以吉姆薩染色形成的G帶為例（圖5）。學(xué)生分析得出結(jié)論：確診胎兒患18三體綜合征。

（3）分析胎兒患18三體的可能原因。學(xué)生經(jīng)過分析，認為可能男方或女方的減數(shù)第一次分裂或第二次分裂時染色體未分離，形成了含2條18號染色體的異常生殖細胞，與正常生殖細胞結(jié)合形成異常的受精卵，也有可能胎兒在有絲分裂過程出現(xiàn)異常得到18三體的細胞。教師歸納學(xué)生分析的形成18三體的原因，形成圖6。同時，教師提出“如何區(qū)分是男方還是女方的減數(shù)分裂異常，還是胎兒有絲分裂異常”的問題。學(xué)生分析后得出，若父母減數(shù)分裂異常，則胎兒所有細胞均為18三體，若有絲分裂異常則有18三體也有18單體。教師可告知學(xué)生女方減數(shù)分裂異常占95%左右，特別40歲以后女性孕有21三體、18三體胎兒的概率大大增加。

3.首尾呼應(yīng)，思維回歸

通過胎兒染色體核型分析、原因分析等給予該孕婦及家庭以建議：及早采取措施，終止妊娠。

4.優(yōu)生優(yōu)育，情境升華

建議終止妊娠，很遺憾的一個的結(jié)果。同學(xué)們從優(yōu)生優(yōu)育的角度為備孕和已孕家庭提出一些建議，避免該類遺傳病胎兒的出生。學(xué)生依據(jù)自己所知給出建議：適齡生育，提倡孕前體檢，做好孕前準備工作，進行遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷，定期檢查等。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課以一個情境貫穿始終，實現(xiàn)了“情境”的最大化利用，通過一步步的分析判斷，改變了高三課堂的教學(xué)模式。學(xué)生除復(fù)習(xí)相關(guān)知識外，還獲得了解決問題的成就感，在生物學(xué)科核心素養(yǎng)的理性思維、社會責(zé)任等方面得到一定提升。

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