以“減數分裂”為例展示模型構建的美妙

武琦

摘 要：變被動為主動，讓全體學生參與到掌握減數分裂的課堂上來，先通過分組合作制作減數分裂過程的物理模型掌握其內容，然后將物理模型升華為數學模型加以理解應用，到最后通過主動構建概念模型使內容更加清晰，能完美掌握。

關鍵詞：減數分裂；模型構建；小組合作交流；主動求知

科學探究往往停留在固定套路上，學生無法真正去質疑、實證、辯論、修正，高中學生雖然具備了一定的觀察和認知能力，但持續(xù)保持的能力還不夠。所以，教師在教學活動中可以引導學生通過小組合作、展示和交流提升知識技能。針對于此，以“減數分裂”的教學為例展示模型構建的美妙。

一、優(yōu)化物理模型構建

如果在減數分裂的教授過程中不使用模型，而是通過圖片直接呈現，然后去“說”模型，教學的“抓手”不夠有力，學生的積極性、自主性不能充分被調動，課堂氣氛死氣沉沉。因此，可以根據原型的結構特征構建直觀的物理模型，以達到“籠天地于形內”之美。

（1）學生分組，拿出準備的材料：紅黃兩種彩帶、若干長短不同的細鐵絲、廢棄的紙箱面、剪刀。在講述這節(jié)內容前先讓學生通過導學案，復習有絲分裂及了解減數分裂的重難點。

（2）學生分任務，通過預習的導學案，有的組進行有絲分裂過程的制作，有的組進行雄性動物減數分裂過程的制作，有的組進行雌性動物減數分裂過程的制作，然后各組的各個成員再細分任務，如誰制作減數第一次分裂前期，誰制作減數第一次分裂的后期。

（3）學生在制作各過程時，教師點撥需注意和思考的地方：①制作染色體中的姐妹染色單體時纏繞在鐵絲上的顏色是否相同？制作同源染色體呢？②減數第二次分裂的過程中染色體之間的顏色、大小、長短又是怎樣變化，特別在后期與有絲分裂有何不同？染色體向兩極移動時，代表染色體臂的鐵絲應向哪個方向彎？③同種雌雄動物的減數分裂過程中，染色體、DNA的數目及細胞的分裂方式相同嗎？

各小組各成員帶著思考完成制作，然后將各自的過程排列好進行展示和交流。雖然有的同學在模型建構過程中出現了錯誤，但在交流時了解并改正，對于要學生真正地掌握知識，這要比“填鴨式”式的灌輸更有效。

二、優(yōu)化數學模型構建

（1）內容歸納上。在建構完物理模型之后，學生對減數分裂過程中染色體的行為與變化也有了基本的掌握，然后讓學生比較歸納出減數分裂過程中各時期染色體、DNA和染色單體數量的變化，最后將整理的內容轉化為曲線體現出來，從而加深對知識點的進一步理解，也為做題時的靈活應用提供幫助。

（2）習題演練上。利用所建立的數學模型挖掘隱含信息并解決問題在生物學科上尤為突出，本節(jié)內容的練習是如下圖中甲～丁為小鼠睪丸中細胞分裂不同時期的染色體數、染色單體數和DNA分子數的比例圖，關于此圖敘述中錯誤的是？

A.甲圖可表示減數第一次分裂前期？B.乙圖可表示減數第二次分裂前期？

C.丙圖可表示有絲分裂間期的某一階段？D.丁圖可表示有絲分裂后期？

解析：首先要清楚各種柱形圖的含義。先看甲、乙、丙、丁的柱形圖，發(fā)現丙、丁圖中比甲、乙少了 形圖，通過分析有染色體必然存在DNA，而染色單體并不是在每個時期都出現。則 為染色單體。

然后再來推測剩下的兩種圖形的內容，發(fā)現 與 的比例要不是1∶2就是1∶1，在這種情況下馬上想到，當一條染色體中存在姐妹染色單體時，染色體與DNA的比值為1∶2，否則為 1∶1。由此可知 是染色體， 是DNA。

最后通過觀察染色體、染色單體和DNA數量的變化弄明白4圖可能代表什么時期的什么分裂。通過甲柱形圖中染色體與DNA的比值為1∶2，無染色單體，此時期應為有絲分裂的前期或中期，或減數第一次分裂的各時期及減數第二次分裂的前期或中期；乙圖中染色體數量發(fā)生減半并且存在染色單體，應該是減數第二次分裂的前期或中期；丙圖中染色體數為2n，而且不存在染色單體，應為有絲分裂末期或間期中還沒有復制的時候或未復制的減I間期及減Ⅱ后期；丁圖中沒有染色單體并且染色體的數量為1n，那應該是減數第二次分裂的末期。這樣看，D是錯的。

三、優(yōu)化概念模型構建

概念模型是將具有相互關聯的知識點用箭頭、連線、方框、括號等之類的符號連接起來，從中體現出知識之間的相互聯系，將散亂的知識點有機的聯系起來，從而幫助理解、記憶。本節(jié)內容僅憑構建物理模型和數學模型，還不能使學生在對于進行各時期變化的具體內容及細胞的名稱有本質上的認識，那么通過概念模型的構建，把整個知識點穿起來就會使相關內容更清晰了。例如：

減數分裂學習中，通過模型構建，能幫助學生完成對減數分裂本質的認識，同時對于三維目標的完成也起到了促進作用。高中生物教材中除細胞分裂外，還有很多模塊都涉及模型構建方法的應用，如真核細胞三維結構模型、DNA雙螺旋結構模型、血糖平衡調節(jié)模型、生態(tài)系統(tǒng)結構及能量流動模型等。教師在課堂教學中應注重對模型的各個環(huán)節(jié)予以優(yōu)化、創(chuàng)新，充分發(fā)揮模型構建方法在生物學教學中的獨特作用。

參考文獻：

[1]譚家學.生物柱狀圖題的導和練[J].新高考，2010（8）.

[2]謝德娟.減數分裂教學中模型建構的運用[J].考試周刊，2011（51）.

（江蘇省邳州市炮車中學）