小組合作探究在《細胞的增殖》一課中的實踐

趙建均

【內容摘要】該文以《細胞的增殖》一課為例，就小組合作學習模式在高中生物教學中的運用作一探索和實踐，很好地實現了知識、能力、情感態度價值觀三維教學目標。

【關鍵詞】高中生物 合作學習 細胞有絲分裂

《普通高中生物課程標準（實驗）》把“倡導探究性學習”作為課程的基本理念之一，并進一步強調：“倡導探究性學習，力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養學生搜集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養創新精神和實踐能力。”據此，筆者在《細胞的增殖》一課教學中，嘗試采用小組合作探究的學習方式，取得了很好的教學效果。

一、教材與學情分析

1.教材分析

《細胞的增殖》一節是高中生物的重難點內容之一，其核心概念是真核細胞的有絲分裂，其中有絲分裂各時期染色體行為和數目的變化，姐妹染色單體行為和數目的變化以及DNA數量的變化是這一節的重點，也是難點。本節內容是高中生物必修1《分子與細胞》中最后一章的第一節，既與前面學習的知識有密切聯系，又為必修2《遺傳與進化》打基礎。所以，必須采用多種教學手段突出重難點內容進行學習，同時為《觀察根尖分生組織細胞有絲分裂》實驗作理論準備。

2.學情分析

學生經過前面的學習，對細胞的組成、結構、物質進出、能量供應等知識有了一個基本的了解，為學習《細胞的增殖》奠定了基礎。學生經過多年的生物課堂教學改革實踐，對自主、合作、探究性學習模式已初步適應。學生的知識積累和學習策略的適應為完成本課教學內容創造了有利條件。

二、教學模式設計

本課采用小組合作學習與探究性學習相結合的教學模式。課前筆者和生物興趣小組成員一起運用剪紙技術，制作細胞和染色體等模型，并分發給每個合作學習小組。各組先利用模型完成導學案。課上利用剪紙模型、細胞分裂視頻，以合作學習小組為單位圍繞問題進行探究性學習，再通過交流，總結出真核細胞有絲分裂各期的特點、各期遺傳物質的動態變化、植物細胞與動物細胞有絲分裂的異同、有絲分裂中遺傳物質的數量變化。

三、教學過程與方法

1.小組合作探究植物細胞有絲分裂各期的特點

每個合作學習小組有一套剪紙模型，共8張，包括細胞間期（編號1-4）、細胞分裂前期（編號5）、中期（編號6）、后期（編號7）、末期（編號8）。教師邊介紹細胞分裂各期的特點，邊引導學生以1條染色體（質）為例逐步擺出植物細胞有絲分裂的剪紙模型，并將活動中的生成性教學資源及時反饋在黑板上，師生進行有針對性的討論。

（1）細胞間期的特點：對照剪紙模型1-4歸納出該期特點：完成DNA復制和與細胞分裂相關蛋白質的合成，同時細胞有適度生長。細胞分裂間期是新的細胞周期的開始，細胞內部發生了復雜的變化，這為細胞分裂準備了物質條件。

【問題探究】染色體（質）加倍嗎？筆者打了個比方：一個赤身的人代表一條DNA，衣服代表蛋白質，一個人穿著衣服就是一條染色體（質）。間期DNA復制后就變成兩個赤身的連體人，DNA數目加倍了。因連體人連接在同一著絲點上，故不能獨立運動，這代表間期雖然DNA已復制，但染色體（質）不加倍。

（2）細胞分裂前期的特點：對照剪紙模型5歸納出該期特點：兩個消失與兩個出現，即：核膜、核仁消失，染色體、紡錘體出現。教材上沒有該剪紙模型內容，筆者補充的目的是想讓學生體會“兩個消失，兩個出現”動態的過程：細胞核中出現染色體；核仁逐漸解體，核膜消失；紡錘體開始形成。細胞內的染色體位于紡錘體的中央。

【問題探究】為什么分裂間期看不到染色體，而前期就能看到？分裂間期DNA進行了復制，所以在間期姐妹染色單體就已存在，只不過由于間期呈染色質絲狀態，所以看不見染色體的形態。到了前期，由于DNA 螺旋纏繞在一起，逐漸縮短變粗，形態越來越清楚。這時的一條染色體包括兩條并列的具有共同著絲點的“姐妹染色單體”。

（3）細胞分裂中期的特點：對照剪紙模型6歸納出該期特點：紡錘體清晰可見，每條染色體的著絲點兩側都有紡錘絲附著，在紡錘絲的牽引下，染色體的著絲點排列在細胞的“赤道板”上。所以細胞分裂中期是觀察染色體的最好時期。

【問題探究】什么是細胞的赤道板？剪紙模型中只有1條染色體，那么教材上是幾條？（6條）。在細胞分裂中期這6條染色體的著絲點都排列在同一個平面上，為研究方便科學家把這個假設的平面稱為赤道板。因為該平面在細胞上的位置相當于赤道在地球上的位置，故取名之。

（4）細胞分裂的后期的特點：對照剪紙模型7歸納出該期特點：著絲點分裂，一條染色體上的兩條姐妹染色單體在紡錘絲的牽引下分裂成兩條子染色體。細胞內的染色體數目增加了一倍。在同一個細胞內具有兩套相同的染色體，兩套染色體分別在紡錘絲的牽引之下向細胞的兩端移動，達到細胞的兩極。

【問題探究】染色體數目為什么加倍了？筆者和學生一起又回到前面的連體人比喻。連體人通過手術分開了，能獨立運動了。

（5）細胞分裂的末期的特點：對照剪紙模型8歸納出該期特點：兩個出現與兩個消失。出現核膜、核仁，消失紡錘體、染色體。情況剛好與前期相反。

【問題探究】聯系高爾基體的作用，想一想一個植物細胞是如何分為二個細胞的？在末期的前半段時間里，在赤道板的位置上出現了一個特殊結構——細胞板，與赤道板不同的是細胞板是一個實際存在的結構，其作用是把原來的一個細胞分隔成兩個子細胞。細胞分裂完成后，細胞板就變成了兩個子細胞間的細胞壁。

再讓小組成員分別擺出含2條、4條或6條染色體的植物細胞有絲分裂各期的模型，一邊擺模型一邊嘗試記住各期的特點（見表1），試用小口訣幫助記憶。這樣就把抽象的知識轉變成具體的模型，學生有了直觀的感觸，就能自主愉快地建構所學的知識。

表1：植物細胞有絲分裂各期特點

2.小組合作探究植物細胞與動物細胞有絲分裂的異同點

以4條染色質（體）為例，每個合作學習小組擺出動物細胞有絲分裂各期的剪紙模型。

【問題探究】動物細胞與植物細胞的有絲分裂有何異同？師生共同總結出表2內容。

表2：植物細胞與動物細胞有絲分裂的異同

3.小組合作探究遺傳物質的動態變化過程

（1）觀看細胞分裂的視頻，結合剪紙模型，完成表3，理解細胞分裂各期中染色數目、DNA含量和姐妹染色單體數目的變化。

表3：細胞分裂各期遺傳物質的動態變化

【問題探究】你得出什么規律？染色體的數目與著絲點數相同；DNA的數目與剪紙模型中擺放的線相同；姐妹染色單體與呈交叉狀態的線數相同，不交叉就是0條。

（2）結合表3分別畫出染色體、DNA、姐妹染色單體的變化曲線（見圖1-3）。

【問題探究】還能畫出每條染色體上的DNA變化曲線嗎？

總之，本課的學習過程充分突出了學生的主體地位，學生利用剪紙模型，結合視頻資源，通過自主合作探究性學習方式，意義建構了細胞有絲分裂的概念，深入理解了細胞有絲分裂各期的特點和遺傳物質的動態變化過程，系統比較了動、植物細胞有絲分裂的異同，突出了重點，突破了難點，達成了“知識、能力、情感態度價值觀”的三維教學目標。

【參考文獻】

[1] 教育部. 普通高中生物課程標準（實驗）[S]. 北京：人民教育出版社，2003.

（作者單位：江蘇省蘇州市陸慕高級中學）