模型構建的有效性

李昕

一、教材分析

本節是人教版高中<生物>（必修本）第二冊第二章第一節。是以精子、卵細胞的形成過程為例學習減數分裂。這節課的內容是在學生已掌握動物細胞結構和功能以及有絲分裂的基礎上進行的，此外還與遺傳學知識密切相關，特別是遺傳規律、變異中的基因重組以及染色體組、多倍體、單倍體等內容都有非常密切的聯系。由于本節課的內容是對有絲分裂的延伸和擴展，也是學習遺傳學知識的基礎，有著承前啟后的作用。

二、教學目標

1.知識目標

理解減數分裂并描繪減數分裂過程中染色體的變化；

理解卵細胞的形成過程。

2.能力目標

能繪制減數分裂各個時期的染色體行為圖；

能通過物理模型的演示過程掌握染色體變化規律，構建染色體變化的數學模型。

3.情感態度價值觀目標

認同模型建構法對生物科學研究的價值；認同減數分裂過程中物質的規律性。

三、課堂教學實錄

1.創設情境，引入對卵細胞的形成的學習

師：我們都知道，個體發育的起點是受精卵，而受精卵是由精子和卵細胞融合形成的，前面我們已經學習了減數分裂精子的形成過程，那么精子是怎樣形成的？

生：一個精原細胞通過減數第一次分裂形成兩個次級精母細胞，再進行減數第二次分裂形成四個精子。

師：染色體的行為變化有哪些？

生：減數第一次分裂間期進行復制、前期同源染色體聯會、后期分離、末期均分到兩個次級精母細胞中，減數第二次分裂后期姐妹染色單體分離、末期均分到四個精子中。

師：非常好！那么接下來，我們來學習卵細胞的形成。

教學手段和方法：學生思考，作答。通過學生的回答呈現圖像。

預期目標：引導學生回顧已學知識，激發學生學習興趣。文字敘述結合圖像的呈現，使抽象內容變直觀，增強記憶效果。

2.學習卵細胞的形成過程

師：請同學們閱讀課本19頁相關內容，說出卵細胞的形成場所。

生：卵巢中。

師：在白板上用染色體模型演示卵細胞形成過程中染色體的行為變化，闡明各時期染色體行為特點。

師：減數第一次分裂、減數第二次分裂的實質是什么？

生：減數第一次分裂的實質是染色體的平均、精確分配；減數第二次分裂的實質是姐妹染色單體的分離。

師：一個卵原細胞進行減數分裂產生的子細胞的種類和數量情況是怎樣的？

生：產生四個、兩種子細胞。

教學手段和方法：模型法；演示法；講授法

預期目標：利用教師制作的染色體實物模型幫助學生理解簡述分裂中對于染色體這一微觀的結構的行為變化，逐步擊破理解上的困難。

3.比較精子與卵細胞形成過程異同

師：我們現在已經學習了減數分裂形成精子和卵細胞的過程，那么這兩個過程有什么相同點和不同點呢？

生：相同點：染色體只復制一次，細胞分裂兩次，子細胞中染色體數目為原細胞中的一半。

不同點：①場所不一樣，精子在睪丸中形成，卵細胞在卵巢中形成。②子細胞名稱及數目不一樣，一個精原細胞形成四個大小相同的精子，一個卵原細胞形成一個大的卵細胞和三個小的極體。③細胞質分裂情況不一樣，精子形成過程中細胞質都是均等分裂的；卵細胞形成過程中初級卵母細胞核次級卵母細胞分裂不均等。④精子有變形過程，卵細胞沒有。

師：回答的非常全面，雖然精子和卵細胞形成過程有不同點，但是整個過程中染色體的行為變化都是一樣的，下面，我們一起討論減數分裂過程中染色體、DNA、姐妹染色單體的變化規律是什么。

教學手段和方法：組織引導學生討論

預期目標：聯系舊知識，提供一個比較的對象，在比較中加深對減數分裂的認識。

4.減數分裂過程中染色體、DNA、姐妹染色單體的變化規律

師：請同學們以卵細胞形成過程為例，歸納每個細胞中染色體、DNA、染色單體的數目。

生：總結。

減Ⅰ間期、前期、中期、后期、末期（減Ⅱ前期）、中期、后期、末期，染色體數目分別為：4、4、4、4、2、2、2→4、2；

DNA數目分別為4→8、8、8、8、4、4、4、2；

染色單體數目分別為0→8、8、8、8、4、4、4→0、0.

師：大家嘗試根據數字的變化找出相應的規律？

生：染色體的變化規律：復制后不加倍，隨著絲點分裂而加倍，隨細胞分裂而減半。

DNA：隨復制而加倍，隨細胞分裂而減半。

染色單體：隨復制而出現，隨細胞分裂而減半，隨著絲點分裂而消失。

教學手段和方法：呈現卵細胞的形成過程圖示；觀看圖像、同桌之間通過合作交流、歸納、總結出變化規律。

預期目標：解決本節課的難點；培養學生的歸納能力。

5.構建染色體、DNA、姐妹染色單體變化的數學模型——曲線圖

師：總結的很全面。所有時期的數目都寫出來了，我們可以進一步總結當細胞中染色體為2N時，每個細胞中染色體、DNA、染色單體的數目（抽象），請完成表格填寫。

生：減Ⅰ間期、前期、中期、后期、末期（減Ⅱ前期）、中期、后期、末期，染色體數目分別為：2N、2N、2N、2N、N、N、2N、N；

DNA數目分別為：2N→4N、4N、4N、4N、2N、2N、2N、N；

染色單體數目分別為：0→4N、4N、4N、4N、2N、2N、0、0.

師：那么現在我們就可以根據數學上的描點繪圖法，繪制出相應的曲線了。

生：繪制相應的曲線，注意時期和數目的對應。

教學手段和方法：學生自主繪制曲線。

預期目標：讓數字與圖像結合，使抽象的數字在直觀的曲線中得以體現。

6.布置作業

（1）完成課后練習題。

（2）認真完成模型制作?——染色體行為變化模型。希望同學們能夠動手、動腦協調配合，體會每一時期染色體的行為特點。

教學手段和方法：課內與課外結合。

預期目標：體現基礎知識的準確運用。在運用中加深對基礎知識的深層次理解。

四、教學反思

對于這節課的設計，首先我覺得比較成功的是用自己制作的染色體實物模型來演示減數分裂過程中染色體的動態的行為變化，在此過程中演示染色體的復制、DNA的復制加倍、姐妹染色單體的出現及分離、同源染色體的聯會、分離和非同源染色體的自由組合等現象。學生的興趣度高，也很容易理解和掌握相關知識。

另外在講授完卵細胞的形成過程后，讓學生自主完成精子和卵細胞形成過程的比較的表格，以提問的形式完成這一部分內容的處理，學生在回答時出現不完善的地方，教師正好可以借此來幫助學生更加規范的作答，從而培養學生嚴謹的思維。

最后，在總結染色體、DNA、染色單體的變化規律時，利用圖示卵細胞的形成過程（一個細胞中四條染色體），讓學生自己總結每個時期每個細胞中染色體、DNA、染色單體的數目（具體數字），然后總結變化規律。之后，以細胞中染色體為2N為例，歸納出每個時期每個細胞中染色體、DNA、染色單體的數目（抽象字母），完成從具體到抽象的過渡。然后學生完成曲線的繪制。

通過這樣的課程設置，學生可以在輕松的分為中比較容易的掌握重難點內容，達到預期目標。