學(xué)生活動驅(qū)動的“細(xì)胞的增殖”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)

甄兆敏 付 鑫

(北京市十一學(xué)校 100039)

1 教材分析

“細(xì)胞的增殖”是人教版高中生物學(xué)教材《分子與細(xì)胞》第6章第1節(jié)的內(nèi)容，主要包括細(xì)胞周期和真核細(xì)胞有絲分裂過程兩大部分。學(xué)習(xí)“細(xì)胞的增殖”是學(xué)生理解生物個體生長、發(fā)育、繁殖的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)《遺傳與進(jìn)化》模塊遺傳學(xué)的細(xì)胞基礎(chǔ)的重要前導(dǎo)知識。本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容較為復(fù)雜和抽象，傳統(tǒng)講授的教學(xué)策略不能有效提高學(xué)生的興趣，簡單的模式圖像無法讓學(xué)生體會有絲分裂動態(tài)的染色體行為。因此，利用“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)，以學(xué)生活動驅(qū)動課程內(nèi)容的展開來突破重難點(diǎn)，利用問題串引發(fā)學(xué)生對有絲分裂意義的思考，幫助學(xué)生構(gòu)建重要概念。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo) 概述真核細(xì)胞有絲分裂的過程；說明細(xì)胞周期的概念和特點(diǎn)；總結(jié)細(xì)胞有絲分裂各典型時期的特征。

2.2 能力目標(biāo) 使用顯微鏡觀察洋蔥根尖有絲分裂永久裝片；獲取圖像信息，歸納細(xì)胞周期的特點(diǎn)。

2.3 情感態(tài)度與價值觀目標(biāo) 領(lǐng)悟生命的運(yùn)動性；對事物發(fā)展變化過程中由量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)化等哲學(xué)問題有正確的認(rèn)識。

3 教學(xué)過程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，展開活動 通過展示人的細(xì)胞總數(shù)，提問“人的細(xì)胞數(shù)目發(fā)生如此大的變化的原因是什么？”及“是否見過真實(shí)的細(xì)胞分裂？”引入教學(xué)內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生興趣。布置學(xué)生活動：為學(xué)生提供洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂永久裝片，要求學(xué)生觀察后推測哪些是細(xì)胞分裂的圖像。以小組為單位進(jìn)行觀察和記錄，對觀察到的清晰圖像進(jìn)行照片拍攝，并命名。

學(xué)生由于對細(xì)胞的分裂過程并沒有一個清晰的認(rèn)識，因此在選擇細(xì)胞圖像時不能有效選取典型的染色體行為圖像，但正是這一開放的任務(wù)可讓不同組的學(xué)生對細(xì)胞分裂過程中觀察到的染色體行為進(jìn)行廣泛討論、碰撞。學(xué)生對照片的命名并不規(guī)范，但是大致會按照時間的順序進(jìn)行區(qū)分。因此學(xué)生需要以小組為單位，在細(xì)致的觀察前提下，對細(xì)胞周期中以染色體行為為代表的細(xì)胞學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行概括和推理，得到清晰的邏輯事件時間軸。

3.2 統(tǒng)計(jì)分析，建立概念 將學(xué)生小組拍攝并命名的照片進(jìn)行展示，并列出不同小組對挑選照片的時間排序，引發(fā)學(xué)生的討論。以小組為單位，論述排序的理由及推理出的細(xì)胞分裂時序(圖1)。

讓學(xué)生在小組陳述的過程中，通過統(tǒng)計(jì)分析永久裝片中不同細(xì)胞的形態(tài)、大小、染色體的行為，梳理出細(xì)胞有絲分裂過程中一條清晰的“動態(tài)變化過程”。但是，學(xué)生在排列細(xì)胞時相以及命名時，往往會暴露出一些錯誤概念。例如，①無法形成核膜解體的概念，認(rèn)為裝片觀察中所看到的清晰范圍一直是細(xì)胞核；②無法建立染色質(zhì)與染色體之間形態(tài)變化的規(guī)律，認(rèn)為裝片中“團(tuán)狀物”和“絲狀物”是兩種不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

教師在各組圖像分析的基礎(chǔ)之上，利用視頻動畫對“染色質(zhì)高度螺旋化”“紡錘體的建立”等無法在實(shí)驗(yàn)觀察中實(shí)現(xiàn)的微觀動態(tài)過程予以展示，引導(dǎo)學(xué)生有針對性地實(shí)現(xiàn)錯誤概念的轉(zhuǎn)化，建立完整的“細(xì)胞有絲分裂”的動態(tài)過程。

在有了各小組拍攝圖像的“大數(shù)據(jù)”之后，利用Excel軟件對不同細(xì)胞時期的細(xì)胞數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，明確洋蔥根尖細(xì)胞一個細(xì)胞周期的大概時長，以及細(xì)胞周期不同時相的相對長短。從而令學(xué)生對進(jìn)行有絲分裂的真核細(xì)胞一個細(xì)胞周期所發(fā)生時間及其特點(diǎn)有了更為形象的認(rèn)識。

3.3 提問延伸，解釋內(nèi)涵 在明確真核細(xì)胞有絲分裂過程之后，教師展示同卵雙胞胎的圖片，引導(dǎo)學(xué)生對其產(chǎn)生原因的思考，并嘗試解釋同卵雙胞胎形成的原因。這一過程需要完整的符合邏輯的問題串進(jìn)行引導(dǎo)：①同卵雙胞胎長相一模一樣的原因是什么？②形成同卵雙胞胎最初的兩個細(xì)胞有何關(guān)系？③有絲分裂是否能夠作為上述現(xiàn)象的一個解釋？④為了保證子代細(xì)胞遺傳物質(zhì)的相同，有絲分裂需要在分裂之前完成什么事件？

通過問題串的引導(dǎo)，學(xué)生開始對“細(xì)胞周期分裂期前的物質(zhì)準(zhǔn)備工作”進(jìn)行推理，并能夠較為明確地提出“分裂前的時期需要進(jìn)行遺傳物質(zhì)的精確復(fù)制”的結(jié)論。從而領(lǐng)悟有絲分裂重要的意義：將親代細(xì)胞DNA進(jìn)行復(fù)制，精確平均分配到兩個子細(xì)胞中，實(shí)現(xiàn)親代和子代保持遺傳性狀穩(wěn)定的目的。這必然是生長發(fā)育、生命繁衍的重要基礎(chǔ)。

圖1 學(xué)生觀察并命名的有絲分裂過程中細(xì)胞時相

3.4 總結(jié)歸納，知識提煉 在明確真核細(xì)胞有絲分裂過程與意義的基礎(chǔ)上，教師下發(fā)學(xué)習(xí)材料，引領(lǐng)學(xué)生對有絲分裂過程進(jìn)行回顧，畫出以時間為橫軸、以細(xì)胞中DNA/染色體/染色單體數(shù)目為縱軸的折線圖，厘清學(xué)生對決定遺傳性狀的“染色體”“DNA”重要概念的辨析，并提出“染色單體”的概念，為減數(shù)分裂介紹交叉互換打下基礎(chǔ)。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課以學(xué)生活動驅(qū)動所有課堂內(nèi)容的展開，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，并利用小組合作的學(xué)習(xí)方式，令學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)觀察、推理概括、統(tǒng)計(jì)分析等環(huán)節(jié)對新的學(xué)科知識進(jìn)行提煉、歸納、概括、內(nèi)化。另外，以學(xué)生實(shí)驗(yàn)出發(fā)的教學(xué)活動引入能夠充分提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在活動過程中進(jìn)入教學(xué)情境。再者，利用問題串的形式引發(fā)學(xué)生的再思索，自主建構(gòu)有絲分裂重要意義的科學(xué)概念，領(lǐng)悟本課時教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)涵。這種以學(xué)生活動驅(qū)動的教學(xué)方式有效引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)概念進(jìn)行構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)重難點(diǎn)的突破。