基于實驗教學構建生物核心概念

朱紅艷

【摘要】通過“減數分裂中的染色體行為”一課的教學嘗試，在課堂上通過觀察實驗和模型制作活動來構建減數分裂的核心概念。從分析教學現狀入手，結合實際課堂案例，闡述實驗教學輔助概念教學的重要性和必要性。

【關鍵詞】高中生物教學 概念教學 實驗教學

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）39-0096-02

《普通高中生物課程標準（實驗）》明確指出：“高中生物課程是以提高學生科學素養為宗旨。”高中生物學概念是高中生物學科結構中最基礎和最重要的組成部分，提高生物概念教學的有效性是高中生物教學的核心話題。因此教師在教學中可根據教學目標創設實驗情境，讓學生設計、觀察、分析和實施相應實驗，促進概念的形成和同化，幫助學生理解概念的本質。

一、高中生物核心素養的提出

高中生物核心素養具體表現在生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任四個方面。生物學是一門自然科學，與人們的日常生活、環境、工農業發展具有密切的聯系，它以豐富多彩的自然現象和生物實驗吸引著學生。隨著內容的不斷增多，生物學概念的抽象性不斷增強，尤其是在接觸細胞呼吸和光合作用等抽象內容的學習后，學生對生物的自我效能感逐漸降低。由此可見，高中生物學概念是學習的難點，是學生學好生物的瓶頸。

多年的教學實踐活動，使我深感實驗教學和概念教學相結合的重要性和必要性。通過實驗事實為概念形成提供支撐，理清概念的內涵和外延，掌握概念的本質。現以浙科版必修2遺傳與進化中《減數分裂中的染色體行為》內容為例，講述實驗教學在概念形成過程中的重要作用。

二、設計思路

《減數分裂中的染色體行為》這節課的核心概念為“同源染色體”、“減數分裂各時期的特點”、“同源染色體分離，非同源染色體自由組合”、“如何實現染色體數目減半”。在“同源染色體”概念教學中要讓學生理解同源染色體的來源、特征和行為；在“減數分裂各時期的特點”教學中，將減數分裂分為減Ⅰ和減Ⅱ兩次連續分裂，每次分裂又分為前、中、后、末四個時期，突出各個時期中染色體行為和數目變化，因為學生已具備細胞有絲分裂的知識，難度相對降低。通過精子形成過程的視頻和減數分裂模型的制作，將這些抽象的概念以動態模擬和模型制作的形式直觀地呈現給學生，生成相關的概念，并通過觀察活動過程中染色體數目變化情況，得出“如何實現染色體數目的減半”的概念。

三、教學片段

教師播放減數分裂精子形成過程的視頻，同時讓學生思考：減數分裂過程中染色體復制了幾次？細胞分裂了幾次？最后形成了幾個細胞？同時指導學生動手制作一個減數分裂的模型。

教師將全班分成若干組，每組的材料有紅、藍橡皮泥，一張白紙，4根2cm長的細鐵絲。教師引導學生：減數分裂時DNA復制1次，我們如何來制作模型？學生思考并回答后，教師指導學生用橡皮泥制作2個藍色和2個紅色的橡皮泥長條，每個長5cm。再用同樣的方法，制作2個藍色和2個紅色的橡皮泥長條，每個長8cm。接著把顏色和長度一樣的兩個橡皮泥并排放在一起，中部用一根細鐵絲把它們扎起來，做成4個模型，至此，教師引導提問學生：該過程表示什么？學生根據已學的有絲分裂知識可以得出，減數分裂過程間期染色體的復制已完成，每條染色體模型上都由兩條染色單體組成，但染色體數目不變。然后在一大張白紙上畫一個足夠大的紡錘體，使之能夠容下學生所制作的4條染色體模型，教師播放視頻MⅠ中期，提問：復制好的染色體又發生什么變化？接下去的模型怎么做？學生根據視頻把兩條5cm長的紅藍橡皮泥條放在一起，把2條8cm長的紅藍橡皮泥條放在一起，并且移動至紡錘體中心相垂直的平面上。老師加以引導得出“同源染色體”的概念。那染色體這樣連在紡錘絲上的結果會怎樣？學生抓住鐵絲（著絲粒）分別拉向紡錘體相反的兩極，移到兩極后，減數第一次分裂完成。教師提問學生：減數第一次分裂時，同源染色體分離，姐妹染色單體未分離，那5cm和8cm的染色體怎么分配？學生通過模型的變化，擺出兩種組合，從而得出“同源染色體分離，同時，非同源染色體自由組合”的概念。教師把MⅠ過程的圖片呈現給學生，讓學生總結MⅠ的主要變化，從而理解MⅠ各時期的特點和同源染色體的概念。

完成MⅠ模型制作后，教師可引導學生根據所畫的染色體簡筆畫，推測MⅡ發生了什么變化？（播放視頻）然后指導學生在白紙上再畫兩個紡錘體，以第一次分裂中的紡錘體的每一極為中心，且與第一個紡錘體垂直，把每一極的染色體排列在新紡錘體的赤道面上，解開每個染色體上的“著絲粒”，抓住每一個染色單體原先“著絲粒”所在位置，把染色單體拉向紡錘體兩極。學生通過比較，可以得出MⅡ時，著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，并向兩極移動。最后再教師提示，使學生通過觀察和模型制作，完成了“MⅡ的主要變化是著絲粒分裂，姐妹染色單體分離”的概念生成，并通過比較可以得出“減數第一次分裂時，同源染色體分離，導致細胞染色體數目減半”的核心概念。

通過上述活動，學生對《減數分裂中的染色體行為》這節課有了更直觀，更深刻的認識，在實驗的基礎上通過歸納總結，最終得出結論，形成概念，既避免了死記硬背的灌輸，又提高了學生的學習興趣，增強了學習的實效性。

四、教學反思

在觀看精子形成視頻、制作減數分裂模型等實驗活動過程中，讓學生更加直觀地認識抽象的生命活動現象和規律，強化對減數分裂過程和特點的理解，并在模型制作過程中最終形成對減數分裂的相對完整的認識。學生通過學習有絲分裂的知識，這既是學習減數分裂的基礎，但也可能成為新概念形成的障礙，所以教師要重視探究性實驗和教材中的經典實驗，實現“做中學”，讓學生真正從“背和聽”中解脫出來，培養學生從實驗中形成概念，這正是實驗教學的初衷，不失為知識獲取和能力培養的有效方法，提高學生生物科學素養，使其終身受益。通過實驗教學，不僅使學生理解了生物核心概念的本質，更重要的是讓學生學會了科學探究的一般方法，養成科學的態度和獨立思考，創造性學習的能力。

參考文獻：

[1]游隆信.生物學概念的教學策略[J].生物學教學2005，30（2）：46-47.

[2]羅銀春.高中生物概念的教學方法講究[D].天津：天津師范大學，2008-04-01.endprint