減數(shù)分裂中染色體行為變化的教具改進(jìn)和思考

韓小春

為了解決減數(shù)分裂中染色體行為變化的常用基本教具存在的不足，探索材料橡膠磁性紙?jiān)诮虒W(xué)中的應(yīng)用，并思考其在制作其他教具中的進(jìn)一步應(yīng)用。

教具 改進(jìn) 橡膠磁性質(zhì) 思考

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】 1005-8877（2018）27-0068-02

1.教具改進(jìn)背景

減數(shù)分裂中染色體的行為變化既抽象復(fù)雜，又微觀動(dòng)態(tài)，并且減數(shù)分裂與有絲分裂又容易混淆，只有理解“減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體行為”，才能理解“分離定律和自由組合定律”與其是現(xiàn)象和本質(zhì)的關(guān)系，才能從根本上理解“生物變異”的重要來(lái)源是基因重組以及染色體變異，才能為以后的生物的進(jìn)化奠定基礎(chǔ)。總之，“減數(shù)分裂中的染色體行為”是“遺傳與變異”中的重中之重。為突破此教學(xué)重難點(diǎn)，教學(xué)時(shí)教師通常采用模型構(gòu)建的方法，我在多年教學(xué)中嘗試各種教具去構(gòu)建該模型。主要有以下幾種教具設(shè)計(jì)：

（1）課前準(zhǔn)備好卡紙和白紙。將黃色和紅色的卡紙分別剪成染色體的形狀，卡紙上畫(huà)出黑點(diǎn)代表著絲粒；根據(jù)染色體的行為變化將染色體用膠水或雙面膠粘貼在白紙上。

（2）課前準(zhǔn)備好毛根和白紙。將黃色和紅色的毛根（也叫扭扭棒）通過(guò)螺旋折疊模擬染色體，在其近中央位置用雙面膠粘貼圓形小磁鐵代表著絲粒；根據(jù)染色體的行為變化將染色體用雙面膠或用彩色工字釘在較厚的白色卡紙上。

（3）課前準(zhǔn)備好毛線和白紙。用黃色和紅色的毛線通過(guò)纏繞來(lái)模擬染色體，在其近中央位置用雙面膠粘貼圓形小磁鐵代表著絲粒；根據(jù)染色體的行為變化將染色體用雙面膠或用彩色圖釘釘在較厚的白色卡紙上。

（4）課前準(zhǔn)備好超輕粘土和白紙。將黃色和紅色的超輕粘土捏出染色體形狀，用白色粘土貼在其近中央位置代表著絲粒；根據(jù)染色體的行為變化將染色體擺在白紙上。

除我的這些做法以外，還可以選擇其他的材料，如橡皮泥、電線、鐵絲、海綿紙、撲克牌甚至有人嘗試用面團(tuán)和手指。以上這些教具在教學(xué)中在模擬減數(shù)分裂過(guò)程同時(shí)又可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。但是在實(shí)際操作運(yùn)用中，發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：一是有些教具不能重復(fù)利用，可以說(shuō)是一次性的。這樣不僅增加了教師的課前準(zhǔn)備的工作量還大大提高了教具制作的成本。二是有些模型不好固定，所以構(gòu)建模型時(shí)只能將染色體擺在白紙上，但是這樣不便于學(xué)生間的展示和交流。三是有些模型能固定，但粘貼后不僅不好調(diào)整位置，還不可移動(dòng)，所以學(xué)生很難對(duì)模型進(jìn)行修改。

針對(duì)這些問(wèn)題，我從教具所需的材料等方面進(jìn)行了思考并改進(jìn)使用新材料作為生物學(xué)教學(xué)中其他教具的制作。

2.教具的改進(jìn)

（1）所需材料用具

A4黃色和紅色的橡膠軟磁片，也叫磁性紙，30cm×100cm的白色橡膠磁性紙，鉛筆，橡皮擦，信封。

（2） 教具的使用

第一，課前準(zhǔn)備。

以四人為一個(gè)小組的學(xué)生在課前完成以下任務(wù)：

一是將A4黃色和紅色的橡膠磁性紙剪成染色體形態(tài)，分別剪出3對(duì)長(zhǎng)和3對(duì)短的未復(fù)制的染色體和5對(duì)長(zhǎng)和5對(duì)短已復(fù)制的染色體裝在信封中。剪時(shí)要盡量剪出近中央的著絲粒結(jié)構(gòu)。二是在30cm×100cm的白色橡膠磁性紙上用鉛筆繪制減數(shù)分裂各時(shí)期的動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞區(qū)域，并注明減數(shù)分裂各時(shí)期的名稱。三是課前教師同樣將A4黃色和紅色的橡膠磁性紙剪成染色體形態(tài)，分別剪出3對(duì)長(zhǎng)和3對(duì)短的未復(fù)制的染色體和5對(duì)長(zhǎng)和5對(duì)短已復(fù)制的染色體裝在信封中。教師剪得染色體比學(xué)生大些主要便于在黑板上演示。上課前教師在黑板上用粉筆畫(huà)出減數(shù)分裂的各時(shí)期的動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞區(qū)域，并注明減數(shù)分裂各時(shí)期的名稱。

第二，教具模擬減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為和數(shù)目變化。

教學(xué)過(guò)程中學(xué)生通過(guò)課本自主學(xué)習(xí)的同時(shí)又結(jié)合小組合作學(xué)習(xí)，分組構(gòu)建以含兩對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞減數(shù)分裂形成精子過(guò)程中染色體行為的變化過(guò)程。教具模擬過(guò)程如下：

一是在30cm×100cm的白色橡膠磁性紙上，減數(shù)分裂的不同時(shí)期的區(qū)域內(nèi)，根據(jù)染色體的行為變化，找出信封中相應(yīng)顏色和大小的染色體擺放在圖示內(nèi)。二是用鉛筆在各區(qū)域內(nèi)畫(huà)出中心體、紡錘體及赤道板結(jié)構(gòu)，并注明各時(shí)期的細(xì)胞名稱。

在分組構(gòu)建的同時(shí)，其中一組派代表在黑板上構(gòu)建模型。黑板上構(gòu)建完整減數(shù)分裂過(guò)程中染色體行為變化如圖1，圖2是減數(shù)第一次后期的圖示。

三是用鉛筆在各時(shí)期染色體行為變化的基礎(chǔ)上觀察染色體數(shù)目的變化。

第三，教具模擬減數(shù)分裂過(guò)程中的非同源染色體的自由組合及減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的多樣性

學(xué)生經(jīng)自主合作學(xué)習(xí)初步構(gòu)建模型后，教師通過(guò)播放形象、直觀的多媒體動(dòng)畫(huà)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到模型中的缺陷并在此基礎(chǔ)上對(duì)模型進(jìn)行修改。由于不同小組構(gòu)建的模型中配子種類不同，通過(guò)展示不同小組的配子類型使學(xué)生認(rèn)識(shí)到減數(shù)分裂形成配子的多樣性。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考形成配子多樣性的關(guān)鍵在于細(xì)胞分裂期，從而聚焦到減數(shù)第一次分裂中不同小組非同源染色體的不同分配方式，使學(xué)生理解自由組合現(xiàn)象。

（3）改進(jìn)教具的優(yōu)點(diǎn)：

第一，該教具使用的材料是橡膠磁性紙，價(jià)格便宜，外觀美觀，柔軟輕便，易于攜帶，而且能夠長(zhǎng)期保存。

第二，該材質(zhì)易剪裁，與紙相同可以隨意剪出不同的形狀；

第三，該材質(zhì)易擦寫(xiě)，鉛筆在上面寫(xiě)過(guò)得內(nèi)容可以輕松擦掉。如果用水性筆也可以檫除，非常方便在其上書(shū)寫(xiě)和修改。

第四，該教具中剪取染色體的材料以及粘貼的底板都是具有磁性的紙片，所以在白色的底紙上畫(huà)好細(xì)胞區(qū)域后直接就可將不同染色體擺放上去，不需粘貼。因?yàn)閮烧叨加写判运苑浅＠喂蹋⑶覍W(xué)生在構(gòu)建過(guò)程中各種擺放錯(cuò)誤都可以輕松移動(dòng)，不斷修改和調(diào)整。不同小組構(gòu)建的模型不僅可以相互交流和展示，而且也可以整體在班級(jí)中展示和評(píng)價(jià)。

（4）改進(jìn)教具的缺點(diǎn)：

第一，橡膠磁性紙很少被教師應(yīng)用于教學(xué)，多數(shù)教師因?yàn)椴涣私猓恢滥睦镔?gòu)買(mǎi)而限制其被應(yīng)用。

第二，教具中30cm×100cm的白色橡膠磁性紙，可以卷起來(lái)攜帶，鋪開(kāi)來(lái)剛好兩張課桌長(zhǎng)度，這個(gè)長(zhǎng)度有利于構(gòu)建整個(gè)減數(shù)分裂過(guò)程，但畢竟是磁性紙，所以有一定重量。

（5）改進(jìn)教具創(chuàng)新點(diǎn)

第一，教具簡(jiǎn)單實(shí)用 與其他材料比較，橡膠磁性紙制作染色體非常直觀，由于材料牢固穩(wěn)定所以該教具不僅方便保存而且可以重復(fù)利用，在教學(xué)中實(shí)用性強(qiáng)，一次教具制作可以實(shí)現(xiàn)永久使用。

第二，教具設(shè)計(jì)合理 由于橡膠磁性紙具有磁性，可以將有磁性的染色體和有磁性的細(xì)胞圖示輕松結(jié)合，通過(guò)移動(dòng)動(dòng)態(tài)演示完整的變化過(guò)程，并且兩者之間既可以牢固結(jié)合又可以輕松分離，設(shè)計(jì)的的巧妙周到。在教學(xué)中使用這樣的教具可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性和主動(dòng)性。

第三，教具敢于創(chuàng)新 減數(shù)分裂的模型構(gòu)建時(shí)，筆者通過(guò)多年教學(xué)積累，不斷探索，積極創(chuàng)新，首次嘗試將橡膠磁性紙應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，并綜合其他教具的優(yōu)點(diǎn)創(chuàng)新處改進(jìn)教具，在教學(xué)方面取得良好的教學(xué)效果，得到同仁和學(xué)生的認(rèn)可和喜愛(ài)。

3.改進(jìn)材料在生物學(xué)其他教具制作中的思考

根據(jù)該改進(jìn)材料的優(yōu)點(diǎn)，我思考在高中生物學(xué)其他教具制作中是否也可以嘗試使用，我思考并憧憬其在生物教具制作中應(yīng)用。

（1）用于減數(shù)分裂的教具同樣經(jīng)過(guò)修改可以用于有絲分裂，筆者教具在白色30cm×100cm反面預(yù)設(shè)構(gòu)建有絲分裂的染色體模型。所以筆者設(shè)計(jì)的教具可以直接用于有絲分裂，可謂一舉兩得。

（2）在DNA分子結(jié)構(gòu)教學(xué)時(shí)，可以用彩色橡膠磁性紙剪成圓形、五邊形和長(zhǎng)方形分別代表磷酸分子、五碳糖和含氮堿基。其中含氮堿基中又選擇不同的顏色分別代表腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶4種不同類型。學(xué)生可以在白色橡膠磁性紙或黑板上構(gòu)建DNA的分子結(jié)構(gòu)模型。

（3）在特異性免疫中可以用彩色橡膠磁性紙剪成方形代表各種不同的免疫細(xì)胞，然后學(xué)生在白色橡膠磁性紙上模擬體液免疫和細(xì)胞免疫過(guò)程。類似生物變異來(lái)源復(fù)習(xí)時(shí)，可以用彩色橡膠磁性紙剪成方形代表不同類型的變異，學(xué)生利用橡膠磁性紙構(gòu)建生物變異類型的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。所以該材料不僅可以用于新課中構(gòu)建實(shí)物模型，也可以在復(fù)習(xí)課中構(gòu)建各種知識(shí)概念圖。

參考文獻(xiàn)

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