白板互動教學在高中生物學復習教學中的應用

陳曉穎

（福州市華僑中學，福建 福州 350004）

高三生物學復習課不能是新授課內容的簡單重復，應以小專題的形式將關聯性較強的內容進行有效整合，幫助學生建構知識體系，培養學生知識遷移和科學思維能力，從而有效地提高復習的針對性。因此在高三二輪復習中，筆者嘗試將“有絲分裂”“減數分裂”和“受精作用”等重要概念進行重組，形成“細胞分裂”專題復習課。

一、繪制概念圖，建構知識框架

“有絲分裂”“減數分裂”和“受精作用”這三個重要概念的內在聯系可通過生物世代呈現出來：包括人類在內的高等生物通過有性生殖的方式繁衍后代、生生不息，使本物種得以延續。受精卵是生命的起點，受精卵發育成完整生物體主要是通過有絲分裂來實現。性成熟的雌雄個體則通過減數分裂產生配子。精卵的融合完成受精作用，又產生了新一代個體。

利用白板的即時生成性，教師可在白板上提供生物學術語與符號，如“生物體”“受精卵”“精子”“卵細胞”“♂”“♀”等，讓學生在白板上拖動詞條并補上線條和箭頭繪制成概念圖來表示生物世代過程。對于表達得不夠準確或完整的概念圖，其他學生還可以當場進行糾正或補充。（如圖1）

圖1 生物世代示意圖

二、復習有絲分裂概念

首先利用白板展示有絲分裂過程中染色體和DNA數量變化的曲線，教師利用白板筆在曲線上做著重記號，引導學生關注有絲分裂前后染色體和DNA的數量變化，讓學生了解實現體細胞增殖的有絲分裂的重要特征之一是細胞核內的遺傳物質DNA的數量及其載體染色體的形態、數目在分裂前后不改變。從而使得學生明白有絲分裂的意義：一個細胞通過有絲分裂產生兩個子細胞時，DNA和染色體能夠在親代細胞和子代細胞間保持恒定。DNA和染色體能夠在親代細胞和子代細胞間保持恒定的關鍵事件是遺傳物質的“復制”和“均分”，有絲分裂過程就是圍繞這兩個關鍵展開的。以一對同源染色體為例，請學生代表在白板上繪出這對染色體在有絲分裂過程中的行為變化，并相互補充、修改與完善。

在此基礎上，教師從“結構與功能相適應”的角度啟發學生思考：①遺傳物質的載體在間期以細絲狀的染色質存在，而分裂期以高度螺旋化的染色體存在有何意義？②有絲分裂后期移向細胞兩極的兩套染色體相同嗎？③有絲分裂過程中其他結構的出現和消失對遺傳物質的“復制”和“均分”有何意義？并利用白板的放大鏡工具提示學生注意，例如，前期核膜和核仁的消失、紡錘體的出現，末期紡錘體消失、出現新的核膜和核仁、細胞板的出現等。

通過剖析和歸納，促進學生理解細胞是一個統一的整體，有絲分裂過程中各個結構的變化是為遺傳物質的“復制”和“均分”服務的。最后讓學生從生長、發育、繁殖和遺傳等方面舉例說明有絲分裂的生物學意義。

三、復習減數分裂概念

為了讓學生更好地比較分析減數分裂和有絲分裂，讓學生在白板上繪制細胞中一對同源染色體在減數分裂過程中的行為變化，并作簡要描述。

教師設問：①減數分裂“減”的是什么？并在白板上展示減數分裂過程中染色體和DNA的數量變化曲線，曲線上做強調記號，讓學生一眼就能看出減數分裂后染色體、DNA均發生減半。②減數分裂發生“減半”的關鍵原因是什么？③配子中的染色體、DNA減半有什么意義？

在一對同源染色體的基礎上，進一步通過細胞中兩對同源染色體的變化規律來揭示遺傳變異的細胞學基礎。引導學生借助染色體的實物模型，模擬減數分裂過程中同源染色體的聯會、分離和非同源染色體的自由組合。

讓學生帶著①若不考慮交叉互換，這個初級精母細胞能產生幾種基因型的精子？②若發生了交叉互換，在聯會時發生了交叉互換的情況下該初級精母細胞產生了幾種類型的精子等問題進行模型建構。請一位學生代表在黑板上建模示范，其他學生獨立操作，教師可適當進行提示和指導。例如初級精母細胞中有兩對同源染色體，這4條染色體能否任意兩兩分配到子細胞中？

教師在學生建構模型的過程中，可利用手機或IPAD把不同學生得出的精細胞種類拍照上傳到白板屏幕，便于比較分析與總結。若不考慮突變、交叉互換等因素，每個人的操作板上只能展示其中的兩種組合方式，因為減數第一次分裂非同源染色體自由組合的機會只有一次，即一個精原細胞通過減數分裂只能產生兩種類型的精子。但不同同學的操作板上可能出現不同的組合方式，這就好比精巢內有為數眾多的精原細胞，每次減數分裂非同源染色體的自由組合都是隨機的，它們就可能產生種類繁多的精子，從數學概率的角度來看應該是2n（n為染色體的對數）。如果考慮交叉互換，那就另當別論了。那么即便是一個精原細胞也能產生四種類型的精子。所以減數分裂導致配子中遺傳物質組成的多樣性主要來自于兩個原因，一是非同源染色體的自由組合和聯會時發生的交叉互換。它們都造成了非等位基因的自由組合，從生物變異的角度，就是基因重組。

四、復習受精作用概念

以白板課件的動畫作為提示，讓學生嘗試描述受精作用的概念及受精具體過程，理解防止多精入卵的屏障。同時應強調，受精時僅精子的頭部進入卵細胞內，兩者的細胞核相互融合，從而實現了彼此染色體的融合。

教師可適時拋出問題，為什么相同的父母生出的后代不是一模一樣的？引導學生利用本節課復習的知識歸納解釋原因，減數分裂形成的配子，其染色體組成上具有多樣性，導致不同配子遺傳物質的差異，而受精過程中雌雄配子隨機結合，造成了受精卵中遺傳物質組成的多樣性。所以即使是同一對父母所生的幾個孩子，性狀表現也各不相同。

五、總結生物世代繁殖過程

減數分裂使配子中的染色體數減半（n）；由于精卵的結合，受精卵中的染色體數目又恢復到親代體細胞中的水平（2n）。受精卵中的染色體半數來自父方，半數來自母方，且兩兩成對，即成對的同源染色體。由于體細胞歸根結底都是受精卵通過有絲分裂產生，所以體細胞與受精卵一樣，也存在成對的同源染色體。減數分裂和受精作用的生物學意義從進化的角度考慮，有性生殖產生的豐富的變異為進化提供了大量的原材料，有利于生物在自然選擇中進化，這體現了有性生殖的優越性。（如圖2）

圖2 受精作用過程中染色體的變化規律

教師運用電子白板等新媒體教學手段的核心應是服務于教學目標，而非為了展示白板的功能。高中生物學復習教學應注重知識網絡的建構和知識的內在聯系，而非細枝末節的事實性知識。

這節“細胞分裂”復習課主要借助電子白板教育技術，在教師、學生及教學內容三者之間搭建了互動平臺。以一系列問題激發學生思考，將“知識線索”轉變為“問題線索”，有效地引導學生將細胞分裂與孟德爾遺傳規律、遺傳變異、進化等知識聯系起來，促進學生對遺傳變異的細胞學基礎有更深刻的認識。