聚焦科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行“細(xì)胞的增殖”(第一課時(shí))的教學(xué)

趙 姬

(江蘇省昆山中學(xué) 昆山 215300)

1 教材分析

“細(xì)胞的增殖”是人教版高中生物學(xué)教材必修1《分子與細(xì)胞》模塊第6章第1節(jié)的內(nèi)容。第一課時(shí)的教學(xué)主要包括“細(xì)胞周期”和“植物細(xì)胞的有絲分裂”兩塊內(nèi)容，“有絲分裂過程中各時(shí)期染色體的行為變化”是教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動(dòng)，是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)，同時(shí)也是學(xué)習(xí)必修2《遺傳與進(jìn)化》模塊中遺傳學(xué)內(nèi)容的重要前導(dǎo)知識(shí)。因此，該節(jié)內(nèi)容在生物學(xué)教材中占有舉足輕重的地位。但是，本節(jié)內(nèi)容較為復(fù)雜和抽象，傳統(tǒng)的講授教學(xué)既不符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，又違背科學(xué)探究的本質(zhì)。筆者嘗試以細(xì)胞增殖的發(fā)現(xiàn)歷程為主線進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，按“觀察排序→歸納總結(jié)→構(gòu)建模型→建立概念”的順序開展教學(xué)活動(dòng)，以此來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力，提升學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：

(1) 通過學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育的過程，明確生命的發(fā)展是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程，在理解細(xì)胞周期概念的基礎(chǔ)上形成生命觀念；通過學(xué)習(xí)細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的變化，認(rèn)同生命的運(yùn)動(dòng)性，認(rèn)識(shí)生物的多樣性、統(tǒng)一性和復(fù)雜性，形成科學(xué)的自然觀和世界觀。

(2) 通過對(duì)有絲分裂各典型時(shí)期的照片、模式圖、FLASH動(dòng)畫的觀察及比較，總結(jié)細(xì)胞有絲分裂各典型時(shí)期的主要特征，歸納細(xì)胞周期的概念和特點(diǎn)，提高比較、分析、歸納的思維能力。

(3) 通過構(gòu)建分裂過程中染色體變化的模型，鍛煉動(dòng)手能力；在探究過程中，嘗試通過小組合作的方式，提升合作學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神；通過細(xì)胞周期大轉(zhuǎn)盤的拼裝游戲，提高實(shí)踐能力，提升綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

3 教學(xué)過程

3.1 視頻導(dǎo)入，引出主題 播放一段植物生長(zhǎng)的慢速拍攝視頻，讓學(xué)生觀察并說出視頻中呈現(xiàn)的是怎樣的生命現(xiàn)象。教師講述生物體由小長(zhǎng)大的兩個(gè)原因： 一是細(xì)胞生長(zhǎng)，導(dǎo)致細(xì)胞體積增大；二是細(xì)胞增殖，導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)目增多。同時(shí)，提供一段資料，讓學(xué)生自主分析生物體生長(zhǎng)的主要原因，引出本節(jié)課的教學(xué)主題。

設(shè)計(jì)意圖： 通過觀看視頻，讓學(xué)生感受“生命，靜可安若處子，動(dòng)則晴天驚雷”之美；同時(shí)，讓學(xué)生借助資料分析，自主得出生物體生長(zhǎng)的主要原因。

3.2 觀察照片，討論排序 展示科研人員在研究有絲分裂過程中所拍攝的大量照片，并從中挑選5張有代表性的照片提供給各小組(圖1)。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)照片中染色質(zhì)與染色體的關(guān)系以及染色體的行為，大致判斷5張照片的分裂順序，并陳述理由。

圖1 有絲分裂的照片

設(shè)計(jì)意圖： 讓學(xué)生根據(jù)科研人員在顯微鏡下拍攝的照片，判斷有絲分裂的順序，領(lǐng)悟生物學(xué)家研究有絲分裂的思路和方法，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。

3.3 歸納總結(jié)，交流匯報(bào) 介紹生物學(xué)家為了研究方便，人為地將有絲分裂過程劃分為間期、前期、中期、后期、末期5個(gè)時(shí)期。關(guān)于5個(gè)時(shí)期的劃分，教師提出問題：“分裂過程中各時(shí)期劃分的依據(jù)是什么？”在比較5個(gè)分裂時(shí)期的照片、模式圖、FLASH動(dòng)畫的基礎(chǔ)上，要求各小組歸納總結(jié)各時(shí)期的主要特征，并派代表上臺(tái)交流匯報(bào)。

設(shè)計(jì)意圖： 突出學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，對(duì)各時(shí)期的特點(diǎn)進(jìn)行初步構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、比較、歸納、概括等科學(xué)思維能力，提升學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

3.4 分組活動(dòng)，構(gòu)建模型 給每組提供毛根鐵絲、帶孔磁鐵、白板等材料，通過組內(nèi)合作構(gòu)建染色體行為變化模型。各組將制作好的模型進(jìn)行展示，并對(duì)模型制作的方法和構(gòu)建的理由進(jìn)行交流，其他小組可對(duì)展示的模型進(jìn)行評(píng)價(jià)和提問，教師對(duì)模型構(gòu)建中存在的問題進(jìn)行指正并給予點(diǎn)評(píng)。

設(shè)計(jì)意圖： 通過構(gòu)建模型實(shí)現(xiàn)抽象概念的具體化、直觀化和形象化，加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞分裂過程中染色體行為變化的理解。讓學(xué)生通過分組合作進(jìn)行染色體模型構(gòu)建，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和合作學(xué)習(xí)能力。

3.5 觀看動(dòng)畫，建立概念 播放植物細(xì)胞連續(xù)分裂的FLASH動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生思考“有絲分裂各個(gè)時(shí)期之間是否有明顯的界限”“細(xì)胞分裂是否具有周期性”等問題。促使學(xué)生根據(jù)自己的觀察、判斷和分析，最終得出“有絲分裂各個(gè)時(shí)期之間并沒有明顯的界限”“有絲分裂是一個(gè)連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的變化過程”的結(jié)論，進(jìn)而建立細(xì)胞周期的概念。

設(shè)計(jì)意圖： 創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生根據(jù)自己的觀察、判斷和分析，得出結(jié)論，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性、主動(dòng)性和獨(dú)立性，在學(xué)習(xí)過程中逐步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

3.6 開展游戲，提升能力 教師借助自制的細(xì)胞周期大轉(zhuǎn)盤教具，進(jìn)行游戲教學(xué)。先邀請(qǐng)兩位學(xué)生上臺(tái)對(duì)細(xì)胞周期大轉(zhuǎn)盤進(jìn)行拼裝，同時(shí)要求臺(tái)下學(xué)生仔細(xì)觀察臺(tái)上學(xué)生的拼裝情況，對(duì)拼裝過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行指正。正確拼裝完成后(圖2)，教師覆蓋上硬卡紙板并用手按住中間的轉(zhuǎn)軸，讓學(xué)生來轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤。當(dāng)轉(zhuǎn)盤停下后，要求學(xué)生根據(jù)看到的細(xì)胞分裂圖像(圖3)，回答相應(yīng)的時(shí)期名稱，并回憶該時(shí)期的主要特點(diǎn)。若該生回答不出或答案不完整，可尋求“場(chǎng)外幫助”，通過指定一位“親友團(tuán)”成員(同桌或好友)來幫助回答。

圖2 拼裝好的轉(zhuǎn)盤

圖3 教學(xué)演示

設(shè)計(jì)意圖： 讓學(xué)生參與教具的拼裝，既幫助學(xué)生加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，還鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。同時(shí)，模擬抽獎(jiǎng)轉(zhuǎn)盤的游戲教學(xué)，增強(qiáng)了教學(xué)的趣味性，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的沉悶氣氛，寓教于樂，有助于活躍課堂氣氛。

4 教學(xué)反思

本次教學(xué)活動(dòng)對(duì)教材原有的內(nèi)容進(jìn)行了刪減，刪除了“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)；同時(shí)，調(diào)整了教材原有的教學(xué)順序，先學(xué)習(xí)有絲分裂過程，再引入細(xì)胞周期概念。并且，在進(jìn)行有絲分裂內(nèi)容教學(xué)時(shí)，以有絲分裂的發(fā)現(xiàn)歷程為主線進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，按“觀察排序→歸納總結(jié)→構(gòu)建模型→建立概念”的順序開展教學(xué)活動(dòng)。通過對(duì)分裂照片的討論排序、分裂時(shí)期的特點(diǎn)總結(jié)以及染色體變化模型的自主構(gòu)建等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力，提升學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。