基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)下減數(shù)分裂概念教學(xué)的有效策略初探

摘 要：減數(shù)分裂是一個微觀、抽象、連續(xù)變化的過程，給學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)知帶來困難。此課通過一些自創(chuàng)教具的應(yīng)用和特殊活動的設(shè)計，注重學(xué)生對減數(shù)分裂概念形成過程的學(xué)習(xí)，教學(xué)中注重學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成：引導(dǎo)學(xué)生通過生命現(xiàn)象去尋找本質(zhì)，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，揭示過程中隱藏的生命觀念，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)意識和創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);概念教學(xué);自創(chuàng)教具

生物學(xué)概念是通過抽象、概括而形成的對生物學(xué)現(xiàn)象、本質(zhì)特征或共同屬性的反映，是從大量的生命現(xiàn)象和事實中抽象出來的規(guī)律性知識，包含嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)、邏輯方法和邏輯過程。在概念教學(xué)過程中，不僅要引導(dǎo)學(xué)生理解概念的文字，還要理解概念構(gòu)建的過程。本人將以減數(shù)分裂概念教學(xué)為例，淺談核心素養(yǎng)理念下的概念教學(xué)活動。

一、淺析概念分類

心理學(xué)家維果茨基根據(jù)概念來源不同將其分為：科學(xué)概念和日常概念[1]。日常概念稱為欠科學(xué)概念或錯誤概念，是我們在沒有經(jīng)過正規(guī)的科學(xué)教育前于日常生活中通過辨別學(xué)習(xí)、經(jīng)驗積累而掌握的。如初中時學(xué)生接觸過相關(guān)的生殖知識和減數(shù)分裂這個詞，對于這方面的知識也就停留在字面的理解，對“減數(shù)”為何意并沒有深入學(xué)習(xí)過。科學(xué)概念則是在教學(xué)過程中通過揭示概念的本質(zhì)而形成的，如“減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂”。

根據(jù)概念的統(tǒng)整性和理解力，習(xí)慣上把概念分為核心概念、重要概念、普通概念和具體概念。[2]核心概念的形成需要一些重要概念做支撐，而重要概念又需要相應(yīng)的事實性知識和基礎(chǔ)概念作為基礎(chǔ)支持。減數(shù)分裂是屬于遺傳這一核心概念的下位概念，它是生物學(xué)中一個典型的過程性概念，以一系列的事實性知識作支撐。

結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的有關(guān)減數(shù)分裂的知識，利用各種工具，帶領(lǐng)學(xué)生整合眾多事實性知識，逐漸豐富知識體系，成功構(gòu)建出減數(shù)分裂這個過程概念，是高中生物減數(shù)分裂概念教學(xué)中的難點所在。

二、基于核心素養(yǎng)下的減數(shù)分裂概念教學(xué)

結(jié)合我校學(xué)生的理解能力來看，教材內(nèi)容的編排超出了他們的水平：圖片和文字內(nèi)容顯得分散，“分裂”步驟感不強(qiáng);抽象性、識記性知識太多;圖示不太具有代表性，復(fù)雜而沒有豁然開朗感。僅結(jié)合教材的文字、圖片展開教學(xué)會讓學(xué)生迷失在過程中，即使借助多媒體動畫演示，學(xué)生也只能是觀看過程。對于其染色體變化的模型構(gòu)建活動，很多學(xué)校并不能在課堂開展，即便讓學(xué)生動手進(jìn)行模型制作，課堂展示和效果反饋也不太理想。以下是本人結(jié)合學(xué)生實情，利用自創(chuàng)教具，設(shè)計特殊的學(xué)生活動開展的教學(xué)實踐。

1.結(jié)合生命現(xiàn)象大膽推測，強(qiáng)化生命觀念

“發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、提問、討論等，逐步增強(qiáng)對自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲”。本人在進(jìn)行減數(shù)分裂課題引入時以人為例，從生命現(xiàn)象及規(guī)律入手，結(jié)合課件帶領(lǐng)學(xué)生分析：從生物統(tǒng)一性的角度考慮，親本和子代體細(xì)胞中染色體數(shù)目有何關(guān)系？子代是由親代產(chǎn)生生殖細(xì)胞（精子和卵細(xì)胞）受精形成的受精卵發(fā)育而來，那么精子和卵細(xì)胞能否通過有絲分裂的方式產(chǎn)生？引導(dǎo)學(xué)生獲知通常同種個體體細(xì)胞含有的染色體數(shù)目一致，再結(jié)合有絲分裂前后染色體數(shù)目的變化等知識思考，判斷出配子的產(chǎn)生不能通過正常的有絲分裂，進(jìn)一步鼓勵學(xué)生進(jìn)行推測：精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)目應(yīng)該只有親本體細(xì)胞中染色體數(shù)目的一半。最后指出我們的推測與19世紀(jì)A.Weismann做出的預(yù)測一致：“精子和卵細(xì)胞的形成過程必然有一個特殊的過程使染色體數(shù)目減少一半。”且這個天才的預(yù)見已被科學(xué)家們用顯微鏡觀察所證實。引入本節(jié)課題內(nèi)容：這是一個特殊方式的有絲分裂，叫減數(shù)分裂。這時引導(dǎo)學(xué)生閱讀減數(shù)分裂的概念，學(xué)生自然就梳理出概念中的核心字眼“染色體數(shù)目減半”。這樣結(jié)合學(xué)生已有的知識，通過教師的引導(dǎo)，分析自然生命現(xiàn)象中蘊藏的生物知識，引出新問題，強(qiáng)化生命觀念的同時激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)和解決問題的欲望。

2.多種方式自主構(gòu)建過程，發(fā)展科學(xué)思維

葉圣陶先生曾說過，“教師之教，不在于全盤授予，而在于相機(jī)誘導(dǎo)”“教學(xué)手段，多變才絢麗”。我校學(xué)生是基礎(chǔ)薄弱、活潑好動、不愛閱讀的一個群體，加之教材此節(jié)內(nèi)容的特點，靠學(xué)生“閱讀教材梳理過程”的想法過于理想，因此本人嘗試超越教材，站在學(xué)生的立場，自創(chuàng)教具，結(jié)合多種策略來突破減數(shù)分裂過程教學(xué)。

（1）采用自制貼圖，助力概念講解

緊扣概念，本人以減數(shù)分裂過程中“染色體復(fù)制一次，細(xì)胞卻分裂兩次”提出了以下問題：“細(xì)胞兩次分裂過程中，染色體分別有哪些行為？如何保障最后數(shù)目剛好減半？”讓學(xué)生帶著問題觀察過程圖解中染色體的行為。并安排初級任務(wù)“將老師自制的細(xì)胞模式圖按教材的分裂過程排序”。這個過程本人采用了自創(chuàng)的實用型教具：體細(xì)胞中含兩個染色體組的一組減數(shù)分裂細(xì)胞模式圖。細(xì)胞中的染色體是采用兩種顏色的彩色毛根制作，用兩種顏色的毛根分別表示原始生殖細(xì)胞中來自其父母方的染色體，這種材料有一定的定型性，又容易受力變形，能很好地滿足染色體在分裂過程中各種形態(tài)變化的需求，形象而生動，其色澤和立體感也能更好地吸引學(xué)生參與;細(xì)胞中染色體數(shù)目的減少也降低了學(xué)生觀察染色體行為的難度。閱讀后派學(xué)生代表將細(xì)胞模式圖按序張貼在黑板上，張貼過程中全體同學(xué)共同參與。結(jié)合學(xué)生排序好的細(xì)胞模式圖，教師再帶領(lǐng)學(xué)生梳理減數(shù)分裂各時期的染色體的主要行為特點，提煉出染色體的行為始終圍繞著“怎樣平均分”逐步進(jìn)行：復(fù)制—聯(lián)會—同源分離—單體分開。

（2）設(shè)計系統(tǒng)板書，豐富概念羽翼

即使在多媒體教學(xué)手段很普及的教學(xué)中，板書也是不可或缺的。精心設(shè)計的板書是課堂信息傳遞的媒體，是提高教學(xué)效果的重要手段之一。[3]教師在實際教學(xué)過程中可以充分發(fā)揮板書直觀清晰、概括性強(qiáng)、重點突出等優(yōu)點，采用流線圖、表格、概念圖等形式帶領(lǐng)學(xué)生一步一步構(gòu)建概念體系，凸顯出概念的主線框架，豐富其羽翼，加深對概念本質(zhì)的理解。本人在講述減數(shù)分裂過程時，結(jié)合學(xué)生排序的細(xì)胞貼圖，將此過程常考的知識點，系統(tǒng)而簡要地歸納到板書中，有效帶領(lǐng)學(xué)生從分裂時期、細(xì)胞角度、染色體形態(tài)變化、染色體數(shù)目變化等角度去豐富其過程，最后從點到線，化零為整，帶領(lǐng)學(xué)生梳理概括出減數(shù)分裂的概念，很好地解決這堂課中專業(yè)術(shù)語多、概念混亂等問題，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。

（3）利用自制道具，構(gòu)建概念過程

減數(shù)分裂過程是個動態(tài)的過程，如果學(xué)生將減數(shù)分裂的學(xué)習(xí)停留在點的層面，知識將零碎易忘，且不利于核心概念的形成。教材中“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”活動的設(shè)計就是為了突破概念過程的理解而設(shè)計，但在課堂中要想全員有效開展需優(yōu)化材料。在教學(xué)中，本人為學(xué)生提供了代表兩對同源染色體的兩組毛根和四張紙質(zhì)細(xì)胞框架，鼓勵學(xué)生以同桌為單位，自主演示減數(shù)分裂過程中染色體的變化過程。為了降低操作的難度，先利用多媒體播放減數(shù)分裂過程的動畫，再組織學(xué)生通過討論、分析，結(jié)合道具，合作完成概念過程的構(gòu)建，讓學(xué)生在模擬的過程中感受分裂的動態(tài)。這個活動比教材上提出的用橡皮泥做染色體的可操作性更強(qiáng)：材料易取;變形容易;操作簡便;耗時不長，適合在課堂上鋪開全體參與。活動開展加強(qiáng)了學(xué)生的合作意識，培養(yǎng)了合作能力，使學(xué)生加深了對過程的了解，理解、動手、溝通等綜合能力也都得到了提升。

（4）結(jié)合平板投影，延伸概念內(nèi)涵

課堂中的學(xué)生活動是圍繞教學(xué)內(nèi)容更好被掌握而開展的，目的性強(qiáng)，活動過程及成果展示都是生成問題的主要途徑。在學(xué)生模型構(gòu)建活動過程中，本人通過巡察了解到學(xué)生的活動情況，活動結(jié)束請一組（動畫模擬過程與黑板細(xì)胞貼畫過程一致的）同學(xué)利用白板投影展示他們的模擬成果，展示過程中引導(dǎo)全員關(guān)注該生的講述內(nèi)容和染色體動態(tài)行為是否匹配，同時延伸出：“初級細(xì)胞中同源染色體分離的同時，非同源染色體還有沒有其他組合的情況？”通過分析，讓學(xué)生認(rèn)識到非同源染色體之間可以自由組合，因而一個個體可產(chǎn)生多種染色體組合的配子。隨后本人再用毛根材料演示同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生纏繞而交換片段的情況，讓學(xué)生更為直觀地觀察到一個細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂就可以產(chǎn)生四種子細(xì)胞的情況。這樣，結(jié)合道具投影活動有效地反映出學(xué)生活動和理解的效果，強(qiáng)化了減數(shù)分裂是一個動態(tài)變化的過程，同時延伸出導(dǎo)致成熟生殖細(xì)胞多樣性發(fā)生的情況，使學(xué)生思維得到拓展。

在減數(shù)分裂概念教學(xué)中，本人通過運用模型與建模，結(jié)合歸納與概括，設(shè)問與解答，從自制細(xì)胞貼圖，設(shè)計知識框架板書，到學(xué)生自主模型構(gòu)建，結(jié)合投影分享成果并提升到產(chǎn)生多種子細(xì)胞的情況，將抽象微觀的生命過程以形象宏觀的形式展現(xiàn)出來，逐層抽絲剝繭，帶領(lǐng)學(xué)生逐步在腦海中形成減數(shù)分裂的過程，并很好地感知它是一個動態(tài)的生命過程，同時能結(jié)合自由組合和交叉互換等微觀現(xiàn)象，從配子形成層面去初步闡釋生物的多樣性，使學(xué)生的思維得到了進(jìn)一步的發(fā)展，為今后的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐能力奠定基礎(chǔ)。教師在概念教學(xué)中要抓住兩個核心問題：學(xué)生對生物學(xué)概念的接受和理解需基于一定的事實和感性認(rèn)識，學(xué)生在參與學(xué)習(xí)過程中要主動構(gòu)建概念。[4]運用教學(xué)智慧結(jié)合學(xué)生特點用心設(shè)計，通過概念教學(xué)提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)將是一線教師需要走的一條充滿希望之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]周續(xù)蓮，馬存梅.生物學(xué)概念的教學(xué)研究[J].生物學(xué)雜志，2005（4）：48-51.

[2]謝虎成.核心素養(yǎng)視野下概念教學(xué)的價值追求[J].中學(xué)生物教學(xué)，2017（12）：4-7.

[3]陳起呈.高中生物學(xué)概念教學(xué)基本技能的研究[J].寧德師專學(xué)報，2010，22（2）：211-213.

[4]方檀香.凸顯和傳遞重要概念：訪北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉恩山教授[J].基礎(chǔ)教育課程，2012（Z1）.

作者簡介：胡麗（1979.12—），女，湖南婁底，本科，中學(xué)一級，學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實踐研究（也可以說是利用自創(chuàng)教具的教學(xué)案例），廣州市白云中學(xué)。