基于合作學習與模型構建的《細胞的增殖》

1.授課內容

人教版“細胞的增殖”是生物必修一《分子與細胞》第六章第一節的內容，本節授課為第二課時，內容主要包括植物細胞有絲分裂過程，及分裂過程中染色體、DNA行為數量變化規律的認識。

2.授課課題

植物細胞的有絲分裂

3.授課年級

高二年級

4.教材分析

有絲分裂是真核生物體細胞增殖的一種主要方式，是學習減數分裂的重要基礎，而減數分裂又是學習遺傳變異規律的基礎，由此可見，有絲分裂是非常重要的基礎知識，在教學過程中一定要講透，要讓學生真正掌握相關知識，如對染色體、染色質和DNA的關系等，此外，本節部分內容與必修二《遺傳與進化》中“減數分裂”“DNA分子的復制”等內容密切相關。因此，有絲分裂的內容在高中生物學課程中具有銜接知識的作用。本人借銀川市推進課堂變革機會進行教學嘗試和大家分享。因這節內容比較抽象，學生缺乏一定的感性認識，為有效突破重難點，筆者采用了FLASH動畫逐步演示有絲分裂各時期，很好地讓學生感受細胞分裂過程的動態過程。通過學生合作活動、討論分析等引導學生構建染色體行為變化的物理模型、數學模型，克服了多媒體手段轉瞬即逝的弊端，較好地化難為易，化抽象為形象。為了在教學過程中能更好落實生物學核心素養，有效實現本節課教學目標。

5.學情分析

學習本節課的高二學生僅具備初中生物學知識基礎和高中生物學有關細胞基本結構和功能方面的背景知識，對染色體、染色質、DNA等相關概念也只是淺顯的認識。教學中可以利用學生的知識基礎并遵循學生的認知規律，借助多媒體課件等手段把有絲分裂的過程直觀形象地表示出來，幫助學生理解，使新知識有效地整合進學生原有的知識網絡中，使學生的知識體系得到豐富和發展。通過橡皮泥、炮線絲等材料，捏一捏擺一擺理解染色體、染色質、DNA等之間的關系，更好地建立有絲分裂過程體系。

6.教學目標

基于課程標準的內容和生物核心素養的要求，并考慮學生的知識能力，制定如下教學目標：

6.1生命觀念：通過觀察動畫、討論分析等活動，養成學生主動探究、獨立思考等習慣;通過細胞內染色體、DNA的變化規律的認識，領悟生命的延續性。

6.2科學思維：通過FLASH動畫、圖片等的觀察和比較，提高學生對比分析、歸納的科學思維過程;通過對加倍染色體來源的猜想和分析，提高學生科學推理思變的能力。

6.3社會責任：例舉一些生活現象與典型事例，提高學生運用所學生物學知識解決實際問題的能力，認識生命科學在社會中的價值。

7.教學重點難點

7.1教學重點：細胞周期的概念、植物有絲分裂中染色體的行為數量變化、各時期變化特征的模型建構。

7.2教學難點：植物細胞有絲分裂各個時期DNA、染色體的變化規律。

8.教學方式

8.1建構教學法：本課題借助于視頻動畫和多媒體課件，使抽象知識直觀化，形象化;以學生觀察、討論、比較、分析、歸納為主要學習方法，抓住染色體變化的復制—“濃縮”—排列—分裂—平分的這條線索為主線，由淺入深，主動探究，體現循序漸進的教學規律。

8.2學案教學法：主要運用學案導學的模式，層層遞進地啟發引導學生，探究思考歸納，實現課堂的高效性。

9.教學流程

9.1創設情境，導入新課

學生觀看《胎兒發育，一聲響亮的啼哭》視頻，提出問題：“一個受精卵是如何發育成一個生物體？”學生回答后，引出細胞增殖課題，真核細胞的三種分裂方式：有絲分裂、減數分裂、無絲分裂。本節課講授：有絲分裂。

設計意圖：通過觀看視頻，說明細胞的分裂、分化是個體發育的基礎，讓學生感受生命的神奇與奧秘，快速引出本節課題。

9.2類比介紹細胞周期的概念

教材中對細胞周期的概念敘述很簡單而且學生不易理解，僅憑機械記憶容易遺忘，因此要讓學生充分理解細胞周期的概念，要學會舉一反三、觸類旁通。首先理解只有連續分裂的細胞才會有細胞周期，此時可以引導學生類比鐘表時針，讓學生在紙上比一比畫一畫，觀察圖示的特征并與細胞周期的概念聯系在一起，這樣學生對連續分裂的細胞才有細胞周期的理解，更直觀深刻。接著，對理解“上一次分裂完成時開始到下一次分裂完成時為止”可以引導學生類比12小時為一個細胞周期，舉例說明一個細胞周期是0點到12點，那1點到1點呢？這也較好的體現了細胞周期的方向性。此外，細胞周期中包括分裂間期和分裂期兩個階段，我們還要講清楚兩個階段的時間分配問題，既前11小時為間期物質準備階段，占細胞周期的90—95%，后1小時為分裂期，占細胞周期的5-10%。

設計意圖：有利于學生科學思維的培養，并把復雜的生物學名詞概念，同自己日常生活中簡單的現象聯系起來理解，增強其對概念的理解與記憶。

9.3觀察體驗，建立印像

播放生物體細胞真實的有絲分裂錄像，引導學生觀察分裂過程中細胞數目和結構等方面的變化。強調注意各時期細胞特征及染色體行為的變化。學生在觀察過程中感受每種細胞的有絲分裂都需要一定的時間，且都存在細胞數量一分為二、染色體行為、細胞核等結構的變化，并能在正常情況下進行周而復始的分裂。同時進一步理解細胞周期概念。

設計意圖：初步建立有絲分裂過程真實、動態的整體印象，體會周而復始的細胞有絲分裂過程，培養學生的觀察能力。

9.4觀察討論，歸納總結

教師分階段播放每個時期有絲分裂的過程動畫，標注相關結構名稱，引導學生討論說出各階段和結構變化的主要特點，并完成學案的填空。教師及時巡視觀察，掌握學生對知識的疑惑點，并對學案問題進行投影展示和評價，告知各階段的主要特點和結構變化，及時糾錯更正，并形成相應的板書。

設計意圖：突出學生的主體性，強化他們的主動學習、合作學習。圖解標注相關結構名稱，有利于學生認識相關結構及變化，并有效引導他們的正確觀察方向。通過各時期染色體行為，培養學生觀察、比較、歸納的意識，對各階段的特點進行初步建構。知道有絲分裂各階段是為研究方便而人為分割的。為下一步模型建構奠定基礎。

9.5小組合作，模型構建，理清染色體、染色質、DNA之間的關系

借助染色質的物理模型（按扣與炮線絲）模擬DNA復制、染色體復制、著絲點分裂等生理活動。①著絲點個數等于染色體條數②染色質細長的絲狀，主要有DNA和蛋白質構成③DNA復制后一個著絲點上鏈接兩條完全相同的單體既2個相同DNA分子，稱為染色單體④復制后的染色質螺旋化縮短變粗形成染色體。出示圖示，加深學生的理解。

設計意圖：抓住染色體變化的復制—“濃縮”—排列—分裂—平分的這條線索為主線，借助一條細長絲狀炮線絲模擬DNA的復制及染色質螺旋化過程，克服對微觀結構認識的困難，幫助學生增加感性認識，為學生在舊知與新課間搭建學習的橋梁，引導學生正確把握染色質、染色體、DNA復制、著絲點、染色單體這幾個概念及內在聯系，并借助圖示總結歸納，在較短時間內掌握他們的概念和數量變化規律。

9.6小組合作，模型構建，繪制或模擬前、中、后任意時期的模型圖

借助（按扣、炮線絲、橡皮泥、毛線等材料）引導學生繪制前、中、后任意時期模型圖，并巡視學生的繪制或制作情況，典型錯誤，及時糾正，優點分享交流。

設計意圖：構建植物細胞有絲分裂模型圖，強化知識內化過程，提高課堂實效性。

10.教學反思

本節教學中利用橡皮泥、炮線絲等材料制作（繪制）模型，通過親身體驗讓學生直觀感受知識的形成過程，這種體驗式教學激發學生學習生物學的興趣，培養學生合作學習的意識，及動手操作及建構模型的能力。讓學生體會建構模型由簡單到復雜、由抽象到直觀的科學思維過程;再以物理模型為切入點引導學生構建數學模型，領悟數形轉換的思想方法，養成科學思維的習慣，從而實現教學目標的有效達成。

整個教學過程突出學生的主體地位，合作學習提高了學生參與度，使他們在快樂中積極參與、親身體會、合作交流，從而有效實現合作學習與建構教學。

不足之處，在實施教學過程中的突發問題會影響教學進程，造成后面的模型建構時間非常的緊張，學生活動不能充分地展開。多媒體設備的應用和板書有效地結合有待提高

作者簡介：唐舉，銀川市柳軍名師工作室，一級教師，主要研究方向：高中生物學教學與研究