“减数分裂的模型”探究式教学设计及分析，本文主要内容关键词为：减数论文,模型论文,式教学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
减数分裂这个知识点，在高中生物旧教材中占有很重要的位置。传统教学通常先讲授减数分裂的过程，再与有丝分裂进行比较，传统的教学过程中虽配有直观的动画图像，但由于缺乏主动探究过程，容易导致学生被动观察、死记硬背、表层理解，而新的探究式教学模式提出了探究性学习理念，并且从知识方面、情感价值观以及能力方面均做出要求。在“减数分裂的模型”探究式学习的教学中，我利用新教改的理念贯穿在教学当中，发挥了学生的学习主观能动性去建立模型，自主学习。
一、由具体现象，推导抽象原理
首先通过“问题讨论”中的果蝇体细胞到配子细胞的图，让学生找出规律。
[学生活动]体细胞中染色体的数量是配子细胞中的两倍，而且成对的相同形状的染色体没有了。
构思假设的思维过程是：假若生殖细胞中的染色体数目不是体细胞中的一半，那么生物每繁殖一代，体细胞中的染色体数目就会增加一倍。由此引出必然有一个特殊的过程使生殖细胞在形成的过程中，染色体的数目减少一半。从而给出减数分裂的定义。
二、引旧推新，建构模型，直观对比
知识点回顾：按照之前所学有丝分裂中的细胞变化规律，一个体细胞通过一次有丝分裂得到的子细胞中染色体数目应该是多少？要求学生自己动手画图，画出1个精原细胞（含有2对同源染色体）的有丝分裂过程。
引导学生：在一次有丝分裂中染色体发生了一些怎样的变化，其意义是什么？学生可以得到染色体复制一次，细胞分裂一次，后代子细胞中保证染色体数目与亲代相同。
顺势推导提出探究：如果1个精原细胞（含有2对同源染色体）要分裂得到只含有一半染色体数目的子细胞，可以通过怎样的过程得到？引导学生大胆做出推测。创建矛盾情景激发探究精神：在学生自己动手拼摆出几种可能的分裂过程后，从书上图2-2哺乳动物精子的形成过程图解直接呈现1个精原细胞（含有2对同源染色体）最终产生4个精细胞（每个精细胞含2条染色体）的直观图，引导学生发现问题：染色体的具体行为变化是怎样的？和自己所推测的过程是否有所不同，从而引发学生继续探究知识的兴趣。
看课本找规律：引导学生找到课本上减数分裂图各对应的时期（可以从后期倒推得到）。在不给出本节相关概念的前提下，让学生用自己的语言指导教师在黑板上画出减数分裂过程图解，锻炼学生的自主学习能力及表达能力；让学生积极动脑发现问题，初步感知两种分裂方式的异同点，且为学习同源染色体的概念做好铺垫。
通过把染色体形态大小区分的画法，让学生更直接地接触染色体的自由组合和分离的规律，并模拟科学家在实验室的发现过程，从而锻炼学生从现象进行归纳总结的能力。
三、层层挖深，点点推进
在直接的观察和绘画下，学生更容易发现以下规律：
（1）一个精原细胞可以产生4个精子；
（2）一个精原细胞产生两种精细胞。
在此学生会产生疑问：同一个原始生殖细胞为什么会产生不同种类的精子？是由减数分裂中的哪个时期决定的？子细胞种类的不同，是源于细胞内染色体的不同，而染色体具体的行为变化自然成为下一个重点解决的问题。学生主动观察染色体的行为变化有哪些特殊之处。
探究1：染色体何时复制？染色体数目何时减半？怎样减半？
演示精原细胞变成初级精母细胞的动画过程，让学生通过观察说出初级精母细胞不同于精原细胞的特点：体积变大；染色质进行了复制。
假设1：假若复制后的染色体着丝点都排列在赤道板上（如图1所示），那么，着丝点分裂，染色单体分开后，形成的子细胞中的染色体数目能否减半？
假设2：假若复制后的染色体两两配对后，规则地排列在赤道板的两侧（如图2所示），那么，染色体如何变化可使子细胞中的染色体数目减少一半？
设计假设1，意在促使学生运用已习得的有丝分裂知识解释、推断新情景中的问题，使之产生心理困惑。设计假设2则是让学生充分想象，领悟子细胞中染色体数目减半的机制，并在与有丝分裂的对比中深刻认识减数第一次分裂染色体行为变化的特殊性。
探究2：染色体怎样变化，才能两两配对并规则地排列在赤道板的两侧？
让学生仔细观察图3中配对的两条染色体的大小形态、来源（用不同颜色显示）行为变化等特点，建立同源染色体、联会、四分体等概念的规范定义。为了深化这3个重要概念，需要师生的良好互动。首先，引导学生产生疑问：为什么在初级精母细胞中的每对同源染色体总是一条来自父方，一条来自母方？教师可溯本求源、释疑解惑：初级精母细胞→精原细胞→受精卵→精子（父方）+卵细胞（母方）。然后，教师提出新问题：（1）若图3a所示细胞进行有丝分裂，可形成多少个四分体？人的初级精母细胞中可形成多少个四分体？（2）从染色体的行为变化分析，你认为次级精母细胞中染色体数目减半的直接原因是什么？根本原因是什么？
问题（1）的提出意在让学生明确四分体的形成有两个重要前提：染色体复制和同源染色体联会。问题（2）则重在让学生领会同源染色体的行为变化与染色体数目减半之间的关系：同源染色体分离是导致染色体数目减半的直接原因，而同源染色体要实现有规律地分离，必须先通过联会，形成四分体，进而四分体规则地排列在赤道板的两侧。通过思考这两个问题，学生不难总结出：同源染色体的联会是导致子细胞染色体数目减半的根本原因。事实上，有无“联会”也是有丝分裂与减数分裂这两种分裂方式最根本的区别。有丝分裂时，同源染色体单独行动，没有联会。每一染色体经过复制，着丝点分裂后，两染色单体分开，分别分配到2个子细胞中，结果每个子细胞得到和亲代细胞同样的一组染色体，即使连续2次有丝分裂，结果还是如此。减数分裂有“联会”，即每一条染色体复制成2个染色单体在第一次分裂中不分开，而是2个同源染色体（各含2个紧密靠拢的染色单体）分别走向2个子细胞，结果2个细胞各只含有每对同源染色体中的一个染色体。通过总结问题，学生比较了有丝分裂和减数分裂的区别。
探究3：如图4所示次级精母细胞中染色体怎样变化，使产生的每个精细胞中的染色体数目与之相同？
这是一个相对容易的问题，学生根据已掌握的有丝分裂的知识能够很快作出回答。至此，教师应设置以下问题将学生思维引向深入并指导学生总结出这些问题的答案：（1）纵观整个减数分裂过程，你认为精细胞中染色体数目减半发生在第一次分裂还是第二次分裂？（2）从染色体的行为来看，最终形成的精子的种类不同是在减数分裂过程中哪个阶段导致的？
在详细学习完精子的形成过程后，学生此刻已经拥有一定的学习减数分裂的方法，教师以此为基础，进一步锻炼学生，自主学习卵细胞的形成，教师加以适当引导即可。在具体的教学过程中，教师演示卵细胞形成的动画过程，引导学生思考卵细胞形成过程与精子的形成有什么区别，以促进学生深刻理解卵细胞形成的两个特点：（1）1个卵原细胞只产生一个卵细胞；（2）初级卵母细胞和次级卵母细胞的不均等分裂。
课程效果归纳：本节课经过一系列师生活动，及时对探究成果进行归纳与整合，形成清晰的知识结构，并结合多媒体演示动态模拟，完整而连续地从立体角度看细胞与染色体的变化，从而达到在学习减数分裂细胞变化过程后能掌握染色体数目及DNA含量变化规律。并在给出有丝分裂的染色体坐标图的基础上，完成减数分裂染色体数量变化的坐标图。
四、教学反思
在新教改的理论指导下，上完这节课后，我仔细总结得出这堂课在对新教材的把握及课堂设计方面具有以下特点：
第一，“静止”教学与“动态”的创建。在运用老教材时，以教材为本，配合挂图、板图逐一讲解，力求精准到位，便于学生理解，但是在教学中发现：即使教师讲得条理清晰、准确到位，课堂效果仍不是很好；这样抽象复杂的一节课，学生容易感到枯燥、乏味。而当运用动画课件时，它虽能直观、形象、动感，把减数分裂这个确实发生又看不到的过程逼真地模拟出来，降低学习难度，可同时带来的新问题便是即使采用多次播放、暂停播放的办法，仍然只能停留在对学生视觉上的刺激，使得不少学生在上课时变成了被动看动画、看热闹，仍然缺少留给学生主动思考的空间，学生很难在实质上达到对减数分裂的理解，因此在做题时仍然搞不清染色体的变化过程。在思考以上问题时，我及时从同行的做法中获得了借鉴：利用染色体的磁力模型，在制作好模型分发给学生时，已经引起学生一定的兴趣和好奇心，因此在这个心理基础上再给学生布置任务：用磁力染色体简易模型模拟减数分裂的过程，便可让学生主动思考减数分裂到底是怎样分开的问题，同时学生有足够的时间和空间进行思考和尝试，大胆进行推测演示，而教师则能从中看出学生的真实想法，有助于教师掌握学生的学习动态，最终也使课堂教学变得更加生动。
第二，被动接受与主动合作探究。在旧教材的学习过程中，由于本节涉及的小概念有20多个，往往在追求对概念理解时，学生一直处于被动接受的学习状态，仍需要靠死记硬背。但在新人教版教材必修2的这节课中，设计安排了“建立减数分裂中染色体变化的模型”这一内容。它的出现，使得学生在分组合作建立模型的学习活动中，主动性和创造性得到充分的发挥，再配合采用探究性学习的策略，以有丝分裂的旧知识为“生长点”，教师适当给予引导，学生完全可以自主完成减数分裂过程的模拟。由于是学生自己动手探究得到的结果，学生对减数分裂概念的理解可以直达实质。
通过分析新教材，运用新的教学理念和新的教学方法，这节课收到了以下几点效果：
第一，在没有借助多媒体动画的前提下，由学生实现了对染色体由静到动的变化过程的认知；
第二，避免了大量概念堆砌，使概念在推导演绎过程中逐一呈现；
第三，由学生完成减数分裂的探究性学习，充分体现学生的主体地位；
第四，通过动脑和动手的探究活动获得知识，符合学生的认知规律，学生不仅没有感到困难，相反提高了学习能力和学习的自我效能感。