模型方法在減數(shù)分裂教學(xué)中的應(yīng)用

　　模型方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法，是人們認(rèn)識自然界的一種重要方式，也是理論思維發(fā)展的重要方式。其在人們理解事物的本質(zhì)、探索未知規(guī)律的過程中，起著重要作用。在生物科學(xué)學(xué)習(xí)中，模型提供觀念和印象。美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》把模型和科學(xué)事實、概念、原理、理論并列為科學(xué)主題的重點，并將構(gòu)建、修改、分析、評價模型作為高中生應(yīng)具備的基本探究能力。我國《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》也明確提出：讓學(xué)生獲得生物學(xué)基本事實、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識，領(lǐng)悟假說演繹、建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，在《分子與細(xì)胞》模塊側(cè)重物理模型和概念模型的構(gòu)建，《遺傳與進化》側(cè)重物理模型和數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》則是各種模型綜合的練習(xí)。由此可見，模型方法在生物教學(xué)中有著重要的作用。
　　“減數(shù)分裂”是必修2教材的重點和難點，是理解孟德爾遺傳規(guī)律、可遺傳變異、人類遺傳病和生物進化的本質(zhì)等知識的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的教學(xué)方法下，學(xué)生普遍反映該內(nèi)容太抽象、太復(fù)雜，尤其是對染色體的行為變化，以及DNA和染色體的數(shù)量變化曲線難以掌握。因此在講述本節(jié)課知識時，我嘗試使用概念模型、物理模型、數(shù)學(xué)模型來突破這些難點，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的目的。
　　難點1：同源染色體的概念
　　所謂同源染色體是指大小形態(tài)相同，一條來自母方，一條來自父方的兩條染色體。學(xué)生總是對同源染色體的來源弄不清楚，以至于在做識圖題時總是分不清楚。為幫助學(xué)生理解，我自制了兩條大小、形態(tài)相同，顏色不同的染色體模型（紅色代表來自母方，綠色代表來自父方）。當(dāng)把紅色和綠色的染色體放在一起時，學(xué)生便明白了什么叫做同源。這樣用直觀的教具解決了一部分學(xué)生認(rèn)為的難點。
　　難點2：減數(shù)分裂過程染色體的行為
　　染色體行為的變化對于孟德爾遺傳定律，以及伴行遺傳的學(xué)習(xí)非常重要，如果學(xué)生對染色體行為不清楚，那么在解決很多習(xí)題時將會困難重重。在教學(xué)時，如果能讓學(xué)生動手?jǐn)[出染色體的行為變化，比枯燥講授將會起到事半功倍的效果。在教學(xué)中，我首先帶領(lǐng)學(xué)生熟悉教材中所講述的初級精母細(xì)胞中同源染色體的聯(lián)會，四分體的形成、同源染色體排列在赤道板、同源染色體分離、染色體數(shù)目減半、染色體著絲點排列在赤道板、染色體著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為染色體等行為變化。匯總?cè)缦聢D。
　　當(dāng)學(xué)生掌握了染色體的行為變化之后，進行分組活動，模擬染色體的行為變化：
　　（1）每兩人一組；
　　（2）每組一張大紙板和兩張小紙板（大紙板代表初級精母細(xì)胞；兩張小紙板分別代表兩個次級精母細(xì)胞；紙板上標(biāo)注出兩組中心粒的位置，便于學(xué)生找到赤道板的位置）；
　　（3）兩對大小不同的同源染色體（綠色代表來源父方，紅色代表來源母方；染色體的材料選擇海綿紙，便于學(xué)生在后期進行折疊）；
　　首先讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識動手?jǐn)[出染色體的行為變化：四分體、同源染色體排列在赤道板、同源染色體分離、染色體著絲點排列在赤道板、著絲點分裂等行為。在教師巡視過程中發(fā)現(xiàn)不正確的要及時對學(xué)生進行糾正和評價，最后讓學(xué)生展示他們擺出的各種行為變化（如下圖）。在展示過程中引導(dǎo)學(xué)生說出各個時期染色體的行為變化，以便對所學(xué)知識進行強化記憶。
　　當(dāng)學(xué)生自己體會了在減數(shù)分裂過程中染色體的各種行為變化之后，可以給學(xué)生準(zhǔn)備好空白的細(xì)胞圖，讓他們把剛才擺出的各個時期染色體的行為在細(xì)胞圖中補充完整，以此來檢驗學(xué)生對染色體行為變化的掌握情況。
　　（1）教師要不時引導(dǎo)學(xué)生觀察同源染色體的行為時，注意觀察非同源染色體的行為。
　　（2）注意觀察每個細(xì)胞中染色體、DNA，以及染色單體的數(shù)量變化情況。
　　（3）對于學(xué)生在畫圖出現(xiàn)問題時，不要急于糾正，可以引導(dǎo)學(xué)生再次擺出所錯時期的染色體行為，然后讓其改正。
　　難點3：染色體和DNA的數(shù)量變化
　　讓學(xué)生以一對同源染色體為例畫出各時期染色體行為變化圖總結(jié)出減數(shù)分裂過程中染色體、核DNA、染色單體數(shù)目的變化規(guī)律，并轉(zhuǎn)化成二維坐標(biāo)曲線圖（數(shù)學(xué)模型），使學(xué)生進一步理解孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)。
　　學(xué)生通過概念模型、物理模型和數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，對于減數(shù)分裂知識的掌握情況要明顯比傳統(tǒng)教學(xué)方式有所提高，在做題過程中也能在腦海中構(gòu)建出染色體的行為及數(shù)量的變化情況。
　　通過在減數(shù)分裂教學(xué)中應(yīng)用模型方法，我親身體會到模型方法的精髓體現(xiàn)在探索與發(fā)現(xiàn)之中，不親身經(jīng)歷這些探索，很難發(fā)現(xiàn)其中的要素與關(guān)鍵之所在。學(xué)生只有在“做”中才能真正領(lǐng)會、內(nèi)化，“背”是不可能掌握的。因此，在具體教學(xué)中必須引導(dǎo)學(xué)生切實地在“做”中構(gòu)建模型，讓他們在探索科學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，領(lǐng)悟模型方法，提高探究能力。