以“減數(shù)分裂”為例展示模型構(gòu)建的美妙

武琦

摘 要：變被動(dòng)為主動(dòng)，讓全體學(xué)生參與到掌握減數(shù)分裂的課堂上來(lái)，先通過(guò)分組合作制作減數(shù)分裂過(guò)程的物理模型掌握其內(nèi)容，然后將物理模型升華為數(shù)學(xué)模型加以理解應(yīng)用，到最后通過(guò)主動(dòng)構(gòu)建概念模型使內(nèi)容更加清晰，能完美掌握。

關(guān)鍵詞：減數(shù)分裂；模型構(gòu)建；小組合作交流；主動(dòng)求知

科學(xué)探究往往停留在固定套路上，學(xué)生無(wú)法真正去質(zhì)疑、實(shí)證、辯論、修正，高中學(xué)生雖然具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，但持續(xù)保持的能力還不夠。所以，教師在教學(xué)活動(dòng)中可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作、展示和交流提升知識(shí)技能。針對(duì)于此，以“減數(shù)分裂”的教學(xué)為例展示模型構(gòu)建的美妙。

一、優(yōu)化物理模型構(gòu)建

如果在減數(shù)分裂的教授過(guò)程中不使用模型，而是通過(guò)圖片直接呈現(xiàn)，然后去“說(shuō)”模型，教學(xué)的“抓手”不夠有力，學(xué)生的積極性、自主性不能充分被調(diào)動(dòng)，課堂氣氛死氣沉沉。因此，可以根據(jù)原型的結(jié)構(gòu)特征構(gòu)建直觀的物理模型，以達(dá)到“籠天地于形內(nèi)”之美。

（1）學(xué)生分組，拿出準(zhǔn)備的材料：紅黃兩種彩帶、若干長(zhǎng)短不同的細(xì)鐵絲、廢棄的紙箱面、剪刀。在講述這節(jié)內(nèi)容前先讓學(xué)生通過(guò)導(dǎo)學(xué)案，復(fù)習(xí)有絲分裂及了解減數(shù)分裂的重難點(diǎn)。

（2）學(xué)生分任務(wù)，通過(guò)預(yù)習(xí)的導(dǎo)學(xué)案，有的組進(jìn)行有絲分裂過(guò)程的制作，有的組進(jìn)行雄性動(dòng)物減數(shù)分裂過(guò)程的制作，有的組進(jìn)行雌性動(dòng)物減數(shù)分裂過(guò)程的制作，然后各組的各個(gè)成員再細(xì)分任務(wù)，如誰(shuí)制作減數(shù)第一次分裂前期，誰(shuí)制作減數(shù)第一次分裂的后期。

（3）學(xué)生在制作各過(guò)程時(shí)，教師點(diǎn)撥需注意和思考的地方：①制作染色體中的姐妹染色單體時(shí)纏繞在鐵絲上的顏色是否相同？制作同源染色體呢？②減數(shù)第二次分裂的過(guò)程中染色體之間的顏色、大小、長(zhǎng)短又是怎樣變化，特別在后期與有絲分裂有何不同？染色體向兩極移動(dòng)時(shí)，代表染色體臂的鐵絲應(yīng)向哪個(gè)方向彎？③同種雌雄動(dòng)物的減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體、DNA的數(shù)目及細(xì)胞的分裂方式相同嗎？

各小組各成員帶著思考完成制作，然后將各自的過(guò)程排列好進(jìn)行展示和交流。雖然有的同學(xué)在模型建構(gòu)過(guò)程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，但在交流時(shí)了解并改正，對(duì)于要學(xué)生真正地掌握知識(shí)，這要比“填鴨式”式的灌輸更有效。

二、優(yōu)化數(shù)學(xué)模型構(gòu)建

（1）內(nèi)容歸納上。在建構(gòu)完物理模型之后，學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為與變化也有了基本的掌握，然后讓學(xué)生比較歸納出減數(shù)分裂過(guò)程中各時(shí)期染色體、DNA和染色單體數(shù)量的變化，最后將整理的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為曲線體現(xiàn)出來(lái)，從而加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步理解，也為做題時(shí)的靈活應(yīng)用提供幫助。

（2）習(xí)題演練上。利用所建立的數(shù)學(xué)模型挖掘隱含信息并解決問(wèn)題在生物學(xué)科上尤為突出，本節(jié)內(nèi)容的練習(xí)是如下圖中甲～丁為小鼠睪丸中細(xì)胞分裂不同時(shí)期的染色體數(shù)、染色單體數(shù)和DNA分子數(shù)的比例圖，關(guān)于此圖敘述中錯(cuò)誤的是？

A.甲圖可表示減數(shù)第一次分裂前期？B.乙圖可表示減數(shù)第二次分裂前期？

C.丙圖可表示有絲分裂間期的某一階段？D.丁圖可表示有絲分裂后期？

解析：首先要清楚各種柱形圖的含義。先看甲、乙、丙、丁的柱形圖，發(fā)現(xiàn)丙、丁圖中比甲、乙少了 形圖，通過(guò)分析有染色體必然存在DNA，而染色單體并不是在每個(gè)時(shí)期都出現(xiàn)。則 為染色單體。

然后再來(lái)推測(cè)剩下的兩種圖形的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn) 與 的比例要不是1∶2就是1∶1，在這種情況下馬上想到，當(dāng)一條染色體中存在姐妹染色單體時(shí)，染色體與DNA的比值為1∶2，否則為 1∶1。由此可知 是染色體， 是DNA。

最后通過(guò)觀察染色體、染色單體和DNA數(shù)量的變化弄明白4圖可能代表什么時(shí)期的什么分裂。通過(guò)甲柱形圖中染色體與DNA的比值為1∶2，無(wú)染色單體，此時(shí)期應(yīng)為有絲分裂的前期或中期，或減數(shù)第一次分裂的各時(shí)期及減數(shù)第二次分裂的前期或中期；乙圖中染色體數(shù)量發(fā)生減半并且存在染色單體，應(yīng)該是減數(shù)第二次分裂的前期或中期；丙圖中染色體數(shù)為2n，而且不存在染色單體，應(yīng)為有絲分裂末期或間期中還沒(méi)有復(fù)制的時(shí)候或未復(fù)制的減I間期及減Ⅱ后期；丁圖中沒(méi)有染色單體并且染色體的數(shù)量為1n，那應(yīng)該是減數(shù)第二次分裂的末期。這樣看，D是錯(cuò)的。

三、優(yōu)化概念模型構(gòu)建

概念模型是將具有相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)用箭頭、連線、方框、括號(hào)等之類(lèi)的符號(hào)連接起來(lái)，從中體現(xiàn)出知識(shí)之間的相互聯(lián)系，將散亂的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，從而幫助理解、記憶。本節(jié)內(nèi)容僅憑構(gòu)建物理模型和數(shù)學(xué)模型，還不能使學(xué)生在對(duì)于進(jìn)行各時(shí)期變化的具體內(nèi)容及細(xì)胞的名稱(chēng)有本質(zhì)上的認(rèn)識(shí)，那么通過(guò)概念模型的構(gòu)建，把整個(gè)知識(shí)點(diǎn)穿起來(lái)就會(huì)使相關(guān)內(nèi)容更清晰了。例如：

減數(shù)分裂學(xué)習(xí)中，通過(guò)模型構(gòu)建，能幫助學(xué)生完成對(duì)減數(shù)分裂本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)于三維目標(biāo)的完成也起到了促進(jìn)作用。高中生物教材中除細(xì)胞分裂外，還有很多模塊都涉及模型構(gòu)建方法的應(yīng)用，如真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、血糖平衡調(diào)節(jié)模型、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及能量流動(dòng)模型等。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)注重對(duì)模型的各個(gè)環(huán)節(jié)予以?xún)?yōu)化、創(chuàng)新，充分發(fā)揮模型構(gòu)建方法在生物學(xué)教學(xué)中的獨(dú)特作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]謝德娟.減數(shù)分裂教學(xué)中模型建構(gòu)的運(yùn)用[J].考試周刊，2011（51）.

（江蘇省邳州市炮車(chē)中學(xué)）