“細胞的增殖”(第一課時)的教學設計

裘圓圓

(浙江省嵊州中學 312400)

1 教材分析

“細胞的增殖”是浙教版高中生物學教材第四章的重點內容，主要包括細胞增殖、細胞周期、有絲分裂、有絲分裂意義等[1]。分析其中各知識點之間的內在聯系，結合教學實際對教材內容進行選擇、整合和優化，將“有絲分裂過程和意義”作為第一課時。由于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、配子生成和融合、受精卵發育的重要基礎，也是學習DNA復制及遺傳信息傳遞的重要基礎[2]。在教學過程中，將有絲分裂的過程及其染色體的行為變化作為教學重點，將細胞增殖過程中遺傳物質的復制與平均分配作為教學難點，通過播放植物細胞有絲分裂的三維動畫，利用圖形配以文字說明，讓學生完成有絲分裂的動態過程到靜態圖像的轉換，掌握有絲分裂各個時期的特點；通過建立模型、小組協作互動等形式，將微觀的內容具體化、形象化，讓學生明確有絲分裂過程中染色體的復制和平均分配的特點，最終實現教學目標的有效達成。

2 教學目標

2.1 知識目標 描述有絲分裂期細胞不同階段的主要特點；概述有絲分裂的意義。

2.2 能力目標 通過分析與識別有絲分裂過程中染色體行為變化特點，培養視圖、分析判斷能力；通過對有絲分裂過程中遺傳物質如何平均分配的猜測和分析，提高科學推理能力和空間想象能力。

2.3 情感態度與價值觀目標 培養勇于探索、克服困難、合作研究等科學素質；認同“生物體結構與功能相統一”“世界是物質的，物質是在不斷運動的”等辨證唯物主義觀點。

3 教學過程

3.1 創設情境，激趣導入 在座的各位同學當初只是一個小小的受精卵。而現在呢，或是男兒七尺、英俊瀟灑，或是女大十八、婷婷玉立。小小的受精卵怎么發育成現在的你們呢？播放視頻《人的胚胎發育》，引出有絲分裂。

設計意圖：從現實生活出發，創設問題情境，引導學生思考，調動學生的思維的活躍性，激發學生的興趣和求知欲。

3.2 層層設疑，體會有絲分裂的核心思想 給出事實：人體受精卵的細胞核中有46條染色體，其中含有46個DNA分子；成年的每個體細胞中也都含有46條染色體(46個DNA分子)，且DNA分子與受精卵中的完全相同。引導學生思考得出，細胞增殖前后遺傳物質不變。接著設疑：如果細胞直接一分為二，那么分裂后形成的子細胞中的遺傳物質就會減少，繼續分裂多次后遺傳物質就會接近于零。要使子細胞中遺傳物質保持不變，應該怎樣解決這個問題？細胞分裂是隨意進行的嗎？細胞分裂時細胞大小、物質分配有什么要求？讓學生通過討論分析，了解有絲分裂的關鍵是遺傳物質先要復制然后平均分配。

設計意圖：通過層層設疑，突出有絲分裂的關鍵性問題，培養學生的分析、推理能力。

3.3 借助模型，展示染色體的復制 (出示電話線)以電話線為例，說明染色體與染色質之間關系。接著，展示染色體自制模型。通過模型介紹染色體、著絲粒、染色體的復制以及復制的結果，引出染色單體的概念，并引導學生思考得出：姐妹染色單體會隨著著絲粒的分裂而分開，成為兩條遺傳物質相同的染色體。

設計意圖：通過染色體模型，對染色體不同形態和行為的變化進行深入剖析，使學生明確染色質、染色體、染色單體和DNA之間的關系，為學習下一內容做好知識鋪墊。

3.4 協作互動，小組討論與探究 引導學生通過以下協作互動活動，探究遺傳物質是如何實現平均分配的：

活動1：要實現染色體從當前狀態到目標狀態(圖1)，有幾條途徑?(以植物細胞為例)

圖1 染色體的變化

引導學生通過小組討論，推測其中可能的途徑，得出涉及兩條途徑：①先染色體分開，平均分到兩子細胞中，再著絲粒分裂，姐妹染色單體分離；②先著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，然后再分別到兩子細胞中。

活動2：小組通過模型探究，哪條途徑能實現遺傳物質的平均分配？

發給學生自制的染色體模型(當前狀態的4條染色體用不同顏色來表示這4條不同的染色體)，每6人一組，分成8組。其中的4組擺出第一條途徑及形成的子細胞的染色體組成；另4組擺出第二條途徑及形成的子細胞的染色體組成。

各小組派代表展示探究結果，分析得出結論：只有第二條途徑能實現遺傳物質的平均分配，即先著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，然后再分別移向細胞的兩極，最終使染色體平均分到兩子細胞中。

設計意圖：通過對有絲分裂過程中遺傳物質如何平均分配的猜測和分析，提高學生的科學推理能力和空間想象能力。讓學生在擺弄模型的過程中，主動思考、合作探究，實現教學目標的有效達成，體會建立模型是解決問題的科學方法之一，培養學生勇于探索、克服困難、合作研究等科學素質。

3.5 觀察討論，構建科學的概念 展示問題：為了讓染色體復制后平均分配，植物細胞內進行了哪些活動來幫助實現？引導學生依據“生物體結構與功能相統一”的生物學觀點思考有絲分裂各個時期特點以及細胞中各個有關結構的變化。接著，動畫演示有絲分裂的全過程，讓學生對有絲分裂有了更為深入地理解。

設計意圖：通過教師引導、動畫演示把抽象的變化過程形象化，幫助學生理解和準確判斷各時期發生的變化，提高學生的觀察、比較歸納的能力。

3.6 借助游戲，鞏固深化 開展“你當導演，我來演”的角色游戲：一個學生當導演，念“我是染色體”中的臺詞；另一位學生根據導演念到的臺詞，同步在黑板上繪制1條染色體在有絲分裂相應時期的行為變化。

設計意圖：通過角色扮演游戲，使學生對染色體在有絲分裂中的變化的記憶更為牢固，激發學習的興趣和主動性。

3.7 歸納總結，突出意義 引導學生從復制次數、分裂次數、復制時期、分裂結果等幾個方面歸納有絲分裂的特征，進而引出有絲分裂的意義：親代細胞的染色體經過復制后，再平均分配到子細胞中去，從而保證親子代細胞之間遺傳物質的穩定性。

設計意圖：讓學生通過對有絲分裂意義的理解，把握生命物質的內在聯系，認識生命科學的價值。

4 教學反思

本節教學中始終以有絲分裂過程中染色體的變化為主題，解決遺傳物質如何平均分配的問題。為了讓學生感受細胞分裂過程動態性和連續性，克服多媒體轉瞬即逝的弊端，在教學中采用情境導入、合作探究、視頻展示、分析比較等方式，多形式、多通道的傳達教學信息，實現教學效果優化；借助模型進行探究，使抽象的知識形象化、具體化，讓學生成為課堂的主體，實現積極地學、主動地學、探究地學。這種親身探究、生生互動的教學過程使學生在感知知識的形成，領悟科學的研究方法的同時，培養分析、判斷推理和表達的能力。