學生活動驅動的“細胞的增殖”一節的教學設計

甄兆敏 付 鑫

(北京市十一學校 100039)

1 教材分析

“細胞的增殖”是人教版高中生物學教材《分子與細胞》第6章第1節的內容，主要包括細胞周期和真核細胞有絲分裂過程兩大部分。學習“細胞的增殖”是學生理解生物個體生長、發育、繁殖的基礎，是學習《遺傳與進化》模塊遺傳學的細胞基礎的重要前導知識。本節課教學內容較為復雜和抽象，傳統講授的教學策略不能有效提高學生的興趣，簡單的模式圖像無法讓學生體會有絲分裂動態的染色體行為。因此，利用“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗，以學生活動驅動課程內容的展開來突破重難點，利用問題串引發學生對有絲分裂意義的思考，幫助學生構建重要概念。

2 教學目標

2.1 知識目標 概述真核細胞有絲分裂的過程；說明細胞周期的概念和特點；總結細胞有絲分裂各典型時期的特征。

2.2 能力目標 使用顯微鏡觀察洋蔥根尖有絲分裂永久裝片；獲取圖像信息，歸納細胞周期的特點。

2.3 情感態度與價值觀目標 領悟生命的運動性；對事物發展變化過程中由量變到質變的轉化等哲學問題有正確的認識。

3 教學過程

3.1 創設情境，展開活動 通過展示人的細胞總數，提問“人的細胞數目發生如此大的變化的原因是什么？”及“是否見過真實的細胞分裂？”引入教學內容，引發學生興趣。布置學生活動：為學生提供洋蔥根尖細胞有絲分裂永久裝片，要求學生觀察后推測哪些是細胞分裂的圖像。以小組為單位進行觀察和記錄，對觀察到的清晰圖像進行照片拍攝，并命名。

學生由于對細胞的分裂過程并沒有一個清晰的認識，因此在選擇細胞圖像時不能有效選取典型的染色體行為圖像，但正是這一開放的任務可讓不同組的學生對細胞分裂過程中觀察到的染色體行為進行廣泛討論、碰撞。學生對照片的命名并不規范，但是大致會按照時間的順序進行區分。因此學生需要以小組為單位，在細致的觀察前提下，對細胞周期中以染色體行為為代表的細胞學現象進行概括和推理，得到清晰的邏輯事件時間軸。

3.2 統計分析，建立概念 將學生小組拍攝并命名的照片進行展示，并列出不同小組對挑選照片的時間排序，引發學生的討論。以小組為單位，論述排序的理由及推理出的細胞分裂時序(圖1)。

讓學生在小組陳述的過程中，通過統計分析永久裝片中不同細胞的形態、大小、染色體的行為，梳理出細胞有絲分裂過程中一條清晰的“動態變化過程”。但是，學生在排列細胞時相以及命名時，往往會暴露出一些錯誤概念。例如，①無法形成核膜解體的概念，認為裝片觀察中所看到的清晰范圍一直是細胞核；②無法建立染色質與染色體之間形態變化的規律，認為裝片中“團狀物”和“絲狀物”是兩種不同的細胞結構。

教師在各組圖像分析的基礎之上，利用視頻動畫對“染色質高度螺旋化”“紡錘體的建立”等無法在實驗觀察中實現的微觀動態過程予以展示，引導學生有針對性地實現錯誤概念的轉化，建立完整的“細胞有絲分裂”的動態過程。

在有了各小組拍攝圖像的“大數據”之后，利用Excel軟件對不同細胞時期的細胞數目進行統計，明確洋蔥根尖細胞一個細胞周期的大概時長，以及細胞周期不同時相的相對長短。從而令學生對進行有絲分裂的真核細胞一個細胞周期所發生時間及其特點有了更為形象的認識。

3.3 提問延伸，解釋內涵 在明確真核細胞有絲分裂過程之后，教師展示同卵雙胞胎的圖片，引導學生對其產生原因的思考，并嘗試解釋同卵雙胞胎形成的原因。這一過程需要完整的符合邏輯的問題串進行引導：①同卵雙胞胎長相一模一樣的原因是什么？②形成同卵雙胞胎最初的兩個細胞有何關系？③有絲分裂是否能夠作為上述現象的一個解釋？④為了保證子代細胞遺傳物質的相同，有絲分裂需要在分裂之前完成什么事件？

通過問題串的引導，學生開始對“細胞周期分裂期前的物質準備工作”進行推理，并能夠較為明確地提出“分裂前的時期需要進行遺傳物質的精確復制”的結論。從而領悟有絲分裂重要的意義：將親代細胞DNA進行復制，精確平均分配到兩個子細胞中，實現親代和子代保持遺傳性狀穩定的目的。這必然是生長發育、生命繁衍的重要基礎。

圖1 學生觀察并命名的有絲分裂過程中細胞時相

3.4 總結歸納，知識提煉 在明確真核細胞有絲分裂過程與意義的基礎上，教師下發學習材料，引領學生對有絲分裂過程進行回顧，畫出以時間為橫軸、以細胞中DNA/染色體/染色單體數目為縱軸的折線圖，厘清學生對決定遺傳性狀的“染色體”“DNA”重要概念的辨析，并提出“染色單體”的概念，為減數分裂介紹交叉互換打下基礎。

4 教學反思

本節課以學生活動驅動所有課堂內容的展開，充分發揮學生的主觀能動性，并利用小組合作的學習方式，令學生經歷實驗觀察、推理概括、統計分析等環節對新的學科知識進行提煉、歸納、概括、內化。另外，以學生實驗出發的教學活動引入能夠充分提起學生的學習興趣，讓學生在活動過程中進入教學情境。再者，利用問題串的形式引發學生的再思索，自主建構有絲分裂重要意義的科學概念，領悟本課時教學內容的內涵。這種以學生活動驅動的教學方式有效引導學生對科學概念進行構建，實現了教學重難點的突破。