繪圖教學策略的實踐與思考
——以“體細胞的分裂”為例

楊　谷

(貴州省六盤水市盤縣第七中學，六盤水　553537)

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繪圖教學策略的實踐與思考
——以“體細胞的分裂”為例

楊谷

(貴州省六盤水市盤縣第七中學，六盤水553537)

本文以北師大版高中生物教材“體細胞的分裂”為例，嘗試在高中生物課堂教學中運用繪圖策略，幫助學生理解體細胞分裂的過程中染色體行為和數目的變化，引導學生主動學習，建構“體細胞分裂”的重要概念．

繪圖策略實踐體細胞分裂

學生繪圖是指在教師的指導下,學生通過知識再現自主繪制生物簡圖,從而快速、形象地表達自己對生物結構、生物學過程的理解與感悟．繪圖的重要特征是去繁就簡，突出展示生物結構的主要特征和生物學過程的關鍵信息．

在體細胞分裂過程中，染色體行為和數目變化機制是高中生物的一個難點內容．因此，在教學過程中，組織學生開展繪圖用圖活動，能有效增進學生對有絲分裂過程中染色體行為和數目變化的理解．

一、教學實施過程

1.繪制細胞分裂簡圖

活動一：學生閱讀課本第110頁至第111頁的內容并結合課本“圖7-15植物細胞有絲分裂圖解”理解植物細胞有絲分裂過程．

活動二：教師播放植物細胞有絲分裂動畫，學生仔細觀看細胞分裂過程圖(圖1)．

活動三：學生獨立完成植物細胞分裂過程示意圖—先組內交流—然后組間交流評價—最后學生把自己繪制的細胞分裂過程圖利用展臺向全班同學展示，并描述植物細胞分裂的過程(具體以染色體組為2N=4的高等植物為例，要求所繪制的圖像必須包含各時期染色體的行為和數目)．

圖1　 植物細胞有絲分裂圖

活動四：為了讓學生進一步理解植物有絲分裂過程，同時也為了提高學生動手能力．讓學生以小組為單位利用手中的資源用拼圖的方式演示染色體的變化過程，突出染色體的數目變化．

活動五：教師播放動物細胞有絲分裂過程動畫，學生仔細觀察并動手繪出動物細胞有絲分裂圖(圖2)，同時找出動植物細胞有絲分裂的異同(要求學生能夠把圖像轉化為文字描述)．

圖2　 動物細胞有絲分裂過程圖

項目植物細胞動物細胞前期:紡錘體形成發生不同從細胞兩極發出紡錘絲形成梭形的紡錘體兩組中心粒在細胞兩極發出星射線形成紡錘體末期:細胞的分裂方式不同細胞板從中央向四周擴展,將一個細胞分裂成兩個細胞細胞膜從中部向內凹陷,將一個細胞溢裂成兩個細胞參與的細胞器不同末期:高爾基體參與細胞壁的形成;低等植物中心粒形成紡錘體前期:中心粒發出星射線形成紡錘體相同點間期:都進行DNA分子的復制和蛋白質的合成,細胞有適度的生長,參與的細胞器都是核糖體、線粒體;染色體都在間期復制,后期平均分配到兩個子細胞中,保持了親子代之間遺傳性狀的穩定性

2.繪制染色體數目變化和DNA含量變化的曲線圖

教師組織學生根據上述細胞分裂簡圖,繪制出體細胞形成過程中染色體變化曲線圖和核DNA含量變化曲線圖[要求學生繪出以4條染色體為例的變化曲線圖(圖3),再繪出2N條染色體的變化曲線圖(圖4),這樣更利于學生理解]．

圖3

圖4

3.細胞分裂圖和曲線圖的應用

(1)圖5是對動物細胞有絲分裂時染色體數、染色單體數、DNA數的統計圖．

圖5

下列解釋肯定不正確的是()．

A．①可以用于表示細胞分裂的前期

B．①時的染色體螺旋化程度可能最高

C．間期用②表示最恰當

D．③表示細胞分裂完成

運用手工繪圖，首先判斷出染色體數(a)、染色單體數(b)、DNA數(c)，DNA在間期復制后加倍，染色體數量不變，出現染色單體．直到后期，隨著著絲點一分為二，染色單體消失，染色體數加倍．①可能是前期和中期(染色體螺旋化程度最高，染色體最清晰)，②的情況是不可能存在的，染色體數與DNA數相等時，染色單體數應為0．③染色體數與DNA數相同又沒有染色單體，表示細胞分裂完成．答案為C．

(2)下面兩圖是有關細胞分裂的問題，其中圖6表示細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA含量變化，請據圖回答下列問題：

圖6

①圖6中AB段形成的原因是______________.該過程發生在細胞分裂間期的______________期，圖6中CD段形成的原因是______________.

②圖7中______________細胞處于圖6中的BC段．

圖7

③就圖7乙分析可知，該細胞含______________條染色單體，染色體數與DNA分子數之比為______________.該細胞處于________________分裂的______________期．

審題時，要特別注意縱坐標軸的含義是每條染色體DNA含量，而不是細胞中DNA含量，也不是細胞核中DNA的含量．從圖中可見，在AB段，DNA進行復制．復制結果，染色體數不變，DNA數加倍．使得BC段的每條染色體中，DNA量是原來的二倍(每條染色體含兩個DNA分子)．到分裂后期，著絲點分裂，一個染色體變為兩個染色體，每個染色體中只有一個DNA．DE段中的每條染色體含一個DNA分子(此時無染色單體)．圖7甲的一個染色體有一個DNA，乙圖中一個染色體有兩個DNA．若此曲線表示有絲分裂，BC段則表示前期和中期，DE段表示后期和末期．甲細胞中的著絲點已分裂，處于有絲分裂后期．乙圖細胞的著絲點排在赤道板上，處于有絲分裂中期．參考答案：①DNA復制(也習慣叫染色體復制)，S，著絲點分裂；②乙；③8，1∶2，有絲分裂中．

為了遵循科學性,教材插圖并沒有“清晰”展示細胞染色體行為和數目變化，而利用繪圖和貼圖能更好理解和記憶細胞有絲分裂過程中染色體行為和數目變化．具體體現在：清晰展示了間期和末期染色體形態和數量，直觀上幫助學生構建了染色質與染色體相互轉化機制的知識，使學生對親手繪制產生的曲線印象更深刻，理解更到位．

二、教學反思

美國教育家蘇娜丹戴克說：“告訴我，我會忘記，做給我看，我會忘記，讓我參加，我就會完全理解．”教師播放染色體變化的動畫，學生通過觀察和動手，用貼圖模擬染色體的行為和數目變化，并繪出過程圖．學生親自動手，親身參與，深刻理解了染色體復制和均分的這種變化，使得新細胞與原細胞所含的遺傳物質是一樣的，同時也提高了學生對細胞分裂相關綜合性問題的應用．

1.主動構建 ，發展自主思維

構建主義學習論認為，知識不完全是通過教師傳授獲得，而是學習者在一定的情境下通過意義建構的方式獲得．與傳統教學相比，繪圖用圖過程需要學生主動參與，變被動為主動，突顯主動建構的教學思想．

2.重復閱讀，實現長時記憶

德國心理學家艾賓浩斯對遺忘進行研究時，發現短時記憶容易忘記，而重復可以阻止短時記憶遺忘，進而促使長時記憶的形成．在多媒體動畫動態演示突破“體細胞分裂過程中，染色體行為和數目的變化規律”這一難點產生短時記憶的基礎上，學生自主繪圖、貼圖，促進學生長時記憶的形成，進而加強對相關知識的應用．

3.建模用模，促進信息的編碼和提取

模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段,有的則通過抽象的形式來表達．“突顯染色體行為和數目變化的細胞分裂簡圖”是一種生物模型．“細胞有絲分裂過程中染色體和核DNA含量變化的曲線圖”則是一種數學模型，學生自主繪制細胞分裂簡圖和染色體數目和核DNA含量變化的曲線圖是一個構建模型的過程．通過繪制細胞分裂簡圖和曲線圖，即構建模型過程，能激發學生自主提取和處理知識，實現信息編碼．而適當編碼的信息容易被提取和靈活應用．

綜上所述，繪圖策略用于突破細胞分裂過程中的難點，能激發學生積極自主地提取和處理課本中的信息，成為知識的主動構建者，獲取知識和運用知識的能力得到顯著提高．通過繪圖用圖活動，能幫助學生建構知識網絡，消除思維障礙，整合知識結構，使原來零碎的知識系統化，記憶靈活化，應用熟練化，進而提高了學生從整體上理解和應用知識的能力．

[1]祖晶.心理學基礎[M].北京：教育科學出版社，2002:102-104.

[2]徐崇文.學習理論與學習潛能開發中小學教師讀本[M].上海三聯書店，2006.