基于知識清單的生物復習教學模式的探索

吳志強　熊正和++郭蘭蘭　肖玲

減數分裂是有性生殖細胞的生成方式，是遺傳的細胞學基礎。處在一輪復習中的學生對減數分裂的過程已經模糊，教師如何喚醒學生的記憶，深化學生對染色體的行為、數目變化的理解，使他們區分精子與卵細胞的差異，建立與遺傳規律、可遺傳變異的縱向聯系，筆者對此提供一種思路。學生通過學案導學自查缺漏，借助學生端微課視頻激活記憶，補全知識碎片。教師通過問題串引導學生體會減數分裂過程中的邏輯美；指導學生課上構建物理模型，呈現遺傳規律、可遺傳變異在減數分裂中的過程；師生共同構建概念模型，以實現知識體系重組、加強知識之間的內在聯系，構建新型知識網絡。

1 教學目標

1.1 知識與能力目標

闡明減數分裂過程中染色體的變化規律；配子多樣性的原因；構建減數分裂與遺傳變異的關系。

1.2 過程與方法目標

通過微視頻資源和學案自學，對減數分裂過程中染色體的行為變化等基礎知識進行課前梳理，暴露知識缺漏，課上小組合作再逐一完成本節知識清單。利用構建物理模型活動，加深對減數分裂的認識，在交流討論的基礎上歸納和總結減數分裂與遺傳和變異的關系。

1.3 情感、態度與價值觀目標

通過從細胞水平上探討生物的遺傳和變異，認同“減數分裂既保證物種染色體數量穩定性也是生物遺傳和變異的必要條件”這一科學觀點，體會減數分裂過程中的邏輯美，理解所列知識和其他相關知識之間的聯系和區別，并能在較復雜的情景中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。

2 教學重點和難點

依據考綱，將減數分裂過程中染色體的行為變化以及減數分裂過程實現染色體數目的減半過程確定為這節課的重點；配子多樣性形成的原因、減數分裂與遺傳變異的關系確定為本節課的難點。

3 教學流程設計

課前：學案自查，微課自學。課上：展示清單，確定目標；課堂活動按照清單順序展開：梳理概念，制作染色體的模型；動手模擬減數分裂過程；列表比較精子和卵細胞的形成過程；從減數分裂的過程中總結配子多樣性的原因；動手模擬減數分裂過程染色體的異常行為對配子的影響；領悟減數分裂的意義；知識回扣，課堂反饋；課堂小結，自構知識體系。

4 教學實踐活動

4.1 課前教學準備

小組自學完成學案的第一部分“基礎知識，自查缺漏”（如果遇到困難，打開資源包）。

資源包打開方式：利用學生端，點擊作業平臺，登錄后，進入微課，進入下載界面就可以看見相關微課資源。

資源包使用說明：

① 如果你對精子形成過程有點陌生，請打開視頻文件“（1）精子形成過程”；

② 如果你對卵細胞形成過程不熟悉，請打開視頻文件“（2）卵細胞形成過程”；

③ 如果你對減數分裂過程中具體的特點不清楚，請打開視頻文件“（3）減數分裂（精子和卵細胞形成過程）各時期具體特點詳解”。

資源包視頻內容說明：

（1） 精子形成過程：動畫模擬某精原細胞（2N=16）進行減數分裂和變形過程形成精子的過程。

（2） 卵細胞形成過程：動畫模擬某卵原細胞（2N=16）進行減數分裂形成卵細胞的過程。

（3） 減數分裂（精子和卵細胞形成過程）各時期具體特點詳解：教師自制微課，詳細講解減數分裂的各時期染色體的行為、數目、位置的變化和特點，同時總結出減數分裂與有絲分裂的區別。

4.2 展示本節復習課的知識清單

依據考綱及學生自查結果，教師用多媒體展示本節復習課的知識清單。

清單1：減數分裂的基本概念辨析。

清單2：減數分裂過程中染色體行為和數量變化。

清單3：精子與卵細胞產生過程的比較。

清單4：動物形成配子多樣性的原因。

清單5：異常配子的形成（減數分裂過程中基因和染色體的異常行為變化）。

清單6：減數分裂的意義。

4.3 教學活動

4.3.1 減數分裂的基本概念辨析

教師引導學生梳理減數分裂的概念、發生范圍、場所、特點和結果，構建如下概念模型（圖1）。

每位學生用剪刀、卡紙制作兩對同源染色體的模型，依據模型說出著絲點、姐妹染色單體、非姐妹染色單體、同源染色體、非同源染色體和四分體。

4.3.2 減數分裂過程中染色體行為和數量變化

問題串導思：

① 如果自然界中的生物通過有絲分裂產生生殖細胞，并通過受精作用形成受精卵，那么n代以后子代中的染色體會有多少條？

② 動手操作中的兩對同源染色體，如果隨機的減半會有幾種情況？

③ 如何保證染色體數目減半的同時，保證子細胞擁有一整套非同源染色體呢？

④ 減數第一次分裂形成的兩個子細胞在染色體組成上是什么關系？

⑤ 減數第二次分裂形成的兩個子細胞在染色體組成上是什么關系？

⑥ 次級精母細胞中有沒有同源染色體？是一定沒有同源染色體嗎？

⑦ 正常情況下一次有絲分裂產生幾個子細胞？產生幾種？正常情況下一次減數分裂產生幾個子細胞，幾種？

教師引導學生依據染色體的行為、數目、位置區分不同時期的顯微實物圖，觀看減數分裂視頻，直觀認識減數分裂過程。

4.3.3 精子與卵細胞產生過程的比較

教師展示精子形成過程和卵細胞形成過程的動畫和模式圖，直觀地呈現出精子和卵細胞形成的區別，并列表比較（表1）。

4.3.4 動物形成配子多樣性的原因

教師引導學生在每對同源染色體上分別標注等位基因A、a和B、b等大小寫母學生擺出減數第一次分裂后期染色體的位置，兩人一組總結出所有的擺法，得出基因分離定律和自由組合定律的實質，并得出配子多樣性的主要原因。

教師引導學生在一對同源染色體上標注上兩對等位基因A、a，Y、y，先模擬正常減數分裂形成配子的過程，再模擬同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換行為。學生自己得出配子的種類，總結出交叉互換對配子多樣性的影響，指出由于染色質絲又細又長，這種現象在減數第一次分裂的前期時有發生。

4.3.5 異常配子的形成（減數分裂過程中基因和染色體的異常行為變化）

教師針對減數分裂過程中可能存在一些異常情況，提出問題：在減數分裂過程中，基因和染色體存在哪些異常行為變化？并引導學生利用模型依次構建以下所示的物理模型，分析異常配子的形成原因和結果。

① 基因突變：

在減數第一次分裂前的間期，DNA分子復制過程中，如復制出現差錯，則會引起基因突變，這種突變可以通過配子傳遞給下一代。沒有發生基因突變的減數分裂產生的子細胞和發生減數分裂所產生的配子種類（圖2）。學生根據圖2總結基因突變后產生的配子種類。

在減數分裂過程中，伴隨著染色體行為變化的異常，往往會引起配子中染色體數目的增減。在分析變化時，應考慮變化與減數第一次分裂有關，還是與減數第二次分裂有關。

② 染色體數目變異（減數第一次分裂異常）：

減數第一次分裂異常、減數第二次分裂正常產生的配子情況（圖3）。

③ 染色體數目變異（減數第二次分裂異常）：

減數第一次分裂正常、減數第二次分裂異常產生配子的情況（圖4）。

④ 染色體結構變異

減數分裂過程中發生易位產生配子的情況（圖5）。

4.3.6 減數分裂的意義

小組討論：減數分裂染色體數目為什么會減少一半？

師：從理論上講，還有很多行為讓染色體數目減半。比如，染色體不經過復制，染色體直接分開導致減半；染色體復制1次，分裂2次，這其中又可以分為先復制1次再連續分裂2次，或者是先分裂1次，再復制1次，再分裂1次等情況。

教師提出問題：減數分裂過程選擇“先復制1次再連續分裂2次”這種減半方式的原因和意義是什么？

教師嘗試從進化等角度引導學生理解減數分裂是從有絲分裂進化來的，因此保留了有絲分裂復制、分裂等特征；并強調正是因為減數分裂是從有絲分裂進化來的，因此保留了有絲分裂復制、分裂、出現染色體和紡錘體等特征，所以通常也認為減數分裂是一種特殊的有絲分裂。又因為先復制后分裂，同源染色體會聯會而發生交叉互換，使基因發生自由組合，從而保證了遺傳的穩定和變異的雙重可能。

4.3.7 知識回扣，練習反饋（略）

減數分裂對生物的遺傳和變異具有重要的意義，通過本課的復習，學生之間小組討論，學生嘗試自主構建減數分裂與遺傳變異的關系圖。教師通過展示、點撥、學生修改等方式完善關系圖，從而幫助學生建立不同生物學事實、概念、原理和規律之間的關系，理清相關概念間的邏輯關系。

5 教學反思

本課例緊緊圍繞減數分裂的同源染色體行為和減數分裂的過程展開，通過模型構建、問題串導思、多媒體視頻演示，后期的課堂活動又不斷的讓學生輸出、運用減數分裂染色體行為的知識，從而建立與可遺傳變異、遺傳規律的聯系的同時強化了減數分裂這一核心概念，重點突出，針對性強，復習效率更高，適合基礎較好的學生。

設計中，教師通過羅列學習清單確定復習目標，為學生加深理解減數分裂這一核心概念設計了一系列有序的課堂活動。學生通過分組討論、物理模型重建過程、自主構建概念圖等學習任務，調動一系列的思維活動去逐步理解、建構“減數分裂”這一核心概念。