創(chuàng)新高中生物實(shí)驗(yàn)教具的實(shí)踐嘗試

王戴眷如

摘 要：高中生物必修1《分子與細(xì)胞》中，真核生物體細(xì)胞增殖的主要方式——有絲分裂是非常重要的內(nèi)容，而“染色體的行為變化”是整個(gè)內(nèi)容的核心。有絲分裂是微觀視野下的動(dòng)態(tài)過(guò)程，非常抽象和復(fù)雜，初學(xué)非常難以理解和記憶。筆者嘗試用手工材料“毛根扭扭棒”制作染色體模型，從而形象地演繹有絲分裂各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)。毛根扭扭棒的內(nèi)芯是細(xì)鐵絲，可以示意染色體的主要組成成分DNA，其外層有絨毛，可以示意染色體的另一主要組成成分蛋白質(zhì)，這樣的材料最為接近生物學(xué)概念——染色體的組成；而且扭扭棒色彩豐富，材料環(huán)保，可折可彎，可塑性強(qiáng)，制作成模型后形象生動(dòng)；扭扭棒價(jià)格低廉，模型制作過(guò)程簡(jiǎn)單，適合每位同學(xué)動(dòng)手制作，從而來(lái)促進(jìn)學(xué)生對(duì)此節(jié)課知識(shí)的直觀認(rèn)識(shí)和有效建構(gòu)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新 生物實(shí)驗(yàn) 實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（b）-0178-02

1 制作材料和工具準(zhǔn)備

材料和用具非常簡(jiǎn)單且廉價(jià)，A4紙大小的淺咖色卡紙4張，黑色、紅色、黃色、白色毛根扭扭棒若干（淘寶購(gòu)入，每把100根僅2.35元，4把不到10元人民幣，見(jiàn)圖1），剪刀一把。

2 方法的推敲與制作過(guò)程

用黑色的毛根扭扭棒來(lái)象征細(xì)胞外邊界，即細(xì)胞壁和細(xì)胞膜。由于要做的是植物的細(xì)胞模型，因此要把細(xì)胞的外邊界制作成長(zhǎng)方形。為了便于區(qū)分，筆者用黑色的扭扭棒來(lái)做細(xì)胞的外邊界，用白色的扭扭棒來(lái)做紡錘絲。

2.1 細(xì)胞外邊界的制作

首先筆者嘗試了方案一，把兩根黑色的扭扭棒首尾相連，圍成一個(gè)圈，然后再把它們塑形成長(zhǎng)方形，但這種制作方法會(huì)使細(xì)胞的外邊界扭曲不平，故排除此方案。接著筆者嘗試了方案二，把兩根黑色的扭扭棒各在中上部位對(duì)折，然后再首尾相連，這樣可以使細(xì)胞的外邊界更顯平整。（見(jiàn)圖2）

接著，把細(xì)胞的外邊界固定在作為背景的淺咖色卡紙上。如何固定，筆者嘗試了兩個(gè)方案。方案一是用透明膠固定，但透明膠一固定，顯得模型很粗糙，非常影響外觀。于是嘗試了方案二，用5 cm左右的短扭扭棒直接插入卡紙，在卡紙背面把扭扭棒的頭擰過(guò)來(lái)固定，這樣細(xì)胞外邊界更加貼合地固定在背景卡紙上，一下子干凈美觀了許多（圖2（a）為外邊界的正面，圖2（b）為外邊界的背面）。

2.2 紡錘絲的制作

筆者嘗試的第一個(gè)方案是圖3，用4根扭扭棒來(lái)制作紡錘絲（見(jiàn)圖3（a）），但是發(fā)現(xiàn)制作出來(lái)的效果并不理想，一則是紡錘絲稀疏，二則只能放下一對(duì)染色體，這并不是經(jīng)典的模型，故排除此方案。于是筆者嘗試了方案二，使用了6根扭扭棒來(lái)制作紡錘絲（見(jiàn)圖3（b）），這樣上面就可放兩對(duì)染色體，能使模型更加典型。

2.3 染色體的制作

為突顯效果，選取紅色的扭扭棒來(lái)作染色體模型。

方案一，筆者把紅色的扭扭棒纏繞在水筆上，但取出水筆，固定到紡錘絲上后，發(fā)現(xiàn)因水筆太粗導(dǎo)致染色體模式與外框及紡錘絲不協(xié)調(diào)。于是筆者采用了方案二，把紅色的扭扭棒均勻地纏繞在水筆芯上，取出筆芯，扭扭棒纏繞細(xì)密，看上去染色體模型比較小巧緊湊。接下來(lái)筆者嘗試把纏繞細(xì)密的扭扭棒部分壓短或拉長(zhǎng)，以此來(lái)表示染色體的長(zhǎng)短。這樣的染色體模型固定到紡錘絲上，效果非常好。（見(jiàn)圖4）

3 進(jìn)行細(xì)胞分裂4個(gè)時(shí)期的染色體排列

3.1 分裂前期

做8個(gè)染色體長(zhǎng)棒（長(zhǎng)棒指的是螺旋程度松散），兩兩交叉并旋緊，中間交叉點(diǎn)象征著絲粒。將4組染色體分別固定在4條中間的紡錘絲之上，將染色體上下移動(dòng)使其排列在不對(duì)稱的位置上來(lái)象征前期染色體在細(xì)胞中散亂的排列的模型（見(jiàn)圖5）。

3.2 分裂中期

制作8個(gè)染色體短棒（短棒指的是螺旋程度緊密），兩兩交叉并旋緊，中間交叉點(diǎn)象征著絲粒。將4組染色體分別固定在4條中間的紡錘絲之上，并將染色體整齊的排列在赤道面上（見(jiàn)圖6）。

3.3 分裂后期

后期細(xì)胞分裂模型中，需要將4根紡錘絲從中間剪斷，將圖6分別向兩極折疊成4個(gè)勾型形狀，外周保留兩根完整的紡錘絲，便于固定。制作8個(gè)染色體短棒，對(duì)折后，固定在8個(gè)紡錘絲的勾上。象征著絲粒斷裂，染色體被紡錘絲均勻的拉向細(xì)胞的兩極，主要染色體臂的方向要朝向赤道面（見(jiàn)圖7）。

3.4 分裂末期

由于分裂末期細(xì)胞要體現(xiàn)核膜的再現(xiàn)，筆者用一根黃色的扭扭棒來(lái)象征核膜。黃色的扭扭棒從上往下刺穿底板圖7的淺咖色卡紙，以斷斷續(xù)續(xù)來(lái)象征核膜和核孔。由于末期時(shí)子細(xì)胞彼此分開(kāi)，所以用黑色的扭扭棒來(lái)象征形成子細(xì)胞的細(xì)胞板，后期染色體重新解螺旋形成染色質(zhì)，用紅色的扭扭棒（不再螺旋）纏繞起來(lái)，象征形態(tài)不一的染色質(zhì)（見(jiàn)圖8，其中（a）為分裂末期的正面，（b）為背面）。

4 結(jié)語(yǔ)

制作細(xì)胞分裂模型，讓筆者更好地學(xué)習(xí)了有絲分裂的整個(gè)過(guò)程，加深了對(duì)染色體行為變化的理解，提高了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。在制作的過(guò)程中各種材料的篩選和搭配以及最優(yōu)方案的確定都鍛煉了筆者分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，尤其是模型最后的呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了將抽象概念形象化，讓筆者初嘗科學(xué)探究的成就感。

值得一提的是，筆者制作的有絲分裂模型的前期和中期是可以移動(dòng)的，這樣就可以利用動(dòng)態(tài)過(guò)程體驗(yàn)有絲分裂過(guò)程中染色體的行為變化。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯丹，尹航宇.高中物理探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)類型及思路[J].教學(xué)與管理：理論版，2015（7）：111-114.

[2] 單義成.高中物理“問(wèn)題、探究與建構(gòu)”教學(xué)模式的行動(dòng)研究[J].中學(xué)物理：高中版，2016，34（5）：6-7.