“减数分裂中染色体变化”的模型教学

王霞

（江苏省六合高级中学）

“减数分裂中染色体变化”的模型教学

王霞

（江苏省六合高级中学）

随着《普通高中生物课程标准（实验稿）》中“模型”的提出，模型教学方法在高中生物教学中逐渐被重视。物理模型作为模型教学的重要形式，在物理、化学、生物等多种学科中应用广泛，其最突出的优点就是直观性，接近学生的认知，便于理解。以“减数分裂中染色体变化”为例浅谈物理模型教学。

高中生物；模型；物理模型

物理模型是最接近原型的一类模型，建构物理模型首先要考虑科学性，要能突出原型的本质特征。由于课堂时间有限，教师必须充分考虑到其可操作性，如果建模过程过于复杂,学生在有限的时间内根本无法完成，那反而影响了教学效果，给学生增加了负担。在高中生物教材中有很多物理模型的教学资源。下面就以“减数分裂过程中的染色体变化”为例进行物理模型的建构教学。

【教材分析】

1.教学地位

本节关于“减数分裂”内容的学习是必修一“有丝分裂”知识的延伸和扩展，又是后面遗传定律发生的细胞学基础，因此在高中生物学习中具有承前启后的作用。

2.重难点分析

这节课的教学重点是减数分裂的过程，尤其是分裂过程中染色体行为的变化是教学的核心。这节课的难点之一是众多新概念的理解和掌握，如同源染色体、联会、四分体等；其二是对同源染色体分离、非同源染色体的自由组合的理解；还有与有丝分裂过程的区别。

【学情分析】

学生已经通过有丝分裂对细胞分裂过程中的主要变化有了一定的了解。然而由于减数分裂过程中许多新概念的提出和新的染色体行为的出现，必将成为学生学习的难点。为了更好地帮助学生理解，可以将多媒体辅助教学和模型教学相结合，以增加教学的直观性。

【教学目标】

1.知识目标

（1）掌握减数分裂的概念、过程和特点。

（2）掌握同源染色体、联会、四分体等基本概念。

（3）理解分裂过程中染色体的行为特征，尤其是同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合。

2.能力目标

（1）通过课本中减数分裂过程图，训练学生的识图表能力。

（2）通过小组合作完成染色体模型制作，训练学生的思维能力和建模能力。

3.情感目标

鼓励学生积极参与探究活动，通过学生的分组讨论进行模型建构，培养学生的合作意识。

【课前准备】

1.制作教学课件。

2.教师准备六个小组所需要的模型建构的材料：给每个组发放一套毛根玩具材料，包括15厘米橘色和绿色各两根，7.5厘米的橘色和绿色各两根。剪短的约1厘米长的彩色吸管小段若干当作丝点。

【教学过程】

一、设问导入

1.人类染色体数目在前后代是否保持稳定？

2.假如人类的精子和卵细胞是通过有丝分裂产生的，那么受精卵中会有多少条染色体？

3.如果真是这样，那么前后代的遗传能否稳定？

学生共同回答：1：能。2：会加倍，46+46。3：不稳定了。

（通过问题引起学生的思考：怎样才能保持稳定？激发学生的求知欲和好奇心，引出减数分裂的概念。）

二、减数分裂的过程

过渡：如何才能保证后代染色体数量不变呢？

教师：请学生阅读课本说出减数分裂的概念和分裂特点。设问：人类通过减数分裂产生的精子和卵细胞应该有多少条染色体？

学生：看书，读出概念和特点。通过减数分裂的特点知道应该是46的一半。

（通过简单的计算学生知道了生物前后带染色体保持稳定的原因。又会生出新的疑问，如何减半？带着疑问进入过程的学习。）

教师：播放动物细胞精子形成的动画，请学生关注：①一个原始的生殖细胞经过了几次分裂？②分裂过程中细胞的名称？最后形成了几个精子？③染色体数目发生了怎样的变化？

学生观看回答：①两次。②1精原细胞→1初级精母细胞→2次级精母细胞→4精子细胞→4精子。③减半。

（培养学生的观察能力，预先知道总体的过程，细胞的名称。）

教师：PPT演示减数第一次分裂过程，要求学生观察该过程中染色体的特殊行为，然后结合课本中的文字描述减Ⅰ前、中、后的变化特征，引出同源染色体、联会、四分体的概念。

学生：通过观察比较得出：减Ⅰ前：同源染色体联会形成四分体；减Ⅰ中：同源染色体成对排列在赤道板上；减Ⅰ后：同源染色体分离、非同源染色体自由组合。

（培养学生观察、比较的学习能力，通过阅读提取信息的能力。）

教师：要求学生用手中的材料制作一对同源染色体（说明：1厘米的有色吸管当做着丝点，毛根做染色体或者单体；毛根的颜色不同代表染色体的来源不同。）要求各小组演示同源染色体的联会，成对排列和后期的分离。

学生：各小组动手制作，体会同源染色体的联会、四分体。学生会在同源染色体的来源（使用毛根的颜色）上犯错，正好作为反面教材来强化同源染色体的概念。尤其在后期分离的组合上，各小组可能给出不同的组合方式，便于教师展示非同源染色体组合的随机性。

（真正在做中学，学生对概念和过程的理解更加深刻。）

教师：PPT演示减数第二次分裂过程，要求学生观察回答：①减数第二次分裂过程中有无同源染色体？为什么？②减数第二次分裂各时期的变化。③染色体数量在分裂过程中有怎样的变化？

学生：①减数第二次分裂过程中无同源染色，因为减Ⅰ后已经发生了同源染色体的分离；②减Ⅱ前：染色体散乱分布；减Ⅱ中：每条染色体的着丝点排列在赤道板上；减Ⅱ后：着丝点分裂，姐妹染色单体分离。③有着丝点的分裂，就有染色体的暂时加倍，后又平分。

（减数第二次分裂过程与有丝分裂类似，所以带领学生理顺过程就可以了，其中最重要的区别就是没有了同源染色体，以及染色体数目的变化需要强调。）

课堂小结：展示我自己制作的“动物细胞减数分裂”立体动态模型，带领学生总结各个时期的变化特征。

（将分布的学习连贯起来，给学生一个动态的完整的认识，体会到本节课的重点内容。）

课后作业：六个小组分工合作，分别用课堂所给材料制作减数分裂中的一个时期。

各小组对应制作：一组：减Ⅰ前，二组：减Ⅰ中，三组：减Ⅰ后，四组：减Ⅱ前，五组：减Ⅱ中，六组：减Ⅱ后。

（用于第二课时的展示。对下节课分析染色体数量变化规律和与有丝分裂的对比区分做铺垫。）

反思：本教学设计通过物理模型的制作,让学生轻松直观地理解“同源染色体”“联会”“四分体”等概念，在“做”中体会同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。在生物教学中运用模型和模型方法，不但能激发学生的学习积极性、活跃课堂气氛，还能促进学生对相关知识形成正确的认识，更重要的是在活动中培养了学生积极思维、自主学习和科学探究的能力。虽然教师的组织教学难度加大，但只要尊重学生的认知规律，精心设计各教学环节，一定能取得意想不到的效果。

［1］罗媛，胡萍.高中生物模型建构教学探析［J］.西藏教育，2013（7）：20-21.

［2］张燕.高中生物教学中“物理模型”的尝试［J］.考试与评价，2012（10）：32-33.

·编辑 李建军