高中生物中抽象过程的形象化理解例说

蒋旭琴

【摘要】 高中生物的教学内容中有许多抽象的知识点，学生难以理解和准确把握，而此部分知识点又往往成为生物教学成功与否的关键。如何让抽象的知识点形象化、具体化，也一直困扰着众多生物教学工作者。本文以细胞分裂增殖过程中染色体行为变化为例，通过逻辑引导分析发现和实操模拟的方法，形象的把细胞有丝分裂和减数分裂过程给展现了出来，加深了学生对知识点的理解，也提大大提升了学生的学习兴趣和主动性。

【关键词】 细胞分裂 发现学习 染色体行为变化 意义学习

【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2017）11-100-02

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布鲁纳在1996年出版的《教学理论的探讨》中指出：教师从事知识教学时，要配合学生的经验将教材进行适当组织，要使学生在学习情境中通过主动发现获得知识。高中生物的教学内容中有许多抽象的知识点，由于学生缺乏足够的感性经验，单纯采用粉笔加黑板和多媒体的授课方式，难以达到授课所期许的教学效果。以细胞分裂增殖过程中染色体行为变化为例，由于该知识点较为抽象，需要学生深刻理解各个阶段染色体出现的行为变化特点和各个阶段细胞内部各种结构相应的变化，否则学生很难做出正确的有丝分裂和减数分裂数量变化曲线图，更无法辨别各阶段有丝分裂及减数分裂模式图。

在奥苏伯尔的学习理论中，分别从学习材料与学习者原有知识的关系和学习进行的方式两个维度，将学习区分为机械学习与意义学习、接受学习与发现学习。在机械学习中，学习的内容是以定论的形式传授给学生的，对学生而言，学习不包括任何发现，只要求他们把教学内容加以内化，结合到自己的认知结构之内；而在发现学习中，学习的内容不是现成地给予学生的，而是在学生内化之前，必须由他们自己去发现这些内容，然后再将发现的内容与自己已有知识相结合联系。显然，根据目前新课程的要求，要想课堂做到真正的高效，结合学生已有的知识经验开展形象化教学是行之有效的途径。

目前在讲解有丝分裂的过程时，传统的教学模式是先给学生观看有丝分裂和减数分裂各阶段的连续动画，接下来再逐个分析每个阶段细胞内会出现的特点，并让学生记住每个阶段的特点，再通过练习来巩固相关的知识点。这样的方法学生只能被动机械的接受有丝分裂各时期的特点，然后通过重复记忆来进行强化，学生很难对相关知识进行再加工，因此要让学生内化相关知识到原有的认知结构中存在很大的难度。

本文中，针对细胞增殖过程中染色体行为变化这一知识点，通过从细胞分裂的结果倒推分析和发现细胞分裂过程中染色体的行为变化和实操模拟相结合的教学方式，首先引导学生主动的思考和理解染色体各时期的行为变化，然后让学生利用塑料管子模拟有丝分裂和减数分裂各阶段染色体行为，较好的加深了学生对该知识点的理解，也提升了学生的学习兴趣，达到对知识的意义学习。

回到该教学案例中，细胞分裂增殖有兩个关键知识点：有丝分裂和减速分裂。对于有丝分裂，教师向学生提供“先行组织者”：有丝分裂的目的是增加细胞数目由一个细胞分裂成两个，且新形成的两个细胞要与原来的母细胞一样（遗传物质相同）。据此引导，学生发现细胞要进行分裂，需要将遗传物质（染色体）复制一份，即分裂间期要完成染色体的复制这一物质准备过程，再进行遗传物质的平均分配，这是分裂期细胞所有行为的终极目标。（见下图）

在此基础上，教师引导学生分析：分裂期细胞内应该要出现一些什么样的行为以准确保证染色体平均分配到两个细胞中。继而学生思考为什么有丝分裂前期细胞中的染色体会由丝状的染色质丝变成高度螺旋化、缩短变粗成染色体，中期所有染色体都会在赤道板平面“站队”，直到后期着丝点一分为二，两条子染色体被牵引移向细胞的两极，末期细胞质分裂，细胞由一个分裂成两个。而伴随着染色体行为变化的，细胞内会出现纺锤体结构，前期核膜消失、核仁解体，末期重新出现。学生把染色体的抽象行为进行具体形象化认识后，动手用小塑料管模拟有丝分裂前、中、后、末四个时期染色体的行为变化过程，以直观形象的方式将四个时期染色体行为变化呈示出来以加深对该过程的理解。

对于减数分裂，则必须让学生把握减数分裂概念中的两个关键知识点。一、减数分裂的特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次；二、减数分裂的结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。抓住减数分裂的特点和结果，教师在黑板上画出含有四条（两对）染色体的原始生殖细胞，让学生根据减数分裂的概念和特点画出染色体复制结束后、减数第一次分裂结束后及减数第二次分裂结束后的细胞内染色体情况。

显然，学生画出来的图容易出现图1和图2两种结果，而该结果也展现出大多数学生对该知识点的理解。此时可以针对学生的展示结果进行分析和释疑，最终达到统一，肯定正确结果图1。在此基础上老师引导学生观察发现减数第一次分裂达到的目的是使每对同源染色体分开进入两个子细胞中，而减数第二次分裂应达到的目的是每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体进入两个子细胞中。然后启发学生思考减数第一次分裂过程中如何来准确保证每对同源染色体分开进入两个子细胞；学生认识到减Ⅰ同源染色体联会形成四分体的必要性，继而每对同源染色体需先排列在赤道板平面的两侧，再彼此分离。在有丝分裂知识的基础上，学生认同减数第二次分裂的实质与有丝分裂的分裂期是一致的。学生再通过观看减数分裂的动画对这一形象的过程进一步具体化。学生据此画出减数分裂各时期的细胞图象。

建构主义认为：学习总是和一定的情境相联系的，利用自己的原有生活经验和其他人的帮助，借助必要的学习资料，通过有效的意义建构方式而获得。通过创设形象化的实际情境进行学习，可以用生动的、直观的形象来激发学生有关知识的记忆、经验，从而使学习者能利用原有的认知结构中有关的生活经验去验证当前的新知识。通过上述的分析、引导与发现，细胞增殖过程中染色体行为变化的抽象过程被具体形象化了，学生不再机械地学习与接受每一个时期的特点，而是通过形象而又富有逻辑的方式理解了有丝分裂和减数分裂的每一个过程中染色体和细胞出现的具体行为，在此基础上研究有丝分裂和减数分裂过程中染色体、DNA、染色单体等的数量变化及相关曲线的绘制不再是难点，而通过比较有丝分裂和减数第一次分裂和减数第二次分裂的图像，学生在教师点拨下找出三者之间的区别，从而能顺利辨析各时期细胞分裂图像。

此种方式开展细胞增殖的课堂教学，整节课学生的思维是活跃的，不断地在对细胞分裂过程中的特点进行同化和顺应，激发了学生的学习兴趣，促使学生感情的参与，诱发他们的好奇心，使学生产生强烈的学习动机，学习的主动性得到了体现，学习的效果得到了不同程度的提升，极大地改善了过去只能无条件地接受和储存外界输入的信息，靠机械记忆和意志来维持的学习方式，在某种程度上提高了生物课堂的教学效率！

[ 参 考 文 献 ]

[1]刘恩山.中学生物学教学论.高等教育出版社，2013，41-42.

[2]陈琦，张建伟.建构主义学习观要义评析.华东师范大学学报（教育科学版），1998，1.endprint