“细胞的增殖”体验探究式教学设计

王海花

（青岛西海岸新区实验高级中学，山东 青岛）

以有丝分裂过程为教学重点，从学生的认知规律出发，采用动手游戏、发现问题、大胆推测、寻找证据、实验验证推测、小组协作建模中获取知识，提高生物科学素养。

一、教材分析及设计思路

“细胞的增殖”是人教版高中生物学教材“分子与细胞”第6章第1节内容。本节内容主要包括：细胞增殖的周期性，以植物细胞为例有丝分裂的过程以及意义，其中有丝分裂是教学的重点也是教学的难点，有丝分裂是学生以后学习减数分裂和遗传规律的基础，也是学习DNA复制及遗传信息传递的重要基础。鉴于学生在初中对“细胞通过分裂产生新细胞”了解很浅的知识储备下，没有深入到细胞分裂过程的水平，为此，对本节的教学设计从学生的认知规律出发，采用动手游戏、发现问题、大胆推测、寻找证据、实验验证推测、小组协作、建模探究中获取有丝分裂过程中染色体行为的变化规律等，让学生在亲历体验探究中构建出有丝分裂的过程及细胞周期，有利于学生生物学科核心素养的形成。

二、教学目标

分析有丝分裂过程中遗传物质是如何平均分配的以及意义；概述细胞有丝分裂的过程；简述细胞增殖的周期性；分析研究有丝分裂过程中遗传物质是如何平均分配的。提高运用科学的思维方法分析问题的能力，构建有丝分裂染色体动态变化的模型，提高科学探究生物素养。

三、教学过程设计

1.创设情境，激发责任心

播放精子和卵细胞受精融合成受精卵、迅速发育胎儿以及分娩过程的视频，配有简短的语言加美妙的背景音乐，让学生从感官上认识到新生命的由来，人这个多细胞生物个体发育的起点和过程，触及学生对生命责任观的情感，激发探究欲望，教师趁机设置问题：（1）什么是细胞分裂？其实质是什么？（2）细胞中的遗传物质是什么？（3）DNA的主要载体是什么？（4）复制后的染色体怎样实现平均分配？

设计意图：利用视频直观、生动的特点，创设情境让学生感受到受精卵发育成婴儿的生命奇迹，巧妙设问便于衔接学生在初中所学的有关细胞分裂的知识，有利于激发学生的责任心、好奇心及求知欲。

2.发现问题，大胆猜测

模拟活动学生体验到染色质平均分成两部分很难，由此他们会有独立见解或大胆推测，鼓励学生大胆发言阐述自己的观点或推测，各抒己见，教师不急于作出评价，趁机提出问题：（1）染色质要实现平均分配是否需要改变形态呢？（2）刚才我们演示的染色体模型的运动是用手牵引着的，那么在细胞中有没有这样的结构牵引着染色体的运动呢？（3）染色体的运动仅仅局限在细胞核中吗？教师给予适当的资料背景：细胞核的直径为10 um左右，染色体的长度一般在0.5～30 um。

设计意图：理性思维的学科要求是质疑，而独立思考是理性思维的萌芽。因此，在教学中，教师应鼓励和启发学生大胆猜测和设想，敢于提出自己的见解，不受逻辑形式的约束自由地进行思考。通过对问题分析和大胆的猜测得出：染色体要平均分配需要改变形态成螺旋化形态的染色体；牵引染色体运动的结构是纺锤体；有丝分裂过程中核膜核仁会消失、重现。创设条件训练学生的求异思维，鼓励学生敢于发表不同见解，让他们先学会提一般问题，再学会提探索性问题，逐步培养其独立思考、主动探索的品质。

3.寻找证据，验证推测

课件展示：1849年，科学家霍夫曼斯特在其出版的专著中精确地记载了紫露草、西番莲科和松树中所观察到的细胞增殖过程，这些过程包括细胞分裂前期细胞核形态的变化，核膜的消失；细胞中期纺锤体和染色体的复合结构；细胞分裂后期两组染色体的产生；细胞分裂末期核膜的重新形成以及在两个子细胞中间出现细胞壁。学生从中提取有价值的信息，从科学前沿的资料中找寻和自己推测相吻合的证据。

设计意图：理性思维是一种基于事实，严密推理，以期达到更好结果的高质量的思维范式、习惯和工具，理性思维的学科要求实证是判断的尺度。教师提供适当的科研证据背景资料，让学生体验寻找证据、验证推测的过程。

4.分工协作，建构模型

按照推测与获取的证据，利用模型中的材料，演示含有4条染色体的细胞有丝分裂过程中染色体平均分配的动态变化，交流模拟的有丝分裂过程方案。提示要求：（1）白板代表植物细胞，材料中的染色体是已螺旋化的。（2）不需要模拟染色体的螺旋化与解螺旋过程。（3）也可用你的手臂代表纺锤体。小组合作讨论动态模拟结束后，小组代表将展板放在讲台前，一名同学描述有丝分裂过程中染色体行为的变化，着丝点纺锤体等，另一同学模型建构的染色体演示动态的过程，整体感知有丝分裂的过程。

设计意图：在设计有丝分裂过程中，染色体行为变化过程中，因选择不同颜色大小等给学生留下了广阔的思维空间。在制作染色体模型时，染色体着丝点，姐妹染色单体变化形象且生动直观，小组合作，共同构建并模拟有丝分裂各时期的动态变化，加深对各时期染色体行为变化，姐妹染色单体的形成与分离的理解与记忆；在模型不断改进、完善过程中，也使有丝分裂的过程更加合理准确。