减数分裂中染色体行为变化的教具改进和思考

韩小春

为了解决减数分裂中染色体行为变化的常用基本教具存在的不足，探索材料橡胶磁性纸在教学中的应用，并思考其在制作其他教具中的进一步应用。

教具 改进 橡胶磁性质 思考

【中图分类号】G642 【文献标识码】A【文章编号】 1005-8877（2018）27-0068-02

1.教具改进背景

减数分裂中染色体的行为变化既抽象复杂，又微观动态，并且减数分裂与有丝分裂又容易混淆，只有理解“减数分裂过程中的染色体行为”，才能理解“分离定律和自由组合定律”与其是现象和本质的关系，才能从根本上理解“生物变异”的重要来源是基因重组以及染色体变异，才能为以后的生物的进化奠定基础。总之，“减数分裂中的染色体行为”是“遗传与变异”中的重中之重。为突破此教学重难点，教学时教师通常采用模型构建的方法，我在多年教学中尝试各种教具去构建该模型。主要有以下几种教具设计：

（1）课前准备好卡纸和白纸。将黄色和红色的卡纸分别剪成染色体的形状，卡纸上画出黑点代表着丝粒；根据染色体的行为变化将染色体用胶水或双面胶粘贴在白纸上。

（2）课前准备好毛根和白纸。将黄色和红色的毛根（也叫扭扭棒）通过螺旋折叠模拟染色体，在其近中央位置用双面胶粘贴圆形小磁铁代表着丝粒；根据染色体的行为变化将染色体用双面胶或用彩色工字钉在较厚的白色卡纸上。

（3）课前准备好毛线和白纸。用黄色和红色的毛线通过缠绕来模拟染色体，在其近中央位置用双面胶粘贴圆形小磁铁代表着丝粒；根据染色体的行为变化将染色体用双面胶或用彩色图钉钉在较厚的白色卡纸上。

（4）课前准备好超轻粘土和白纸。将黄色和红色的超轻粘土捏出染色体形状，用白色粘土贴在其近中央位置代表着丝粒；根据染色体的行为变化将染色体摆在白纸上。

除我的这些做法以外，还可以选择其他的材料，如橡皮泥、电线、铁丝、海绵纸、扑克牌甚至有人尝试用面团和手指。以上这些教具在教学中在模拟减数分裂过程同时又可以提高学生自主学习的能力。但是在实际操作运用中，发现以下问题：一是有些教具不能重复利用，可以说是一次性的。这样不仅增加了教师的课前准备的工作量还大大提高了教具制作的成本。二是有些模型不好固定，所以构建模型时只能将染色体摆在白纸上，但是这样不便于学生间的展示和交流。三是有些模型能固定，但粘贴后不仅不好调整位置，还不可移动，所以学生很难对模型进行修改。

针对这些问题，我从教具所需的材料等方面进行了思考并改进使用新材料作为生物学教学中其他教具的制作。

2.教具的改进

（1）所需材料用具

A4黄色和红色的橡胶软磁片，也叫磁性纸，30cm×100cm的白色橡胶磁性纸，铅笔，橡皮擦，信封。

（2） 教具的使用

第一，课前准备。

以四人为一个小组的学生在课前完成以下任务：

一是将A4黄色和红色的橡胶磁性纸剪成染色体形态，分别剪出3对长和3对短的未复制的染色体和5对长和5对短已复制的染色体装在信封中。剪时要尽量剪出近中央的着丝粒结构。二是在30cm×100cm的白色橡胶磁性纸上用铅笔绘制减数分裂各时期的动物细胞细胞区域，并注明减数分裂各时期的名称。三是课前教师同样将A4黄色和红色的橡胶磁性纸剪成染色体形态，分别剪出3对长和3对短的未复制的染色体和5对长和5对短已复制的染色体装在信封中。教师剪得染色体比学生大些主要便于在黑板上演示。上课前教师在黑板上用粉笔画出减数分裂的各时期的动物细胞细胞区域，并注明减数分裂各时期的名称。

第二，教具模拟减数分裂过程中染色体的行为和数目变化。

教学过程中学生通过课本自主学习的同时又结合小组合作学习，分组构建以含两对同源染色体的精原细胞减数分裂形成精子过程中染色体行为的变化过程。教具模拟过程如下：

一是在30cm×100cm的白色橡胶磁性纸上，减数分裂的不同时期的区域内，根据染色体的行为变化，找出信封中相应颜色和大小的染色体摆放在图示内。二是用铅笔在各区域内画出中心体、纺锤体及赤道板结构，并注明各时期的细胞名称。

在分组构建的同时，其中一组派代表在黑板上构建模型。黑板上构建完整减数分裂过程中染色体行为变化如图1，图2是减数第一次后期的图示。

三是用铅笔在各时期染色体行为变化的基础上观察染色体数目的变化。

第三，教具模拟减数分裂过程中的非同源染色体的自由组合及减数分裂产生的配子的多样性

学生经自主合作学习初步构建模型后，教师通过播放形象、直观的多媒体动画，使学生认识到模型中的缺陷并在此基础上对模型进行修改。由于不同小组构建的模型中配子种类不同，通过展示不同小组的配子类型使学生认识到减数分裂形成配子的多样性。在此基础上引导学生思考形成配子多样性的关键在于细胞分裂期，从而聚焦到减数第一次分裂中不同小组非同源染色体的不同分配方式，使学生理解自由组合现象。

（3）改进教具的优点：

第一，该教具使用的材料是橡胶磁性纸，价格便宜，外观美观，柔软轻便，易于携带，而且能够长期保存。

第二，该材质易剪裁，与纸相同可以随意剪出不同的形状；

第三，该材质易擦写，铅笔在上面写过得内容可以轻松擦掉。如果用水性笔也可以檫除，非常方便在其上书写和修改。

第四，该教具中剪取染色体的材料以及粘贴的底板都是具有磁性的纸片，所以在白色的底纸上画好细胞区域后直接就可将不同染色体摆放上去，不需粘贴。因为两者都有磁性所以非常牢固，并且學生在构建过程中各种摆放错误都可以轻松移动，不断修改和调整。不同小组构建的模型不仅可以相互交流和展示，而且也可以整体在班级中展示和评价。

（4）改进教具的缺点：

第一，橡胶磁性纸很少被教师应用于教学，多数教师因为不了解，不知道哪里购买而限制其被应用。

第二，教具中30cm×100cm的白色橡胶磁性纸，可以卷起来携带，铺开来刚好两张课桌长度，这个长度有利于构建整个减数分裂过程，但毕竟是磁性纸，所以有一定重量。

（5）改进教具创新点

第一，教具简单实用 与其他材料比较，橡胶磁性纸制作染色体非常直观，由于材料牢固稳定所以该教具不仅方便保存而且可以重复利用，在教学中实用性强，一次教具制作可以实现永久使用。

第二，教具设计合理 由于橡胶磁性纸具有磁性，可以将有磁性的染色体和有磁性的细胞图示轻松结合，通过移动动态演示完整的变化过程，并且两者之间既可以牢固结合又可以轻松分离，设计的的巧妙周到。在教学中使用这样的教具可以大大提高学生学习生物的积极性和主动性。

第三，教具敢于创新 减数分裂的模型构建时，笔者通过多年教学积累，不断探索，积极创新，首次尝试将橡胶磁性纸应用于教学实践，并综合其他教具的优点创新处改进教具，在教学方面取得良好的教学效果，得到同仁和学生的认可和喜爱。

3.改进材料在生物学其他教具制作中的思考

根据该改进材料的优点，我思考在高中生物学其他教具制作中是否也可以尝试使用，我思考并憧憬其在生物教具制作中应用。

（1）用于减数分裂的教具同样经过修改可以用于有丝分裂，笔者教具在白色30cm×100cm反面预设构建有丝分裂的染色体模型。所以笔者设计的教具可以直接用于有丝分裂，可谓一举两得。

（2）在DNA分子结构教学时，可以用彩色橡胶磁性纸剪成圆形、五边形和长方形分别代表磷酸分子、五碳糖和含氮碱基。其中含氮碱基中又选择不同的颜色分别代表腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶4种不同类型。学生可以在白色橡胶磁性纸或黑板上构建DNA的分子结构模型。

（3）在特异性免疫中可以用彩色橡胶磁性纸剪成方形代表各种不同的免疫细胞，然后学生在白色橡胶磁性纸上模拟体液免疫和细胞免疫过程。类似生物变异来源复习时，可以用彩色橡胶磁性纸剪成方形代表不同类型的变异，学生利用橡胶磁性纸构建生物变异类型的知识网络图。所以该材料不仅可以用于新课中构建实物模型，也可以在复习课中构建各种知识概念图。

参考文献

[1]王世君，李奇勇.“减数分裂中染色体的行为”一节的教学设计[J].生物学教学，2012，37（6）：44-46.

[2]陆春花.“减数分裂”一节的体验式教学设计改进[J].生物学教学，2014，39（5）：38-39.

[3]徐向龍.减数分裂中染色体变化模型改进[J].发明与创新，2012.