武琦
摘 要:變被動(dòng)為主動(dòng),讓全體學(xué)生參與到掌握減數(shù)分裂的課堂上來,先通過分組合作制作減數(shù)分裂過程的物理模型掌握其內(nèi)容,然后將物理模型升華為數(shù)學(xué)模型加以理解應(yīng)用,到最后通過主動(dòng)構(gòu)建概念模型使內(nèi)容更加清晰,能完美掌握。
關(guān)鍵詞:減數(shù)分裂;模型構(gòu)建;小組合作交流;主動(dòng)求知
科學(xué)探究往往停留在固定套路上,學(xué)生無(wú)法真正去質(zhì)疑、實(shí)證、辯論、修正,高中學(xué)生雖然具備了一定的觀察和認(rèn)知能力,但持續(xù)保持的能力還不夠。所以,教師在教學(xué)活動(dòng)中可以引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作、展示和交流提升知識(shí)技能。針對(duì)于此,以“減數(shù)分裂”的教學(xué)為例展示模型構(gòu)建的美妙。
一、優(yōu)化物理模型構(gòu)建
如果在減數(shù)分裂的教授過程中不使用模型,而是通過圖片直接呈現(xiàn),然后去“說”模型,教學(xué)的“抓手”不夠有力,學(xué)生的積極性、自主性不能充分被調(diào)動(dòng),課堂氣氛死氣沉沉。因此,可以根據(jù)原型的結(jié)構(gòu)特征構(gòu)建直觀的物理模型,以達(dá)到“籠天地于形內(nèi)”之美。
(1)學(xué)生分組,拿出準(zhǔn)備的材料:紅黃兩種彩帶、若干長(zhǎng)短不同的細(xì)鐵絲、廢棄的紙箱面、剪刀。在講述這節(jié)內(nèi)容前先讓學(xué)生通過導(dǎo)學(xué)案,復(fù)習(xí)有絲分裂及了解減數(shù)分裂的重難點(diǎn)。
(2)學(xué)生分任務(wù),通過預(yù)習(xí)的導(dǎo)學(xué)案,有的組進(jìn)行有絲分裂過程的制作,有的組進(jìn)行雄性動(dòng)物減數(shù)分裂過程的制作,有的組進(jìn)行雌性動(dòng)物減數(shù)分裂過程的制作,然后各組的各個(gè)成員再細(xì)分任務(wù),如誰(shuí)制作減數(shù)第一次分裂前期,誰(shuí)制作減數(shù)第一次分裂的后期。
(3)學(xué)生在制作各過程時(shí),教師點(diǎn)撥需注意和思考的地方:①制作染色體中的姐妹染色單體時(shí)纏繞在鐵絲上的顏色是否相同?制作同源染色體呢?②減數(shù)第二次分裂的過程中染色體之間的顏色、大小、長(zhǎng)短又是怎樣變化,特別在后期與有絲分裂有何不同?染色體向兩極移動(dòng)時(shí),代表染色體臂的鐵絲應(yīng)向哪個(gè)方向彎?③同種雌雄動(dòng)物的減數(shù)分裂過程中,染色體、DNA的數(shù)目及細(xì)胞的分裂方式相同嗎?
各小組各成員帶著思考完成制作,然后將各自的過程排列好進(jìn)行展示和交流。雖然有的同學(xué)在模型建構(gòu)過程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤,但在交流時(shí)了解并改正,對(duì)于要學(xué)生真正地掌握知識(shí),這要比“填鴨式”式的灌輸更有效。
二、優(yōu)化數(shù)學(xué)模型構(gòu)建
(1)內(nèi)容歸納上。在建構(gòu)完物理模型之后,學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂過程中染色體的行為與變化也有了基本的掌握,然后讓學(xué)生比較歸納出減數(shù)分裂過程中各時(shí)期染色體、DNA和染色單體數(shù)量的變化,最后將整理的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為曲線體現(xiàn)出來,從而加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步理解,也為做題時(shí)的靈活應(yīng)用提供幫助。
(2)習(xí)題演練上。利用所建立的數(shù)學(xué)模型挖掘隱含信息并解決問題在生物學(xué)科上尤為突出,本節(jié)內(nèi)容的練習(xí)是如下圖中甲~丁為小鼠睪丸中細(xì)胞分裂不同時(shí)期的染色體數(shù)、染色單體數(shù)和DNA分子數(shù)的比例圖,關(guān)于此圖敘述中錯(cuò)誤的是?
A.甲圖可表示減數(shù)第一次分裂前期?B.乙圖可表示減數(shù)第二次分裂前期?
C.丙圖可表示有絲分裂間期的某一階段?D.丁圖可表示有絲分裂后期?
解析:首先要清楚各種柱形圖的含義。先看甲、乙、丙、丁的柱形圖,發(fā)現(xiàn)丙、丁圖中比甲、乙少了 形圖,通過分析有染色體必然存在DNA,而染色單體并不是在每個(gè)時(shí)期都出現(xiàn)。則 為染色單體。
然后再來推測(cè)剩下的兩種圖形的內(nèi)容,發(fā)現(xiàn) 與 的比例要不是1∶2就是1∶1,在這種情況下馬上想到,當(dāng)一條染色體中存在姐妹染色單體時(shí),染色體與DNA的比值為1∶2,否則為 1∶1。由此可知 是染色體, 是DNA。
最后通過觀察染色體、染色單體和DNA數(shù)量的變化弄明白4圖可能代表什么時(shí)期的什么分裂。通過甲柱形圖中染色體與DNA的比值為1∶2,無(wú)染色單體,此時(shí)期應(yīng)為有絲分裂的前期或中期,或減數(shù)第一次分裂的各時(shí)期及減數(shù)第二次分裂的前期或中期;乙圖中染色體數(shù)量發(fā)生減半并且存在染色單體,應(yīng)該是減數(shù)第二次分裂的前期或中期;丙圖中染色體數(shù)為2n,而且不存在染色單體,應(yīng)為有絲分裂末期或間期中還沒有復(fù)制的時(shí)候或未復(fù)制的減I間期及減Ⅱ后期;丁圖中沒有染色單體并且染色體的數(shù)量為1n,那應(yīng)該是減數(shù)第二次分裂的末期。這樣看,D是錯(cuò)的。
三、優(yōu)化概念模型構(gòu)建
概念模型是將具有相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)用箭頭、連線、方框、括號(hào)等之類的符號(hào)連接起來,從中體現(xiàn)出知識(shí)之間的相互聯(lián)系,將散亂的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)的聯(lián)系起來,從而幫助理解、記憶。本節(jié)內(nèi)容僅憑構(gòu)建物理模型和數(shù)學(xué)模型,還不能使學(xué)生在對(duì)于進(jìn)行各時(shí)期變化的具體內(nèi)容及細(xì)胞的名稱有本質(zhì)上的認(rèn)識(shí),那么通過概念模型的構(gòu)建,把整個(gè)知識(shí)點(diǎn)穿起來就會(huì)使相關(guān)內(nèi)容更清晰了。例如:
減數(shù)分裂學(xué)習(xí)中,通過模型構(gòu)建,能幫助學(xué)生完成對(duì)減數(shù)分裂本質(zhì)的認(rèn)識(shí),同時(shí)對(duì)于三維目標(biāo)的完成也起到了促進(jìn)作用。高中生物教材中除細(xì)胞分裂外,還有很多模塊都涉及模型構(gòu)建方法的應(yīng)用,如真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、血糖平衡調(diào)節(jié)模型、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及能量流動(dòng)模型等。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)注重對(duì)模型的各個(gè)環(huán)節(jié)予以優(yōu)化、創(chuàng)新,充分發(fā)揮模型構(gòu)建方法在生物學(xué)教學(xué)中的獨(dú)特作用。
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(江蘇省邳州市炮車中學(xué))