基于知識清單的生物復習教學模式的探索

吳志強　熊正和++郭蘭蘭　肖玲

減數(shù)分裂是有性生殖細胞的生成方式，是遺傳的細胞學基礎(chǔ)。處在一輪復習中的學生對減數(shù)分裂的過程已經(jīng)模糊，教師如何喚醒學生的記憶，深化學生對染色體的行為、數(shù)目變化的理解，使他們區(qū)分精子與卵細胞的差異，建立與遺傳規(guī)律、可遺傳變異的縱向聯(lián)系，筆者對此提供一種思路。學生通過學案導學自查缺漏，借助學生端微課視頻激活記憶，補全知識碎片。教師通過問題串引導學生體會減數(shù)分裂過程中的邏輯美；指導學生課上構(gòu)建物理模型，呈現(xiàn)遺傳規(guī)律、可遺傳變異在減數(shù)分裂中的過程；師生共同構(gòu)建概念模型，以實現(xiàn)知識體系重組、加強知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建新型知識網(wǎng)絡(luò)。

1 教學目標

1.1 知識與能力目標

闡明減數(shù)分裂過程中染色體的變化規(guī)律；配子多樣性的原因；構(gòu)建減數(shù)分裂與遺傳變異的關(guān)系。

1.2 過程與方法目標

通過微視頻資源和學案自學，對減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化等基礎(chǔ)知識進行課前梳理，暴露知識缺漏，課上小組合作再逐一完成本節(jié)知識清單。利用構(gòu)建物理模型活動，加深對減數(shù)分裂的認識，在交流討論的基礎(chǔ)上歸納和總結(jié)減數(shù)分裂與遺傳和變異的關(guān)系。

1.3 情感、態(tài)度與價值觀目標

通過從細胞水平上探討生物的遺傳和變異，認同“減數(shù)分裂既保證物種染色體數(shù)量穩(wěn)定性也是生物遺傳和變異的必要條件”這一科學觀點，體會減數(shù)分裂過程中的邏輯美，理解所列知識和其他相關(guān)知識之間的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復雜的情景中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。

2 教學重點和難點

依據(jù)考綱，將減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化以及減數(shù)分裂過程實現(xiàn)染色體數(shù)目的減半過程確定為這節(jié)課的重點；配子多樣性形成的原因、減數(shù)分裂與遺傳變異的關(guān)系確定為本節(jié)課的難點。

3 教學流程設(shè)計

課前：學案自查，微課自學。課上：展示清單，確定目標；課堂活動按照清單順序展開：梳理概念，制作染色體的模型；動手模擬減數(shù)分裂過程；列表比較精子和卵細胞的形成過程；從減數(shù)分裂的過程中總結(jié)配子多樣性的原因；動手模擬減數(shù)分裂過程染色體的異常行為對配子的影響；領(lǐng)悟減數(shù)分裂的意義；知識回扣，課堂反饋；課堂小結(jié)，自構(gòu)知識體系。

4 教學實踐活動

4.1 課前教學準備

小組自學完成學案的第一部分“基礎(chǔ)知識，自查缺漏”（如果遇到困難，打開資源包）。

資源包打開方式：利用學生端，點擊作業(yè)平臺，登錄后，進入微課，進入下載界面就可以看見相關(guān)微課資源。

資源包使用說明：

① 如果你對精子形成過程有點陌生，請打開視頻文件“（1）精子形成過程”；

② 如果你對卵細胞形成過程不熟悉，請打開視頻文件“（2）卵細胞形成過程”；

③ 如果你對減數(shù)分裂過程中具體的特點不清楚，請打開視頻文件“（3）減數(shù)分裂（精子和卵細胞形成過程）各時期具體特點詳解”。

資源包視頻內(nèi)容說明：

（1） 精子形成過程：動畫模擬某精原細胞（2N=16）進行減數(shù)分裂和變形過程形成精子的過程。

（2） 卵細胞形成過程：動畫模擬某卵原細胞（2N=16）進行減數(shù)分裂形成卵細胞的過程。

（3） 減數(shù)分裂（精子和卵細胞形成過程）各時期具體特點詳解：教師自制微課，詳細講解減數(shù)分裂的各時期染色體的行為、數(shù)目、位置的變化和特點，同時總結(jié)出減數(shù)分裂與有絲分裂的區(qū)別。

4.2 展示本節(jié)復習課的知識清單

依據(jù)考綱及學生自查結(jié)果，教師用多媒體展示本節(jié)復習課的知識清單。

清單1：減數(shù)分裂的基本概念辨析。

清單2：減數(shù)分裂過程中染色體行為和數(shù)量變化。

清單3：精子與卵細胞產(chǎn)生過程的比較。

清單4：動物形成配子多樣性的原因。

清單5：異常配子的形成（減數(shù)分裂過程中基因和染色體的異常行為變化）。

清單6：減數(shù)分裂的意義。

4.3 教學活動

4.3.1 減數(shù)分裂的基本概念辨析

教師引導學生梳理減數(shù)分裂的概念、發(fā)生范圍、場所、特點和結(jié)果，構(gòu)建如下概念模型（圖1）。

每位學生用剪刀、卡紙制作兩對同源染色體的模型，依據(jù)模型說出著絲點、姐妹染色單體、非姐妹染色單體、同源染色體、非同源染色體和四分體。

4.3.2 減數(shù)分裂過程中染色體行為和數(shù)量變化

問題串導思：

① 如果自然界中的生物通過有絲分裂產(chǎn)生生殖細胞，并通過受精作用形成受精卵，那么n代以后子代中的染色體會有多少條？

② 動手操作中的兩對同源染色體，如果隨機的減半會有幾種情況？

③ 如何保證染色體數(shù)目減半的同時，保證子細胞擁有一整套非同源染色體呢？

④ 減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細胞在染色體組成上是什么關(guān)系？

⑤ 減數(shù)第二次分裂形成的兩個子細胞在染色體組成上是什么關(guān)系？

⑥ 次級精母細胞中有沒有同源染色體？是一定沒有同源染色體嗎？

⑦ 正常情況下一次有絲分裂產(chǎn)生幾個子細胞？產(chǎn)生幾種？正常情況下一次減數(shù)分裂產(chǎn)生幾個子細胞，幾種？

教師引導學生依據(jù)染色體的行為、數(shù)目、位置區(qū)分不同時期的顯微實物圖，觀看減數(shù)分裂視頻，直觀認識減數(shù)分裂過程。

4.3.3 精子與卵細胞產(chǎn)生過程的比較

教師展示精子形成過程和卵細胞形成過程的動畫和模式圖，直觀地呈現(xiàn)出精子和卵細胞形成的區(qū)別，并列表比較（表1）。

4.3.4 動物形成配子多樣性的原因

教師引導學生在每對同源染色體上分別標注等位基因A、a和B、b等大小寫母學生擺出減數(shù)第一次分裂后期染色體的位置，兩人一組總結(jié)出所有的擺法，得出基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)，并得出配子多樣性的主要原因。

教師引導學生在一對同源染色體上標注上兩對等位基因A、a，Y、y，先模擬正常減數(shù)分裂形成配子的過程，再模擬同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換行為。學生自己得出配子的種類，總結(jié)出交叉互換對配子多樣性的影響，指出由于染色質(zhì)絲又細又長，這種現(xiàn)象在減數(shù)第一次分裂的前期時有發(fā)生。

4.3.5 異常配子的形成（減數(shù)分裂過程中基因和染色體的異常行為變化）

教師針對減數(shù)分裂過程中可能存在一些異常情況，提出問題：在減數(shù)分裂過程中，基因和染色體存在哪些異常行為變化？并引導學生利用模型依次構(gòu)建以下所示的物理模型，分析異常配子的形成原因和結(jié)果。

① 基因突變：

在減數(shù)第一次分裂前的間期，DNA分子復制過程中，如復制出現(xiàn)差錯，則會引起基因突變，這種突變可以通過配子傳遞給下一代。沒有發(fā)生基因突變的減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細胞和發(fā)生減數(shù)分裂所產(chǎn)生的配子種類（圖2）。學生根據(jù)圖2總結(jié)基因突變后產(chǎn)生的配子種類。

在減數(shù)分裂過程中，伴隨著染色體行為變化的異常，往往會引起配子中染色體數(shù)目的增減。在分析變化時，應(yīng)考慮變化與減數(shù)第一次分裂有關(guān)，還是與減數(shù)第二次分裂有關(guān)。

② 染色體數(shù)目變異（減數(shù)第一次分裂異常）：

減數(shù)第一次分裂異常、減數(shù)第二次分裂正常產(chǎn)生的配子情況（圖3）。

③ 染色體數(shù)目變異（減數(shù)第二次分裂異常）：

減數(shù)第一次分裂正常、減數(shù)第二次分裂異常產(chǎn)生配子的情況（圖4）。

④ 染色體結(jié)構(gòu)變異

減數(shù)分裂過程中發(fā)生易位產(chǎn)生配子的情況（圖5）。

4.3.6 減數(shù)分裂的意義

小組討論：減數(shù)分裂染色體數(shù)目為什么會減少一半？

師：從理論上講，還有很多行為讓染色體數(shù)目減半。比如，染色體不經(jīng)過復制，染色體直接分開導致減半；染色體復制1次，分裂2次，這其中又可以分為先復制1次再連續(xù)分裂2次，或者是先分裂1次，再復制1次，再分裂1次等情況。

教師提出問題：減數(shù)分裂過程選擇“先復制1次再連續(xù)分裂2次”這種減半方式的原因和意義是什么？

教師嘗試從進化等角度引導學生理解減數(shù)分裂是從有絲分裂進化來的，因此保留了有絲分裂復制、分裂等特征；并強調(diào)正是因為減數(shù)分裂是從有絲分裂進化來的，因此保留了有絲分裂復制、分裂、出現(xiàn)染色體和紡錘體等特征，所以通常也認為減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂。又因為先復制后分裂，同源染色體會聯(lián)會而發(fā)生交叉互換，使基因發(fā)生自由組合，從而保證了遺傳的穩(wěn)定和變異的雙重可能。

4.3.7 知識回扣，練習反饋（略）

減數(shù)分裂對生物的遺傳和變異具有重要的意義，通過本課的復習，學生之間小組討論，學生嘗試自主構(gòu)建減數(shù)分裂與遺傳變異的關(guān)系圖。教師通過展示、點撥、學生修改等方式完善關(guān)系圖，從而幫助學生建立不同生物學事實、概念、原理和規(guī)律之間的關(guān)系，理清相關(guān)概念間的邏輯關(guān)系。

5 教學反思

本課例緊緊圍繞減數(shù)分裂的同源染色體行為和減數(shù)分裂的過程展開，通過模型構(gòu)建、問題串導思、多媒體視頻演示，后期的課堂活動又不斷的讓學生輸出、運用減數(shù)分裂染色體行為的知識，從而建立與可遺傳變異、遺傳規(guī)律的聯(lián)系的同時強化了減數(shù)分裂這一核心概念，重點突出，針對性強，復習效率更高，適合基礎(chǔ)較好的學生。

設(shè)計中，教師通過羅列學習清單確定復習目標，為學生加深理解減數(shù)分裂這一核心概念設(shè)計了一系列有序的課堂活動。學生通過分組討論、物理模型重建過程、自主構(gòu)建概念圖等學習任務(wù)，調(diào)動一系列的思維活動去逐步理解、建構(gòu)“減數(shù)分裂”這一核心概念。