基于模型建構(gòu)的高中生物學(xué)概念教學(xué)實(shí)例

鄭學(xué)項(xiàng)

摘要通過模型建構(gòu)的方式模擬染色體組的形為變化，采用觀察思考、類比分析、問題引導(dǎo)、合作探究、模擬建構(gòu)的方式將核心素養(yǎng)的四個(gè)方面落實(shí)到課堂教學(xué)中。

關(guān)鍵詞模型建構(gòu) 概念教學(xué) 染色體組

1教材分析和設(shè)計(jì)思路

本節(jié)為人教版必修二第五章第二節(jié)內(nèi)容，是在學(xué)習(xí)了有絲分裂、減數(shù)分裂和基因突變等知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步概述生物體因染色體發(fā)生變異而產(chǎn)生的影響，是落實(shí)必修二模塊中遺傳這一核心概念的進(jìn)一步延伸，同時(shí)也是解釋生物可遺傳變異的重要來源之一，在教材中具有承上啟下的作用。

本節(jié)主要包括染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目?jī)煞矫娴淖儺?，其中染色體數(shù)目的變異是本節(jié)的重點(diǎn)。教材中出現(xiàn)了染色體組、二倍體、多倍體、單倍體等概念，而染色體組則是本節(jié)的重要概念，是學(xué)習(xí)二倍體、多倍體及單倍體具體概念的基礎(chǔ)所在。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了同源染色體和非同源染色體、基因在染色體上以及基因突變與重組的知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于染色體及其行為的變化，學(xué)生雖己具備了一定的分析能力，但對(duì)于染色體組及二倍體、多倍體和單倍體概念之間的相互聯(lián)系，在理解上還存在一定的困難。為此，本節(jié)課通過引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)染色體組這一重要概念模型來突破教學(xué)難點(diǎn)，把抽象問題具體化、形象化，充分尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在步步推進(jìn)、層層透析的方式中引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，使學(xué)生產(chǎn)生思考、展現(xiàn)自我，促進(jìn)學(xué)生理性思維的培養(yǎng)與形成。同時(shí)，在合作探究、模擬建構(gòu)的活動(dòng)中，逐步培養(yǎng)學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)分享的社會(huì)責(zé)任感。

2教學(xué)目標(biāo)

（1）閱讀“分析資料”，能說出染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型；通過建構(gòu)概念模型能解釋染色體數(shù)目變異及其之間的聯(lián)系。

（2）能利用教具建構(gòu)概念模型，在建構(gòu)中增強(qiáng)動(dòng)手思考、溝通交流、合作探究的能力，促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展。

（3）認(rèn)識(shí)染色體變異的相關(guān)知識(shí)，了解因染色體變異而引起的疾病，樹立正確的疾病觀、生命觀并培養(yǎng)關(guān)愛生命、積極探索生命奧秘的社會(huì)責(zé)任感。

3教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：染色體數(shù)目的變異。

教學(xué)難點(diǎn)：建構(gòu)染色體組、二倍體、多倍體和單倍體概念模型及其之間的聯(lián)系。

4教學(xué)過程

4.1情景引入、產(chǎn)生質(zhì)疑、引發(fā)關(guān)注

教師播放舟舟指揮演奏的一段視頻，并提出問題：這一段音樂好聽嗎？如果說視頻中指揮樂隊(duì)演奏出如此好聽音樂的是一位智力只相當(dāng)于幾歲小孩，先天性愚型的患者，你們相信嗎？

學(xué)生有的說相信，有的說不相信，有的說不清楚……（學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑，引起關(guān)注）

教師：視頻中的指揮確實(shí)是一位先天性愚型患者，同學(xué)們，你們對(duì)先天性愚型這種疾病了解多少？是什么原因引起的？

學(xué)生利用學(xué)過知識(shí)簡(jiǎn)要說出對(duì)先天性愚型的認(rèn)識(shí)。但學(xué)生解釋得不清楚。

教師綜合學(xué)生所說，由此引出染色體變異這一概念，為下面展開教學(xué)做好鋪墊。

設(shè)計(jì)意圖：通過觀看視頻，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑問：這位智力只相當(dāng)于幾歲小孩的先天性愚型患者是如何指揮樂隊(duì)演奏的？這類疾病的病因是什么？這些問題會(huì)吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。

4.2閱讀教材，建構(gòu)基本概念

教師引導(dǎo)學(xué)生閱教材P85～P86的資料分析，自主歸納出染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型并完成內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過閱讀教材，可較容易自主歸納出染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型。結(jié)合生活中的事例，教師出示生活中四則因染色體結(jié)構(gòu)變異而導(dǎo)致的疾病，分別由學(xué)生采取連線的方式將疾病與染色體結(jié)構(gòu)變異的類型一一對(duì)應(yīng)，形成對(duì)染色體結(jié)構(gòu)變異的四種基本概念的建構(gòu)。教師提出問題：為什么染色體結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致生物性狀的變異？

4.3建構(gòu)知識(shí)體系，形成重要概念

教師提出問題：從染色體數(shù)量的角度觀察圖中所示患者的染色體核型圖與正常人的染色體有何不同？

學(xué)生觀察思考指出圖中患者的染色體核型與正常人的不同之處。

接著，教師要求一名學(xué)生上講臺(tái)利用教具擺出雌雄果蠅配子染色體組成圖。

教師提出問題：觀察配子細(xì)胞中的染色體，與原來相比，不同之處在哪里？同源染色體能否擺在同一組內(nèi)？為什么？

學(xué)生組內(nèi)討論并回答問題。

教師歸納點(diǎn)評(píng)，從而引申出染色體組概念。

如何讓學(xué)生更深入地理解染色體組這一重要概念？教師可利用人的雙手做比喻：讓學(xué)生伸出雙手，假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)二倍體，左右手上的五根手指分別表示來自父方和母方的五條染色體。左手和右手上的兩個(gè)拇指或其他同名指表示一對(duì)同源染色體。并提出問題：此時(shí)，雙手共有幾對(duì)同源染色體？你是如何定義同源染色體的？學(xué)生觀察思考后，從雙手中兩個(gè)拇指的直觀表象的演示中就很容易理解了同源染色體的概念。接著，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生觀察思考：左右各五根手指分別表示同源染色體彼此分離，左手上的五根手指代表一個(gè)染色體組，右手也是為一個(gè)染色體組，那么，左手與右手的染色體組對(duì)比，有何特點(diǎn)？

學(xué)生通過觀察雙手中手指的形狀與大小領(lǐng)悟出染色體組的概念及特點(diǎn)，很好地完成了染色體這一重要概念的建構(gòu)。

設(shè)計(jì)意圖：染色體變異除了結(jié)構(gòu)變異外，還存在數(shù)目上的變異，學(xué)生通過觀察圖示、思考，可得出染色體數(shù)目的變異的第一種類型：個(gè)別染色體數(shù)目的增減。接著，由學(xué)生利用教具自行擺出雌雄果蠅配子染色體組成圖，教師拋出問題：不同之處在哪里？還能有別的擺法嗎？針對(duì)問題，學(xué)生先觀察然后小組探討。在探討中，學(xué)生會(huì)形成不同的觀點(diǎn)，教師分別巡視各組，收集不同答案，然后選取不同答案的學(xué)生回答問題，在不同答案的表述中引發(fā)學(xué)生之間的探討與交流。最后，教師歸納小結(jié)，使學(xué)生統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，借此引申出染色體組的概念，使學(xué)生完成重要概念的建構(gòu)，培養(yǎng)科學(xué)思維。

4.4利用教具自主建構(gòu)，突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維

各小組利用信封里的材料擺出染色體組成，并說明染色體組的數(shù)量及這些染色體組與多倍體的聯(lián)系。

小組展示并說明，教師點(diǎn)評(píng)。

設(shè)計(jì)意圖：利用教具，學(xué)生自主建構(gòu)出不同的染色體組成。教具中的材料與數(shù)量全都是一樣的，學(xué)生利用已有的材料，按照自己的理解，采取組內(nèi)合作的形式共同建構(gòu)出不同的染色體組成，并說明染色體組的數(shù)量及這些染色體組與多倍體的聯(lián)系。在建構(gòu)中，面對(duì)同一概念的建構(gòu)，不同的學(xué)生具有不同的“想法”，往往會(huì)出現(xiàn)一些“奇思妙想”，而這正是課堂上很有價(jià)值的“閃亮點(diǎn)”。教師要善于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，利用課堂中的“閃亮點(diǎn)”積極引導(dǎo)學(xué)生，利用學(xué)生建構(gòu)出來的“作品”進(jìn)行針對(duì)性的點(diǎn)評(píng)，充分相信學(xué)生、依靠學(xué)生、發(fā)動(dòng)學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)展創(chuàng)造性思維，突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，教師引出二倍體及多倍體概念。

4.5學(xué)以致用，當(dāng)堂檢測(cè)（略）

設(shè)計(jì)意圖：經(jīng)過以上學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于本節(jié)重要概念染色體組已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)。對(duì)此，教師可以精選出有針對(duì)性的習(xí)題來檢測(cè)學(xué)生的掌握程度并做出綜合性的點(diǎn)評(píng)。這樣既可以加深學(xué)生的理解，也可使學(xué)生學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移。

4.6巧設(shè)疑點(diǎn)，引發(fā)分岐

教師擺出雄果蠅配子染色體組成圖，提問：如果這個(gè)果蠅是由配子直接發(fā)育而來的，那么這個(gè)果蠅有幾個(gè)染色體組？（1個(gè)）是幾倍體？（單倍體）

教師再次展示某六倍體植物染色體組成圖，提問：這個(gè)植物是幾倍體？（六倍體）產(chǎn)生的配子有幾個(gè)染色體組？（3個(gè)）那么由這配子直接發(fā)育而來的個(gè)體是幾倍體？（有的說是單倍體，有的則說是三倍體）

學(xué)生出現(xiàn)不同答案，產(chǎn)生分岐。小組內(nèi)交流合作探討，解決問題。學(xué)生回答，教師點(diǎn)評(píng)。

設(shè)計(jì)意圖：為了引出單倍體這一概念，在學(xué)生學(xué)習(xí)了染色體組的基礎(chǔ)上，針對(duì)單倍體與多倍體概念的不同點(diǎn)，教師先利用教具擺出雄果蠅配子的染色體組成圖，學(xué)生大多都能理解此時(shí)雄果蠅配子的染色體組是幾倍體。但當(dāng)教師再次展示某六倍體植物染色體組成圖時(shí)，針對(duì)問題，學(xué)生就有了不同的答案。為此，在教師有意識(shí)地引導(dǎo)下，學(xué)生產(chǎn)生分歧，經(jīng)小組合作探討，教師收集不同答案后進(jìn)行綜合點(diǎn)評(píng)。這樣對(duì)于如何區(qū)別單倍體與多倍體，學(xué)生有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，加深理解，鞏固所學(xué)。

4.7歸納總結(jié)。提升認(rèn)識(shí)

各小組根據(jù)隨機(jī)分到的貼圖，推舉一名代表，采取拼圖的形式共同完成本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的歸納總結(jié)。

設(shè)計(jì)意圖：教師以概念圖的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)，提升認(rèn)識(shí)，完成建構(gòu)。

5教學(xué)反思

本節(jié)課通過模型構(gòu)建的方式，模擬染色體組的形為變化，引申出二倍體、多倍體和單倍體的概念及其之間的聯(lián)系。在建構(gòu)概念模型的過程中，教師采取觀察思考、類比分析、分組活動(dòng)的方式，讓學(xué)生明確染色體變異的類型，利用教具、創(chuàng)設(shè)的情景及問題，一步步建構(gòu)、修正和補(bǔ)充完善概念模型。在這個(gè)過程中，學(xué)生對(duì)染色體結(jié)構(gòu)變異的認(rèn)識(shí)層層深入，步步推進(jìn)，對(duì)以染色體組為代表的重要概念及其之間的聯(lián)系越來越清晰明了，最后以小組貼圖的形式共同完成知識(shí)點(diǎn)的概括總結(jié)，多維度、多層次地促進(jìn)了認(rèn)知的發(fā)展與理性思維的提升，從而較好地掌握了染色體組的二倍體、多倍體和單倍體等概念的學(xué)習(xí)。同時(shí)，本節(jié)內(nèi)容也促進(jìn)學(xué)生了解并關(guān)注有關(guān)人類染色體異常引起的疾病，樹立正確的疾病觀、生命觀，培養(yǎng)關(guān)愛生命、積極探索生命奧秘的社會(huì)責(zé)任感。