减数分裂教学中模型建构的运用
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作者: 谢德娟
摘 要： 减数分裂过程中染色体的变化以其微观、动态、连续带来认知困难而成为教学的难点。本文作者在教学过程中尝试运用模型建构的方法进行探究式教学，在课堂上及时发现学生的问题，有的放矢地加以解决，变文字的抽象、静止为模型的直观、动态，突出了学生是学习的主体地位，课堂学习气氛浓郁，学生当堂能深刻理解同源染色体、联会、四分体的概念，掌握染色体的变化，与播放多媒体动画相比学生掌握知识更深刻牢固。
关键词： 减数分裂 染色体行为 模型建构
精子的形成过程是必修2第二章第一节《减数分裂和受精作用》这一节的教学重点，精子形成的减数分裂过程中染色体的变化以其微观、动态、连续带来认知困难而成为教学的难点。相关概念，如：同源染色体、姐妹染色单体、四分体、交叉互换等又比较微观而抽象，致使学生在脑海中难以勾勒出染色体的动态变化并对概念难以理解。一般在本节课的教学中，许多教师在攻克难点突出重点时，讲课都很卖力，课堂上口若悬河，怕讲不到学生就不会，但许多学生尤其是中等以下程度的学生在课堂上会听得如坠云雾，晕头转向。如何做到老师少讲，而学生在课堂上活跃起来，根据在有丝分裂中学到的知识去主动探究并体会减数分裂过程中染色体的数目和行为变化规律，加深理解，是课堂上要解决的问题。教材后面在受精作用中设有“建立减数分裂中染色体变化的模型”，我尝试将模型建构的内容与减数分裂的教学相整合，引导学生先探究，再讲解。学生在探究的过程中会遇到各种各样的情况，自然生成一系列问题，听课就会认真。而教师在活动中也可检查出学生出现的错误和困惑，讲解中就会有的放矢。这样不仅发挥了学生主动学习的热情，而且取得了很好的教学效果。以下是模型建构与减数分裂教学的整合过程。
在模型建构这一活动里，书中建议用橡皮泥做材料模拟染色体，我改用红、白两种颜色的纸条来代替，分别代表来自父方或母方的染色体，用图钉代表着丝粒，这样准备起来简单、方便，易于操作。
课堂上先引导学生回顾有丝分裂的知识，然后提出问题：人体细胞含46条染色体，由受精卵发育而来，受精卵由精子和卵细胞通过受精作用形成，精子和卵细胞应该各含23条染色体，有丝分裂所得细胞染色体数目不变，那么精子和卵细胞是通过哪种分裂方式形成的呢？引领学生推导精子与卵细胞的形成过程中不符合有丝分裂的特点，引出减数分裂的概念，接下来就可以运用模型建构的方法引导学生探究减数分裂（也就是精子形成）的具体过程。
在“建立减数分裂中染色体变化的模型”前，首先要求学生阅读课本内容，标出新概念，一定要使学生大体了解同源染色体、姐妹染色单体、联会、四分体这几个概念的内容，否则在后面的操作中会不知如何动手。内容阅读完，概念也了解了，这时学生的脑海中对精子的形成依然会是一个模糊、静态的认识。此时让学生的动手操作，建立减数分裂中染色体变化的模型，用直观形象的方法理解减数分裂的动态过程。在学生动手前我是这样介绍的：人体细胞内有46条染色体，其中23条来自父亲的精子，另外23条来自母亲的卵细胞，父亲23条染色体中的任意一条在来自母亲的染色体中都能找到大小、形态与之匹配的一条，这样的染色体叫做同源染色体。然后拿出已准备的红、白两色纸条，描述：我用两种颜色区分父方与母方的染色体，其中红色的纸条代表来自父方的染色体，白色的纸条代表来自母方的染色体，每种颜色长短各一条，怎样配在一起叫做同源染色体呢？学生回想同源染色体的特点，认识到红色长条与白色长条互为同源染色体，红色短条与白色短条也互为同源染色体，形象地理解了同源染色体的概念。接着假设：目前有一种生物的原始生殖细胞中含有4条染色体，应该用哪些纸条表示呢？学生能够想到：有两条来自父方，用红色的一长一短两张纸条代表；两条来自母方，用白色一长一短纸条代表。下面就是布置任务：在进行减数分裂形成精子的过程中，染色体的行为是怎样变化的呢？根据自己手上拿到的纸条，边阅读书中此部分内容及图片，边进行操作。注意以下问题：1.如何表示精原细胞中染色体的复制（图钉代表着丝粒）？2.如何表示联会现象？3.说明此过程中细胞名称和染色体数量的变化？4.一个精原细胞能形成几种精子？教师在教室巡视指导。
学生在自己动手操作的过程中出现了不少问题。有的同学把减数第一次分裂前期复制后的姐妹染色单体用不同颜色的纸条交叉来表示，说明没有掌握同源染色体和姐妹染色单体的含义，还有一部分同学在同源染色体配对时，把红色长纸条与白色短纸条放到了一起，说明只认识到同源染色体一条来自父方，一条来自母方，但没有记住他们的形态、大小相同，还有部分同学在减数第一次分裂中期，同源染色体的排列及分离上犯了糊涂。等学生的操作活动结束后，教师对发现的问题应一一进行指正，要再次强调同源染色体、姐妹染色单体、四分体、同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换的含义，这时很多同学就会豁然开朗。接下来，检验掌握情况，找一组同学用纸条在黑板上演示精子形成过程，并进行解说，其余小组纠错，从活动中可以看到学生的掌握程度、通过模型建构活动学生也较容易地理解了精子的多样性。
模型建构，以形象、动态的形式展现了染色体在减数分裂过程中的变化，并使概念易于理解。学生在动手操作的过程中，能暴露出不理解的地方。教师应及时了解学生情况，做到有的放矢。而学生在解决完疑惑后会产生一种豁然开朗的兴奋心情，更能牢固掌握本节知识。
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