基于实验教学构建生物核心概念

朱红艳

【摘要】通过“减数分裂中的染色体行为”一课的教学尝试，在课堂上通过观察实验和模型制作活动来构建减数分裂的核心概念。从分析教学现状入手，结合实际课堂案例，阐述实验教学辅助概念教学的重要性和必要性。

【关键词】高中生物教学 概念教学 实验教学

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）39-0096-02

《普通高中生物课程标准（实验）》明确指出：“高中生物课程是以提高学生科学素养为宗旨。”高中生物学概念是高中生物学科结构中最基础和最重要的组成部分，提高生物概念教学的有效性是高中生物教学的核心话题。因此教师在教学中可根据教学目标创设实验情境，让学生设计、观察、分析和实施相应实验，促进概念的形成和同化，帮助学生理解概念的本质。

一、高中生物核心素养的提出

高中生物核心素养具体表现在生命观念、理性思维、科学探究、社会责任四个方面。生物学是一门自然科学，与人们的日常生活、环境、工农业发展具有密切的联系，它以丰富多彩的自然现象和生物实验吸引着学生。随着内容的不断增多，生物学概念的抽象性不断增强，尤其是在接触细胞呼吸和光合作用等抽象内容的学习后，学生对生物的自我效能感逐渐降低。由此可见，高中生物学概念是学习的难点，是学生学好生物的瓶颈。

多年的教学实践活动，使我深感实验教学和概念教学相结合的重要性和必要性。通过实验事实为概念形成提供支撑，理清概念的内涵和外延，掌握概念的本质。现以浙科版必修2遗传与进化中《减数分裂中的染色体行为》内容为例，讲述实验教学在概念形成过程中的重要作用。

二、设计思路

《减数分裂中的染色体行为》这节课的核心概念为“同源染色体”、“减数分裂各时期的特点”、“同源染色体分离，非同源染色体自由组合”、“如何实现染色体数目减半”。在“同源染色体”概念教学中要让学生理解同源染色体的来源、特征和行为；在“减数分裂各时期的特点”教学中，将减数分裂分为减Ⅰ和减Ⅱ两次连续分裂，每次分裂又分为前、中、后、末四个时期，突出各个时期中染色体行为和数目变化，因为学生已具备细胞有丝分裂的知识，难度相对降低。通过精子形成过程的视频和减数分裂模型的制作，将这些抽象的概念以动态模拟和模型制作的形式直观地呈现给学生，生成相关的概念，并通过观察活动过程中染色体数目变化情况，得出“如何实现染色体数目的减半”的概念。

三、教学片段

教师播放减数分裂精子形成过程的视频，同时让学生思考：减数分裂过程中染色体复制了几次？细胞分裂了几次？最后形成了几个细胞？同时指导学生动手制作一个减数分裂的模型。

教师将全班分成若干组，每组的材料有红、蓝橡皮泥，一张白纸，4根2cm长的细铁丝。教师引导学生：减数分裂时DNA复制1次，我们如何来制作模型？学生思考并回答后，教师指导学生用橡皮泥制作2个蓝色和2个红色的橡皮泥长条，每个长5cm。再用同样的方法，制作2个蓝色和2个红色的橡皮泥长条，每个长8cm。接着把颜色和长度一样的两个橡皮泥并排放在一起，中部用一根細铁丝把它们扎起来，做成4个模型，至此，教师引导提问学生：该过程表示什么？学生根据已学的有丝分裂知识可以得出，减数分裂过程间期染色体的复制已完成，每条染色体模型上都由两条染色单体组成，但染色体数目不变。然后在一大张白纸上画一个足够大的纺锤体，使之能够容下学生所制作的4条染色体模型，教师播放视频MⅠ中期，提问：复制好的染色体又发生什么变化？接下去的模型怎么做？学生根据视频把两条5cm长的红蓝橡皮泥条放在一起，把2条8cm长的红蓝橡皮泥条放在一起，并且移动至纺锤体中心相垂直的平面上。老师加以引导得出“同源染色体”的概念。那染色体这样连在纺锤丝上的结果会怎样？学生抓住铁丝（着丝粒）分别拉向纺锤体相反的两极，移到两极后，减数第一次分裂完成。教师提问学生：减数第一次分裂时，同源染色体分离，姐妹染色单体未分离，那5cm和8cm的染色体怎么分配？学生通过模型的变化，摆出两种组合，从而得出“同源染色体分离，同时，非同源染色体自由组合”的概念。教师把MⅠ过程的图片呈现给学生，让学生总结MⅠ的主要变化，从而理解MⅠ各时期的特点和同源染色体的概念。

完成MⅠ模型制作后，教师可引导学生根据所画的染色体简笔画，推测MⅡ发生了什么变化？（播放视频）然后指导学生在白纸上再画两个纺锤体，以第一次分裂中的纺锤体的每一极为中心，且与第一个纺锤体垂直，把每一极的染色体排列在新纺锤体的赤道面上，解开每个染色体上的“着丝粒”，抓住每一个染色单体原先“着丝粒”所在位置，把染色单体拉向纺锤体两极。学生通过比较，可以得出MⅡ时，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，并向两极移动。最后再教师提示，使学生通过观察和模型制作，完成了“MⅡ的主要变化是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离”的概念生成，并通过比较可以得出“减数第一次分裂时，同源染色体分离，导致细胞染色体数目减半”的核心概念。

通过上述活动，学生对《减数分裂中的染色体行为》这节课有了更直观，更深刻的认识，在实验的基础上通过归纳总结，最终得出结论，形成概念，既避免了死记硬背的灌输，又提高了学生的学习兴趣，增强了学习的实效性。

四、教学反思

在观看精子形成视频、制作减数分裂模型等实验活动过程中，让学生更加直观地认识抽象的生命活动现象和规律，强化对减数分裂过程和特点的理解，并在模型制作过程中最终形成对减数分裂的相对完整的认识。学生通过学习有丝分裂的知识，这既是学习减数分裂的基础，但也可能成为新概念形成的障碍，所以教师要重视探究性实验和教材中的经典实验，实现“做中学”，让学生真正从“背和听”中解脱出来，培养学生从实验中形成概念，这正是实验教学的初衷，不失为知识获取和能力培养的有效方法，提高学生生物科学素养，使其终身受益。通过实验教学，不仅使学生理解了生物核心概念的本质，更重要的是让学生学会了科学探究的一般方法，养成科学的态度和独立思考，创造性学习的能力。

参考文献：

[1]游隆信.生物学概念的教学策略[J].生物学教学2005，30（2）：46-47.

[2]罗银春.高中生物概念的教学方法讲究[D].天津：天津师范大学，2008-04-01.endprint