小组合作探究在《细胞的增殖》一课中的实践

赵建均

【内容摘要】该文以《细胞的增殖》一课为例，就小组合作学习模式在高中生物教学中的运用作一探索和实践，很好地实现了知识、能力、情感态度价值观三维教学目标。

【关键词】高中生物 合作学习 细胞有丝分裂

《普通高中生物课程标准（实验）》把“倡导探究性学习”作为课程的基本理念之一，并进一步强调：“倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。”据此，笔者在《细胞的增殖》一课教学中，尝试采用小组合作探究的学习方式，取得了很好的教学效果。

一、教材与学情分析

1.教材分析

《细胞的增殖》一节是高中生物的重难点内容之一，其核心概念是真核细胞的有丝分裂，其中有丝分裂各时期染色体行为和数目的变化，姐妹染色单体行为和数目的变化以及DNA数量的变化是这一节的重点，也是难点。本节内容是高中生物必修1《分子与细胞》中最后一章的第一节，既与前面学习的知识有密切联系，又为必修2《遗传与进化》打基础。所以，必须采用多种教学手段突出重难点内容进行学习，同时为《观察根尖分生组织细胞有丝分裂》实验作理论准备。

2.学情分析

学生经过前面的学习，对细胞的组成、结构、物质进出、能量供应等知识有了一个基本的了解，为学习《细胞的增殖》奠定了基础。学生经过多年的生物课堂教学改革实践，对自主、合作、探究性学习模式已初步适应。学生的知识积累和学习策略的适应为完成本课教学内容创造了有利条件。

二、教学模式设计

本课采用小组合作学习与探究性学习相结合的教学模式。课前笔者和生物兴趣小组成员一起运用剪纸技术，制作细胞和染色体等模型，并分发给每个合作学习小组。各组先利用模型完成导学案。课上利用剪纸模型、细胞分裂视频，以合作学习小组为单位围绕问题进行探究性学习，再通过交流，总结出真核细胞有丝分裂各期的特点、各期遗传物质的动态变化、植物细胞与动物细胞有丝分裂的异同、有丝分裂中遗传物质的数量变化。

三、教学过程与方法

1.小组合作探究植物细胞有丝分裂各期的特点

每个合作学习小组有一套剪纸模型，共8张，包括细胞间期（编号1-4）、细胞分裂前期（编号5）、中期（编号6）、后期（编号7）、末期（编号8）。教师边介绍细胞分裂各期的特点，边引导学生以1条染色体（质）为例逐步摆出植物细胞有丝分裂的剪纸模型，并将活动中的生成性教学资源及时反馈在黑板上，师生进行有针对性的讨论。

（1）细胞间期的特点：对照剪纸模型1-4归纳出该期特点：完成DNA复制和与细胞分裂相关蛋白质的合成，同时细胞有适度生长。细胞分裂间期是新的细胞周期的开始，细胞内部发生了复杂的变化，这为细胞分裂准备了物质条件。

【问题探究】染色体（质）加倍吗？笔者打了个比方：一个赤身的人代表一条DNA，衣服代表蛋白质，一个人穿着衣服就是一条染色体（质）。间期DNA复制后就变成两个赤身的连体人，DNA数目加倍了。因连体人连接在同一着丝点上，故不能独立运动，这代表间期虽然DNA已复制，但染色体（质）不加倍。

（2）细胞分裂前期的特点：对照剪纸模型5归纳出该期特点：两个消失与两个出现，即：核膜、核仁消失，染色体、纺锤体出现。教材上没有该剪纸模型内容，笔者补充的目的是想让学生体会“两个消失，两个出现”动态的过程：细胞核中出现染色体；核仁逐渐解体，核膜消失；纺锤体开始形成。细胞内的染色体位于纺锤体的中央。

【问题探究】为什么分裂间期看不到染色体，而前期就能看到？分裂间期DNA进行了复制，所以在间期姐妹染色单体就已存在，只不过由于间期呈染色质丝状态，所以看不见染色体的形态。到了前期，由于DNA 螺旋缠绕在一起，逐渐缩短变粗，形态越来越清楚。这时的一条染色体包括两条并列的具有共同着丝点的“姐妹染色单体”。

（3）细胞分裂中期的特点：对照剪纸模型6归纳出该期特点：纺锤体清晰可见，每条染色体的着丝点两侧都有纺锤丝附着，在纺锤丝的牵引下，染色体的着丝点排列在细胞的“赤道板”上。所以细胞分裂中期是观察染色体的最好时期。

【问题探究】什么是细胞的赤道板？剪纸模型中只有1条染色体，那么教材上是几条？（6条）。在细胞分裂中期这6条染色体的着丝点都排列在同一个平面上，为研究方便科学家把这个假设的平面称为赤道板。因为该平面在细胞上的位置相当于赤道在地球上的位置，故取名之。

（4）细胞分裂的后期的特点：对照剪纸模型7归纳出该期特点：着丝点分裂，一条染色体上的两条姐妹染色单体在纺锤丝的牵引下分裂成两条子染色体。细胞内的染色体数目增加了一倍。在同一个细胞内具有两套相同的染色体，两套染色体分别在纺锤丝的牵引之下向细胞的两端移动，达到细胞的两极。

【问题探究】染色体数目为什么加倍了？笔者和学生一起又回到前面的连体人比喻。连体人通过手术分开了，能独立运动了。

（5）细胞分裂的末期的特点：对照剪纸模型8归纳出该期特点：两个出现与两个消失。出现核膜、核仁，消失纺锤体、染色体。情况刚好与前期相反。

【问题探究】联系高尔基体的作用，想一想一个植物细胞是如何分为二个细胞的？在末期的前半段时间里，在赤道板的位置上出现了一个特殊结构——细胞板，与赤道板不同的是细胞板是一个实际存在的结构，其作用是把原来的一个细胞分隔成两个子细胞。细胞分裂完成后，细胞板就变成了两个子细胞间的细胞壁。

再让小组成员分别摆出含2条、4条或6条染色体的植物细胞有丝分裂各期的模型，一边摆模型一边尝试记住各期的特点（见表1），试用小口诀帮助记忆。这样就把抽象的知识转变成具体的模型，学生有了直观的感触，就能自主愉快地建构所学的知识。

表1：植物细胞有丝分裂各期特点

2.小组合作探究植物细胞与动物细胞有丝分裂的异同点

以4条染色质（体）为例，每个合作学习小组摆出动物细胞有丝分裂各期的剪纸模型。

【问题探究】动物细胞与植物细胞的有丝分裂有何异同？师生共同总结出表2内容。

表2：植物细胞与动物细胞有丝分裂的异同

3.小组合作探究遗传物质的动态变化过程

（1）观看细胞分裂的视频，结合剪纸模型，完成表3，理解细胞分裂各期中染色数目、DNA含量和姐妹染色单体数目的变化。

表3：细胞分裂各期遗传物质的动态变化

【问题探究】你得出什么规律？染色体的数目与着丝点数相同；DNA的数目与剪纸模型中摆放的线相同；姐妹染色单体与呈交叉状态的线数相同，不交叉就是0条。

（2）结合表3分别画出染色体、DNA、姐妹染色单体的变化曲线（见图1-3）。

【问题探究】还能画出每条染色体上的DNA变化曲线吗？

总之，本课的学习过程充分突出了学生的主体地位，学生利用剪纸模型，结合视频资源，通过自主合作探究性学习方式，意义建构了细胞有丝分裂的概念，深入理解了细胞有丝分裂各期的特点和遗传物质的动态变化过程，系统比较了动、植物细胞有丝分裂的异同，突出了重点，突破了难点，达成了“知识、能力、情感态度价值观”的三维教学目标。

【参考文献】

[1] 教育部. 普通高中生物课程标准（实验）[S]. 北京：人民教育出版社，2003.

（作者单位：江苏省苏州市陆慕高级中学）