模型构建的有效性

李昕

一、教材分析

本节是人教版高中<生物>（必修本）第二册第二章第一节。是以精子、卵细胞的形成过程为例学习减数分裂。这节课的内容是在学生已掌握动物细胞结构和功能以及有丝分裂的基础上进行的，此外还与遗传学知识密切相关，特别是遗传规律、变异中的基因重组以及染色体组、多倍体、单倍体等内容都有非常密切的联系。由于本节课的内容是对有丝分裂的延伸和扩展，也是学习遗传学知识的基础，有着承前启后的作用。

二、教学目标

1.知识目标

理解减数分裂并描绘减数分裂过程中染色体的变化；

理解卵细胞的形成过程。

2.能力目标

能绘制减数分裂各个时期的染色体行为图；

能通过物理模型的演示过程掌握染色体变化规律，构建染色体变化的数学模型。

3.情感态度价值观目标

认同模型建构法对生物科学研究的价值；认同减数分裂过程中物质的规律性。

三、课堂教学实录

1.创设情境，引入对卵细胞的形成的学习

师：我们都知道，个体发育的起点是受精卵，而受精卵是由精子和卵细胞融合形成的，前面我们已经学习了减数分裂精子的形成过程，那么精子是怎样形成的？

生：一个精原细胞通过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞，再进行减数第二次分裂形成四个精子。

师：染色体的行为变化有哪些？

生：减数第一次分裂间期进行复制、前期同源染色体联会、后期分离、末期均分到两个次级精母细胞中，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离、末期均分到四个精子中。

师：非常好！那么接下来，我们来学习卵细胞的形成。

教学手段和方法：学生思考，作答。通过学生的回答呈现图像。

预期目标：引导学生回顾已学知识，激发学生学习兴趣。文字叙述结合图像的呈现，使抽象内容变直观，增强记忆效果。

2.学习卵细胞的形成过程

师：请同学们阅读课本19页相关内容，说出卵细胞的形成场所。

生：卵巢中。

师：在白板上用染色体模型演示卵细胞形成过程中染色体的行为变化，阐明各时期染色体行为特点。

师：减数第一次分裂、减数第二次分裂的实质是什么？

生：减数第一次分裂的实质是染色体的平均、精确分配；减数第二次分裂的实质是姐妹染色单体的分离。

师：一个卵原细胞进行减数分裂产生的子细胞的种类和数量情况是怎样的？

生：产生四个、两种子细胞。

教学手段和方法：模型法；演示法；讲授法

预期目标：利用教师制作的染色体实物模型帮助学生理解简述分裂中对于染色体这一微观的结构的行为变化，逐步击破理解上的困难。

3.比较精子与卵细胞形成过程异同

师：我们现在已经学习了减数分裂形成精子和卵细胞的过程，那么这两个过程有什么相同点和不同点呢？

生：相同点：染色体只复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目为原细胞中的一半。

不同点：①场所不一样，精子在睾丸中形成，卵细胞在卵巢中形成。②子细胞名称及数目不一样，一个精原细胞形成四个大小相同的精子，一个卵原细胞形成一个大的卵细胞和三个小的极体。③细胞质分裂情况不一样，精子形成过程中细胞质都是均等分裂的；卵细胞形成过程中初级卵母细胞核次级卵母细胞分裂不均等。④精子有变形过程，卵细胞没有。

师：回答的非常全面，虽然精子和卵细胞形成过程有不同点，但是整个过程中染色体的行为变化都是一样的，下面，我们一起讨论减数分裂过程中染色体、DNA、姐妹染色单体的变化规律是什么。

教学手段和方法：组织引导学生讨论

预期目标：联系旧知识，提供一个比较的对象，在比较中加深对减数分裂的认识。

4.减数分裂过程中染色体、DNA、姐妹染色单体的变化规律

师：请同学们以卵细胞形成过程为例，归纳每个细胞中染色体、DNA、染色单体的数目。

生：总结。

减Ⅰ间期、前期、中期、后期、末期（减Ⅱ前期）、中期、后期、末期，染色体数目分别为：4、4、4、4、2、2、2→4、2；

DNA数目分别为4→8、8、8、8、4、4、4、2；

染色单体数目分别为0→8、8、8、8、4、4、4→0、0.

师：大家尝试根据数字的变化找出相应的规律？

生：染色体的变化规律：复制后不加倍，随着丝点分裂而加倍，随细胞分裂而减半。

DNA：随复制而加倍，随细胞分裂而减半。

染色单体：随复制而出现，随细胞分裂而减半，随着丝点分裂而消失。

教学手段和方法：呈现卵细胞的形成过程图示；观看图像、同桌之间通过合作交流、归纳、总结出变化规律。

预期目标：解决本节课的难点；培养学生的归纳能力。

5.构建染色体、DNA、姐妹染色单体变化的数学模型——曲线图

师：总结的很全面。所有时期的数目都写出来了，我们可以进一步总结当细胞中染色体为2N时，每个细胞中染色体、DNA、染色单体的数目（抽象），请完成表格填写。

生：减Ⅰ间期、前期、中期、后期、末期（减Ⅱ前期）、中期、后期、末期，染色体数目分别为：2N、2N、2N、2N、N、N、2N、N；

DNA数目分别为：2N→4N、4N、4N、4N、2N、2N、2N、N；

染色单体数目分别为：0→4N、4N、4N、4N、2N、2N、0、0.

师：那么现在我们就可以根据数学上的描点绘图法，绘制出相应的曲线了。

生：绘制相应的曲线，注意时期和数目的对应。

教学手段和方法：学生自主绘制曲线。

预期目标：让数字与图像结合，使抽象的数字在直观的曲线中得以体现。

6.布置作业

（1）完成课后练习题。

（2）认真完成模型制作?——染色体行为变化模型。希望同学们能够动手、动脑协调配合，体会每一时期染色体的行为特点。

教学手段和方法：课内与课外结合。

预期目标：体现基础知识的准确运用。在运用中加深对基础知识的深层次理解。

四、教学反思

对于这节课的设计，首先我觉得比较成功的是用自己制作的染色体实物模型来演示减数分裂过程中染色体的动态的行为变化，在此过程中演示染色体的复制、DNA的复制加倍、姐妹染色单体的出现及分离、同源染色体的联会、分离和非同源染色体的自由组合等现象。学生的兴趣度高，也很容易理解和掌握相关知识。

另外在讲授完卵细胞的形成过程后，让学生自主完成精子和卵细胞形成过程的比较的表格，以提问的形式完成这一部分内容的处理，学生在回答时出现不完善的地方，教师正好可以借此来帮助学生更加规范的作答，从而培养学生严谨的思维。

最后，在总结染色体、DNA、染色单体的变化规律时，利用图示卵细胞的形成过程（一个细胞中四条染色体），让学生自己总结每个时期每个细胞中染色体、DNA、染色单体的数目（具体数字），然后总结变化规律。之后，以细胞中染色体为2N为例，归纳出每个时期每个细胞中染色体、DNA、染色单体的数目（抽象字母），完成从具体到抽象的过渡。然后学生完成曲线的绘制。

通过这样的课程设置，学生可以在轻松的分为中比较容易的掌握重难点内容，达到预期目标。