学生活动驱动的“细胞的增殖”一节的教学设计

甄兆敏 付 鑫

(北京市十一学校 100039)

1 教材分析

“细胞的增殖”是人教版高中生物学教材《分子与细胞》第6章第1节的内容，主要包括细胞周期和真核细胞有丝分裂过程两大部分。学习“细胞的增殖”是学生理解生物个体生长、发育、繁殖的基础，是学习《遗传与进化》模块遗传学的细胞基础的重要前导知识。本节课教学内容较为复杂和抽象，传统讲授的教学策略不能有效提高学生的兴趣，简单的模式图像无法让学生体会有丝分裂动态的染色体行为。因此，利用“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验，以学生活动驱动课程内容的展开来突破重难点，利用问题串引发学生对有丝分裂意义的思考，帮助学生构建重要概念。

2 教学目标

2.1 知识目标 概述真核细胞有丝分裂的过程；说明细胞周期的概念和特点；总结细胞有丝分裂各典型时期的特征。

2.2 能力目标 使用显微镜观察洋葱根尖有丝分裂永久装片；获取图像信息，归纳细胞周期的特点。

2.3 情感态度与价值观目标 领悟生命的运动性；对事物发展变化过程中由量变到质变的转化等哲学问题有正确的认识。

3 教学过程

3.1 创设情境，展开活动 通过展示人的细胞总数，提问“人的细胞数目发生如此大的变化的原因是什么？”及“是否见过真实的细胞分裂？”引入教学内容，引发学生兴趣。布置学生活动：为学生提供洋葱根尖细胞有丝分裂永久装片，要求学生观察后推测哪些是细胞分裂的图像。以小组为单位进行观察和记录，对观察到的清晰图像进行照片拍摄，并命名。

学生由于对细胞的分裂过程并没有一个清晰的认识，因此在选择细胞图像时不能有效选取典型的染色体行为图像，但正是这一开放的任务可让不同组的学生对细胞分裂过程中观察到的染色体行为进行广泛讨论、碰撞。学生对照片的命名并不规范，但是大致会按照时间的顺序进行区分。因此学生需要以小组为单位，在细致的观察前提下，对细胞周期中以染色体行为为代表的细胞学现象进行概括和推理，得到清晰的逻辑事件时间轴。

3.2 统计分析，建立概念 将学生小组拍摄并命名的照片进行展示，并列出不同小组对挑选照片的时间排序，引发学生的讨论。以小组为单位，论述排序的理由及推理出的细胞分裂时序(图1)。

让学生在小组陈述的过程中，通过统计分析永久装片中不同细胞的形态、大小、染色体的行为，梳理出细胞有丝分裂过程中一条清晰的“动态变化过程”。但是，学生在排列细胞时相以及命名时，往往会暴露出一些错误概念。例如，①无法形成核膜解体的概念，认为装片观察中所看到的清晰范围一直是细胞核；②无法建立染色质与染色体之间形态变化的规律，认为装片中“团状物”和“丝状物”是两种不同的细胞结构。

教师在各组图像分析的基础之上，利用视频动画对“染色质高度螺旋化”“纺锤体的建立”等无法在实验观察中实现的微观动态过程予以展示，引导学生有针对性地实现错误概念的转化，建立完整的“细胞有丝分裂”的动态过程。

在有了各小组拍摄图像的“大数据”之后，利用Excel软件对不同细胞时期的细胞数目进行统计，明确洋葱根尖细胞一个细胞周期的大概时长，以及细胞周期不同时相的相对长短。从而令学生对进行有丝分裂的真核细胞一个细胞周期所发生时间及其特点有了更为形象的认识。

3.3 提问延伸，解释内涵 在明确真核细胞有丝分裂过程之后，教师展示同卵双胞胎的图片，引导学生对其产生原因的思考，并尝试解释同卵双胞胎形成的原因。这一过程需要完整的符合逻辑的问题串进行引导：①同卵双胞胎长相一模一样的原因是什么？②形成同卵双胞胎最初的两个细胞有何关系？③有丝分裂是否能够作为上述现象的一个解释？④为了保证子代细胞遗传物质的相同，有丝分裂需要在分裂之前完成什么事件？

通过问题串的引导，学生开始对“细胞周期分裂期前的物质准备工作”进行推理，并能够较为明确地提出“分裂前的时期需要进行遗传物质的精确复制”的结论。从而领悟有丝分裂重要的意义：将亲代细胞DNA进行复制，精确平均分配到两个子细胞中，实现亲代和子代保持遗传性状稳定的目的。这必然是生长发育、生命繁衍的重要基础。

图1 学生观察并命名的有丝分裂过程中细胞时相

3.4 总结归纳，知识提炼 在明确真核细胞有丝分裂过程与意义的基础上，教师下发学习材料，引领学生对有丝分裂过程进行回顾，画出以时间为横轴、以细胞中DNA/染色体/染色单体数目为纵轴的折线图，厘清学生对决定遗传性状的“染色体”“DNA”重要概念的辨析，并提出“染色单体”的概念，为减数分裂介绍交叉互换打下基础。

4 教学反思

本节课以学生活动驱动所有课堂内容的展开，充分发挥学生的主观能动性，并利用小组合作的学习方式，令学生经历实验观察、推理概括、统计分析等环节对新的学科知识进行提炼、归纳、概括、内化。另外，以学生实验出发的教学活动引入能够充分提起学生的学习兴趣，让学生在活动过程中进入教学情境。再者，利用问题串的形式引发学生的再思索，自主建构有丝分裂重要意义的科学概念，领悟本课时教学内容的内涵。这种以学生活动驱动的教学方式有效引导学生对科学概念进行构建，实现了教学重难点的突破。