绘图教学策略的实践与思考——以“体细胞的分裂”为例

杨　谷

(贵州省六盘水市盘县第七中学，六盘水　553537)



绘图教学策略的实践与思考
——以“体细胞的分裂”为例

杨谷

(贵州省六盘水市盘县第七中学，六盘水553537)

本文以北师大版高中生物教材“体细胞的分裂”为例，尝试在高中生物课堂教学中运用绘图策略，帮助学生理解体细胞分裂的过程中染色体行为和数目的变化，引导学生主动学习，建构“体细胞分裂”的重要概念．

绘图策略实践体细胞分裂

学生绘图是指在教师的指导下,学生通过知识再现自主绘制生物简图,从而快速、形象地表达自己对生物结构、生物学过程的理解与感悟．绘图的重要特征是去繁就简，突出展示生物结构的主要特征和生物学过程的关键信息．

在体细胞分裂过程中，染色体行为和数目变化机制是高中生物的一个难点内容．因此，在教学过程中，组织学生开展绘图用图活动，能有效增进学生对有丝分裂过程中染色体行为和数目变化的理解．

一、教学实施过程

1.绘制细胞分裂简图

活动一：学生阅读课本第110页至第111页的内容并结合课本“图7-15植物细胞有丝分裂图解”理解植物细胞有丝分裂过程．

活动二：教师播放植物细胞有丝分裂动画，学生仔细观看细胞分裂过程图(图1)．

活动三：学生独立完成植物细胞分裂过程示意图—先组内交流—然后组间交流评价—最后学生把自己绘制的细胞分裂过程图利用展台向全班同学展示，并描述植物细胞分裂的过程(具体以染色体组为2N=4的高等植物为例，要求所绘制的图像必须包含各时期染色体的行为和数目)．

图1　 植物细胞有丝分裂图

活动四：为了让学生进一步理解植物有丝分裂过程，同时也为了提高学生动手能力．让学生以小组为单位利用手中的资源用拼图的方式演示染色体的变化过程，突出染色体的数目变化．

活动五：教师播放动物细胞有丝分裂过程动画，学生仔细观察并动手绘出动物细胞有丝分裂图(图2)，同时找出动植物细胞有丝分裂的异同(要求学生能够把图像转化为文字描述)．

图2　 动物细胞有丝分裂过程图

项目植物细胞动物细胞前期:纺锤体形成发生不同从细胞两极发出纺锤丝形成梭形的纺锤体两组中心粒在细胞两极发出星射线形成纺锤体末期:细胞的分裂方式不同细胞板从中央向四周扩展,将一个细胞分裂成两个细胞细胞膜从中部向内凹陷,将一个细胞溢裂成两个细胞参与的细胞器不同末期:高尔基体参与细胞壁的形成;低等植物中心粒形成纺锤体前期:中心粒发出星射线形成纺锤体相同点间期:都进行DNA分子的复制和蛋白质的合成,细胞有适度的生长,参与的细胞器都是核糖体、线粒体;染色体都在间期复制,后期平均分配到两个子细胞中,保持了亲子代之间遗传性状的稳定性

2.绘制染色体数目变化和DNA含量变化的曲线图

教师组织学生根据上述细胞分裂简图,绘制出体细胞形成过程中染色体变化曲线图和核DNA含量变化曲线图[要求学生绘出以4条染色体为例的变化曲线图(图3),再绘出2N条染色体的变化曲线图(图4),这样更利于学生理解]．

图3

图4

3.细胞分裂图和曲线图的应用

(1)图5是对动物细胞有丝分裂时染色体数、染色单体数、DNA数的统计图．

图5

下列解释肯定不正确的是()．

A．①可以用于表示细胞分裂的前期

B．①时的染色体螺旋化程度可能最高

C．间期用②表示最恰当

D．③表示细胞分裂完成

运用手工绘图，首先判断出染色体数(a)、染色单体数(b)、DNA数(c)，DNA在间期复制后加倍，染色体数量不变，出现染色单体．直到后期，随着着丝点一分为二，染色单体消失，染色体数加倍．①可能是前期和中期(染色体螺旋化程度最高，染色体最清晰)，②的情况是不可能存在的，染色体数与DNA数相等时，染色单体数应为0．③染色体数与DNA数相同又没有染色单体，表示细胞分裂完成．答案为C．

(2)下面两图是有关细胞分裂的问题，其中图6表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化，请据图回答下列问题：

图6

①图6中AB段形成的原因是______________.该过程发生在细胞分裂间期的______________期，图6中CD段形成的原因是______________.

②图7中______________细胞处于图6中的BC段．

图7

③就图7乙分析可知，该细胞含______________条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为______________.该细胞处于________________分裂的______________期．

审题时，要特别注意纵坐标轴的含义是每条染色体DNA含量，而不是细胞中DNA含量，也不是细胞核中DNA的含量．从图中可见，在AB段，DNA进行复制．复制结果，染色体数不变，DNA数加倍．使得BC段的每条染色体中，DNA量是原来的二倍(每条染色体含两个DNA分子)．到分裂后期，着丝点分裂，一个染色体变为两个染色体，每个染色体中只有一个DNA．DE段中的每条染色体含一个DNA分子(此时无染色单体)．图7甲的一个染色体有一个DNA，乙图中一个染色体有两个DNA．若此曲线表示有丝分裂，BC段则表示前期和中期，DE段表示后期和末期．甲细胞中的着丝点已分裂，处于有丝分裂后期．乙图细胞的着丝点排在赤道板上，处于有丝分裂中期．参考答案：①DNA复制(也习惯叫染色体复制)，S，着丝点分裂；②乙；③8，1∶2，有丝分裂中．

为了遵循科学性,教材插图并没有“清晰”展示细胞染色体行为和数目变化，而利用绘图和贴图能更好理解和记忆细胞有丝分裂过程中染色体行为和数目变化．具体体现在：清晰展示了间期和末期染色体形态和数量，直观上帮助学生构建了染色质与染色体相互转化机制的知识，使学生对亲手绘制产生的曲线印象更深刻，理解更到位．

二、教学反思

美国教育家苏娜丹戴克说：“告诉我，我会忘记，做给我看，我会忘记，让我参加，我就会完全理解．”教师播放染色体变化的动画，学生通过观察和动手，用贴图模拟染色体的行为和数目变化，并绘出过程图．学生亲自动手，亲身参与，深刻理解了染色体复制和均分的这种变化，使得新细胞与原细胞所含的遗传物质是一样的，同时也提高了学生对细胞分裂相关综合性问题的应用．

1.主动构建 ，发展自主思维

构建主义学习论认为，知识不完全是通过教师传授获得，而是学习者在一定的情境下通过意义建构的方式获得．与传统教学相比，绘图用图过程需要学生主动参与，变被动为主动，突显主动建构的教学思想．

2.重复阅读，实现长时记忆

德国心理学家艾宾浩斯对遗忘进行研究时，发现短时记忆容易忘记，而重复可以阻止短时记忆遗忘，进而促使长时记忆的形成．在多媒体动画动态演示突破“体细胞分裂过程中，染色体行为和数目的变化规律”这一难点产生短时记忆的基础上，学生自主绘图、贴图，促进学生长时记忆的形成，进而加强对相关知识的应用．

3.建模用模，促进信息的编码和提取

模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达．“突显染色体行为和数目变化的细胞分裂简图”是一种生物模型．“细胞有丝分裂过程中染色体和核DNA含量变化的曲线图”则是一种数学模型，学生自主绘制细胞分裂简图和染色体数目和核DNA含量变化的曲线图是一个构建模型的过程．通过绘制细胞分裂简图和曲线图，即构建模型过程，能激发学生自主提取和处理知识，实现信息编码．而适当编码的信息容易被提取和灵活应用．

综上所述，绘图策略用于突破细胞分裂过程中的难点，能激发学生积极自主地提取和处理课本中的信息，成为知识的主动构建者，获取知识和运用知识的能力得到显著提高．通过绘图用图活动，能帮助学生建构知识网络，消除思维障碍，整合知识结构，使原来零碎的知识系统化，记忆灵活化，应用熟练化，进而提高了学生从整体上理解和应用知识的能力．

[1]祖晶.心理学基础[M].北京：教育科学出版社，2002:102-104.

[2]徐崇文.学习理论与学习潜能开发中小学教师读本[M].上海三联书店，2006.