基于知识清单的生物复习教学模式的探索

吴志强　熊正和++郭兰兰　肖玲

减数分裂是有性生殖细胞的生成方式，是遗传的细胞学基础。处在一轮复习中的学生对减数分裂的过程已经模糊，教师如何唤醒学生的记忆，深化学生对染色体的行为、数目变化的理解，使他们区分精子与卵细胞的差异，建立与遗传规律、可遗传变异的纵向联系，笔者对此提供一种思路。学生通过学案导学自查缺漏，借助学生端微课视频激活记忆，补全知识碎片。教师通过问题串引导学生体会减数分裂过程中的逻辑美；指导学生课上构建物理模型，呈现遗传规律、可遗传变异在减数分裂中的过程；师生共同构建概念模型，以实现知识体系重组、加强知识之间的内在联系，构建新型知识网络。

1 教学目标

1.1 知识与能力目标

阐明减数分裂过程中染色体的变化规律；配子多样性的原因；构建减数分裂与遗传变异的关系。

1.2 过程与方法目标

通过微视频资源和学案自学，对减数分裂过程中染色体的行为变化等基础知识进行课前梳理，暴露知识缺漏，课上小组合作再逐一完成本节知识清单。利用构建物理模型活动，加深对减数分裂的认识，在交流讨论的基础上归纳和总结减数分裂与遗传和变异的关系。

1.3 情感、态度与价值观目标

通过从细胞水平上探讨生物的遗传和变异，认同“减数分裂既保证物种染色体数量稳定性也是生物遗传和变异的必要条件”这一科学观点，体会减数分裂过程中的逻辑美，理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。

2 教学重点和难点

依据考纲，将减数分裂过程中染色体的行为变化以及减数分裂过程实现染色体数目的减半过程确定为这节课的重点；配子多样性形成的原因、减数分裂与遗传变异的关系确定为本节课的难点。

3 教学流程设计

课前：学案自查，微课自学。课上：展示清单，确定目标；课堂活动按照清单顺序展开：梳理概念，制作染色体的模型；动手模拟减数分裂过程；列表比较精子和卵细胞的形成过程；从减数分裂的过程中总结配子多样性的原因；动手模拟减数分裂过程染色体的异常行为对配子的影响；领悟减数分裂的意义；知识回扣，课堂反馈；课堂小结，自构知识体系。

4 教学实践活动

4.1 课前教学准备

小组自学完成学案的第一部分“基础知识，自查缺漏”（如果遇到困难，打开资源包）。

资源包打开方式：利用学生端，点击作业平台，登录后，进入微课，进入下载界面就可以看见相关微课资源。

资源包使用说明：

① 如果你对精子形成过程有点陌生，请打开视频文件“（1）精子形成过程”；

② 如果你对卵细胞形成过程不熟悉，请打开视频文件“（2）卵细胞形成过程”；

③ 如果你对减数分裂过程中具体的特点不清楚，请打开视频文件“（3）减数分裂（精子和卵细胞形成过程）各时期具体特点详解”。

资源包视频内容说明：

（1） 精子形成过程：动画模拟某精原细胞（2N=16）进行减数分裂和变形过程形成精子的过程。

（2） 卵细胞形成过程：动画模拟某卵原细胞（2N=16）进行减数分裂形成卵细胞的过程。

（3） 减数分裂（精子和卵细胞形成过程）各时期具体特点详解：教师自制微课，详细讲解减数分裂的各时期染色体的行为、数目、位置的变化和特点，同时总结出减数分裂与有丝分裂的区别。

4.2 展示本节复习课的知识清单

依据考纲及学生自查结果，教师用多媒体展示本节复习课的知识清单。

清单1：减数分裂的基本概念辨析。

清单2：减数分裂过程中染色体行为和数量变化。

清单3：精子与卵细胞产生过程的比较。

清单4：动物形成配子多样性的原因。

清单5：异常配子的形成（减数分裂过程中基因和染色体的异常行为变化）。

清单6：减数分裂的意义。

4.3 教学活动

4.3.1 减数分裂的基本概念辨析

教师引导学生梳理减数分裂的概念、发生范围、场所、特点和结果，构建如下概念模型（图1）。

每位学生用剪刀、卡纸制作两对同源染色体的模型，依据模型说出着丝点、姐妹染色单体、非姐妹染色单体、同源染色体、非同源染色体和四分体。

4.3.2 减数分裂过程中染色体行为和数量变化

问题串导思：

① 如果自然界中的生物通过有丝分裂产生生殖细胞，并通过受精作用形成受精卵，那么n代以后子代中的染色体会有多少条？

② 动手操作中的两对同源染色体，如果随机的减半会有几种情况？

③ 如何保证染色体数目减半的同时，保证子细胞拥有一整套非同源染色体呢？

④ 减数第一次分裂形成的两个子细胞在染色体组成上是什么关系？

⑤ 减数第二次分裂形成的两个子细胞在染色体组成上是什么关系？

⑥ 次级精母细胞中有没有同源染色体？是一定没有同源染色体吗？

⑦ 正常情况下一次有丝分裂产生几个子细胞？产生几种？正常情况下一次减数分裂产生几个子细胞，几种？

教师引导学生依据染色体的行为、数目、位置区分不同时期的显微实物图，观看减数分裂视频，直观认识减数分裂过程。

4.3.3 精子与卵细胞产生过程的比较

教师展示精子形成过程和卵细胞形成过程的动画和模式图，直观地呈现出精子和卵细胞形成的区别，并列表比较（表1）。

4.3.4 动物形成配子多样性的原因

教师引导学生在每对同源染色体上分别标注等位基因A、a和B、b等大小写母学生摆出减数第一次分裂后期染色体的位置，两人一组总结出所有的摆法，得出基因分离定律和自由组合定律的实质，并得出配子多样性的主要原因。

教师引导学生在一对同源染色体上标注上两对等位基因A、a，Y、y，先模拟正常减数分裂形成配子的过程，再模拟同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换行为。学生自己得出配子的种类，总结出交叉互换对配子多样性的影响，指出由于染色质丝又细又长，这种现象在减数第一次分裂的前期时有发生。

4.3.5 异常配子的形成（减数分裂过程中基因和染色体的异常行为变化）

教师针对减数分裂过程中可能存在一些异常情况，提出问题：在减数分裂过程中，基因和染色体存在哪些异常行为变化？并引导学生利用模型依次构建以下所示的物理模型，分析异常配子的形成原因和结果。

① 基因突变：

在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，这种突变可以通过配子传递给下一代。没有发生基因突变的减数分裂产生的子细胞和发生减数分裂所产生的配子种类（图2）。学生根据图2总结基因突变后产生的配子种类。

在减数分裂过程中，伴随着染色体行为变化的异常，往往会引起配子中染色体数目的增减。在分析变化时，应考虑变化与减数第一次分裂有关，还是与减数第二次分裂有关。

② 染色体数目变异（减数第一次分裂异常）：

减数第一次分裂异常、减数第二次分裂正常产生的配子情况（图3）。

③ 染色体数目变异（减数第二次分裂异常）：

减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常产生配子的情况（图4）。

④ 染色体结构变异

减数分裂过程中发生易位产生配子的情况（图5）。

4.3.6 减数分裂的意义

小组讨论：减数分裂染色体数目为什么会减少一半？

师：从理论上讲，还有很多行为让染色体数目减半。比如，染色体不经过复制，染色体直接分开导致减半；染色体复制1次，分裂2次，这其中又可以分为先复制1次再连续分裂2次，或者是先分裂1次，再复制1次，再分裂1次等情况。

教师提出问题：减数分裂过程选择“先复制1次再连续分裂2次”这种减半方式的原因和意义是什么？

教师尝试从进化等角度引导学生理解减数分裂是从有丝分裂进化来的，因此保留了有丝分裂复制、分裂等特征；并强调正是因为减数分裂是从有丝分裂进化来的，因此保留了有丝分裂复制、分裂、出现染色体和纺锤体等特征，所以通常也认为减数分裂是一种特殊的有丝分裂。又因为先复制后分裂，同源染色体会联会而发生交叉互换，使基因发生自由组合，从而保证了遗传的稳定和变异的双重可能。

4.3.7 知识回扣，练习反馈（略）

减数分裂对生物的遗传和变异具有重要的意义，通过本课的复习，学生之间小组讨论，学生尝试自主构建减数分裂与遗传变异的关系图。教师通过展示、点拨、学生修改等方式完善关系图，从而帮助学生建立不同生物学事实、概念、原理和规律之间的关系，理清相关概念间的逻辑关系。

5 教学反思

本课例紧紧围绕减数分裂的同源染色体行为和减数分裂的过程展开，通过模型构建、问题串导思、多媒体视频演示，后期的课堂活动又不断的让学生输出、运用减数分裂染色体行为的知识，从而建立与可遗传变异、遗传规律的联系的同时强化了减数分裂这一核心概念，重点突出，针对性强，复习效率更高，适合基础较好的学生。

设计中，教师通过罗列学习清单确定复习目标，为学生加深理解减数分裂这一核心概念设计了一系列有序的课堂活动。学生通过分组讨论、物理模型重建过程、自主构建概念图等学习任务，调动一系列的思维活动去逐步理解、建构“减数分裂”这一核心概念。