RBL教学理念在减数分裂课堂教学中的应用

陈晓芸 林鸿生 朱慧 王桔红

摘 要 在减数分裂课堂教学中采用RBL教学理念，促使学生在掌握相关概念的基础上，借助模型探究模拟减数分裂过程，设计不同分裂方案，总结归纳减数分裂过程的特点和规律。从而激发学生勤于动手、敢于动脑，提升学生空间想象能力、思维能力，培养学生勤于动手、乐于探索的科学研究态度，实现生物学核心素养培养的目标。

关键词 减数分裂 RBL教学法

中图分类号：G424                                      文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.12.048

The Application of RBL Teaching Concept in Meiosis Classroom Teaching

CHEN Xiaoyun， LIN Hongsheng， ZHU Hui， WANG Juhong

（School of Food Engineering and Biotechnology， Hanshan Normal University， Chaozhou， Guangdong 521041）

Abstract The teaching concept of RBL is adopted in meiosis classroom teaching， it helps students master relevant concepts， explore the meiosis process simulated by using the model， design different splitting schemes， and summarize the rules of meiosis process. It also stimulates students to be diligent in the beginning， improves students' spatial imagination ability and thinking ability， cultivates students' diligence and willingness towards scientific research， so as to achieve the goal of cultivating biological core literacy.

Keywords meiosis; RBL teaching method

“减数分裂”在遗传学教学内容占着举足轻重的地位，因为减数分裂不仅是高等动植物有性生殖的方式，紧密联系着遗传学三大规律，还是细胞生物学、发育生物学、基因组学等学科的基础。在减数分裂方式中染色体复制一次，分裂两次，染色体有联会配对、交叉等复杂行为，涉及知识面比有丝分裂方式更广泛，如果单纯依靠教师在课堂用文字讲解，学生学后印象不够深刻，知识点衔接易出现断点。RBL（research-based learnling）教学理念是以探究性学习为基础的教学模式，能够更加有效结合学习、探究、实践等因素，体现以人为本，以学生为中心的原则，实现生物学核心素养培养的目标。因此，在减数分裂课堂教学适当引入RBL（research-based learnling）教學理念，促使学生较快掌握减数分裂基本定律，进而从减数分裂这一知识点衍生到多门学科，构建出多层次立体化知识体系。

1 教学目标

掌握减数分裂、同源染色体、联会、四分体的概念，学会分析不同时期染色体数量与形态的内在联系，理解分离和自由组合定律，了解生物遗传和进化的内因，培养学生自主探索、分析问题、解决问题的能力。

2 教学重点和难点

教学重点和难点均围绕在减数分裂各个主要时期染色体行为，譬如联会、分离、自由组合，以及染色体和DNA的数目变化特点。

3 教学方法

采用RBL方式即参与—引导—探究—总结，让学生初步掌握相关概念的基础上，借助自制模具演练减数分裂，模拟同源染色体是如何完成联会、分离、自由组合等特殊行为，设计不同分裂方案，总结归纳减数分裂过程的特点和规律。适时引入科学史上多位科学家对减数分裂现象研究事例，鼓励学生采用感知、质疑、探索、总结等科学研究方法，重温科学发现历程，学会从现象去探讨本质规律的方法。同时，运用多媒体课件动态展示有性生殖细胞如何形成配子的过程，把微观、抽象的片段串联成宏观、具体的过程。采用常见动植物材料，让学生自己动手制成减数分裂装片，通过第一手观察方式，激发自主学习兴趣，培养学生科学思维能力。

4 教学设计

4.1 结合有丝分裂的知识点导入新课

教师展示大自然中动植物生长发育繁殖的有趣视频，吸引学生注意力。再引入耳熟能详的俗语：种瓜得瓜、种豆得豆，开启关于物种的遗传机制探究旅程。教师引导学生复述有丝分裂方式是个体生长发育的主要方式，再设问：个体繁殖是否也是采用有丝分裂方式？会产生怎样的后果？学生回答：子代细胞的染色体会逐代加倍，无法保证物种的稳定性。

教师选择若干位研究遗传学科学家所发现与减数分裂有关的有趣现象，向学生一一陈述。首先，介绍遗传学说奠基人奥地利生物学家孟德尔（Gregor Johann Mendel）于1856-1864年间采用豌豆作为研究材料，连续统计子一代、子二代的花色，并以此植物性状结果提出遗传因子假说并初步验证基因分离与自由组合定律。其次，从细胞遗传学角度出发，讲述 1876年赫特维希在研究海胆卵受精作用时，发现受精后两个亲本细胞核具有合并的现象。此后，1888年施特斯伯格在研究被子植物体也发现两个亲本细胞核的合并现象，1883年比利时胚胎学家贝内登在观察马蛔虫配子时也发现动物配子的染色体数目减半，说明减数分裂方式在动物和植物界的统一性。

教师设问：子代从父本和母本继承两者的染色体，要想保持染色体数目稳定不变，生殖细胞染色体数目需要怎样的调整？

学生回答：生殖细胞染色体数目必须减半。

教师提示：那么请同学在所学有丝分裂知识的基础上进一步猜想减数分裂过程中染色体数目是何时、以哪种方式减半的？

4.2 学生制作染色体模型，自主探索减数分裂过程

提供硬纸板、彩色笔、剪刀、塑料钉等物品，为了操作简便，假设原始生殖细胞染色体数2n=4，指导学生制作一对较大染色体（分别涂上红色和黑色）和一对较小染色体（分别涂上红色和黑色）模型。教师指导学生按照每组两人的方式展开减数分裂模型探究活动，每位同学从两对染色体模型中随机抽取两个染色体。此时必须明确同源染色体的概念，即形状和大小相同，一个来自父方，另一个来自母方的染色体。教师协助学生根据颜色和大小来区分自制染色体模型中的同源染色体。提示：减数分裂所产生的每个子代细胞染色体数目减少一半，每个子代细胞所含染色体形态大小和数目保持不变。

提问：同源染色体分开发生在什么时候呢？姐妹染色单体分离是出现哪个时期呢？教师引领学生采用自制染色体模型大胆猜测两者分开方式，并选取部分学生上台演示他们的模拟过程，讨论不同方案得到的结果，找出最理想的方案，结合动植物减数分裂过程显微图片，进一步考证该方案是否符合实际情况。教师答疑：为何不是姐妹染色单体分离发生在第一次分裂，同源染色体分离发生在第二次分裂，这种方案容易出现基因分配的杂乱问题，也不符合基因调控机制，不利于遗传的稳定性。通过细致比较，学生得到结论：减数分裂过程是染色体复制 1 次，细胞分裂2 次 ，它们的顺序是：染色体复制—细胞分裂第1次（同源染色体分开）—细胞分裂第 2 次（姐妹染色体分开）。

4.3 分步研究减数分裂过程，归纳总结知识点

播放减数分裂动态模拟全过程，引导学生分步研究减数分裂几个重要时期。第一部分，是减数分裂I前期，因为前期I所处时间较长，染色体会逐步折叠、浓缩变短，并且出现同源染色体的配对以及非姐妹染色单体发生交换的现象，在前期I接近尾声时，还能见到染色体呈现如“8”“0”“V”“X”等特别有趣的形态。此时可以学生联系同源染色体、染色单体、四分体、联会、交叉互换等概念。第二部分，则是减数分裂I中期，配对的染色体较为整齐排列在赤道面上，纺锤体将同源染色体的着丝粒相连。提醒学生观察染色体的行为变化以及细胞的形态结构的特征。第三部分，讲解减数分裂I后期，同源染色体受纺锤体的牵引作用分别向细胞两级移动，值得强调的是染色体的着丝粒尚未分离，仍带有两条姐妹染色单体。点明同源染色体分离规律、非同源染色体自由组合规律。第四部分，减数分裂I末期，染色体移向两极后，汇集在一起并逐渐解旋。最后恢复到染色质状态，核仁、核膜重新形成，生成2个子细胞。第五部分，进入第二次减数分裂时期，此时染色体的分离方式与有丝分裂无差别，可以简单讲述。教师引导学生归纳各时期减数分裂特点与有丝分裂的区别，从而得出结论减数分裂是有丝分裂的一种特殊方式。采用简表形式总结归纳减数分裂过程中染色体、染色单体、DNA的数目变化规律，以及有丝分裂与减数分裂的异同点，从而将各个知识点简析明了。

4.4 采集动植物材料，动手制作减数分裂装片

实验课教学不仅能验证课堂理论知识，还能提高学生观察能力和动手能力，培养学生不畏艰辛、严谨求实的科学品质，倡导敢于质疑的科学精神。选择适当时机，组织学生到田间地头采集动植物材料，动物材料可以用蝗虫、蟋蟀等的精巢，植物材料可选用大葱花序、水稻、玉米、韭菜、鸭跖草等常见植物的花序，再经过一系列固定、染色、压片等步骤，让学生自己制作出减数分裂装片，并且找出一个或数个典型时期。教师可采用先进数码显微技术拍摄各个时期分裂图片，由学生自行编辑，加以文字说明，整理打印形成正式实验报告。

4.5课堂总结：明确减数分裂的四个知识点

（1）生物类别：有性生殖的生物;（2）器官和系统：精巢或者卵巢是发生减数分裂的场所;（3）分裂方式：属于一种特殊方式的有丝分裂，染色体只复制 1 次，细胞经过 2 次连续的分裂，染色体复制发生在间期，同源染色体分离、姐妹染色单体分开分别发生在减数第 1 次分裂、减数第 2 次分裂;（4）结果：由1 个性母细胞分裂形成 4 个子细胞，每个子细胞内的染色体数目比母细胞的染色体数目减少一半，最终形成成熟生殖细胞;（5）意义：染色体数目保持恒定是保持物种稳定性的基础;而减数分裂过程中性母细胞染色体发生分离、自由组合、连锁交换等行为，形成多种不同组合类型的单倍体细胞，再通过有性生殖使子代发生变异，为子代更好适应环境提供必要条件。因此，减数分裂不仅是保持生物繁衍稳定的重要方式，也是生物进化的内在动力。

在减数分裂课堂教学中引入RBL教学法，不僅将枯燥抽象的概念和规律以形象生动的新形式向学生展示，提供材料和模具让学生进行观察、实验、合作、讨论、调查、交流等活动，从而激发学生勤于动手、敢于动脑，有利于学生在知识基础、空间想象能力、思维能力等方面进一步提升，培养学生勤于动手、乐于探索的科学研究态度，加强团体合作精神，贴合当今提倡生物学核心素养培育的目标。

基金项目：广东省韩山师范学院2017年度教学改革项目“基于RBL教学理念遗传学实验教学改革与实践”，2017HJGGDJY021;2018年广东省高等教育教学改革项目“中学生物学教学名师与生物科学（师范）专业的有机衔接”，389;广东省韩山师范学院2018年度校级基础教育研究项目“院校新联合背景下中学生物探究式教学与课程资源开发研究”，ZD201805

参考文献

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