摘 要 以綜合性較強(qiáng)的細(xì)胞分裂難題為例，闡述繪圖用圖教學(xué)策略的實(shí)施過(guò)程和應(yīng)用效果，并從理論上對(duì)繪圖用圖教學(xué)策略之所以能產(chǎn)生良好應(yīng)用效果進(jìn)行了分析思考。

關(guān)鍵詞 繪圖用圖 應(yīng)用效果 理論思考

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

手工繪圖是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)知識(shí)再現(xiàn)，用清晰、簡(jiǎn)潔的線條自主繪制生物簡(jiǎn)圖，從而快速、形象地表達(dá)自己對(duì)生物結(jié)構(gòu)、生物學(xué)過(guò)程的理解和感悟。手工繪圖的重要特征是去繁就簡(jiǎn)，突出展示生物結(jié)構(gòu)的主要特征和生物學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵信息。

在細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體行為和數(shù)目的變化機(jī)制是高中生物學(xué)科內(nèi)容體系中的一個(gè)核心知識(shí)。其試題，因其綜合性強(qiáng)而造成較大的難度。在教學(xué)中，組織學(xué)生開(kāi)展繪圖用圖活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主回顧有關(guān)知識(shí)，手工繪圖展示自己對(duì)細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體行為和數(shù)目的變化機(jī)制這一核心內(nèi)容的理解，能有效幫助學(xué)生突破這些難度較大的綜合性試題。

1 實(shí)施過(guò)程

1.1 繪制細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖和曲線圖

采用個(gè)體自主繪圖→小組合作，組間評(píng)價(jià)→班級(jí)交流與評(píng)價(jià)。具體以染色體組成為2N=4的高等動(dòng)物為例，要求所繪制的圖像必須① 包含各個(gè)時(shí)期染色體（或染色質(zhì)）的行為和數(shù)目，② 細(xì)胞質(zhì)是否均等分裂，③ 核膜是否存在，這三項(xiàng)內(nèi)容。繪制完成后，組織學(xué)生對(duì)細(xì)胞中的染色體（或染色質(zhì)）作數(shù)字標(biāo)記，其中1和3表示一對(duì)同源染色體，2和4表示另一對(duì)同源染色體，一條染色體的兩條姐妹染色單體用兩個(gè)相同數(shù)字表示。圖1、圖2和圖3分別是精細(xì)胞形成過(guò)程、卵細(xì)胞形成過(guò)程和體細(xì)胞形成過(guò)程的細(xì)胞簡(jiǎn)圖。若學(xué)生基礎(chǔ)較好，可以讓學(xué)生在白紙上直接繪制；若學(xué)生基礎(chǔ)欠好，可以采用教師繪制好部分時(shí)期的圖像，然后由學(xué)生補(bǔ)充完成其他時(shí)期的細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖。

教師必須向?qū)W生作強(qiáng)調(diào)三點(diǎn)說(shuō)明：圖1和圖2沒(méi)有表示出交叉互換過(guò)程，實(shí)際上減數(shù)第一次分裂前期（四分體時(shí)期）可能會(huì)發(fā)生交叉互換，只是發(fā)生的概率很?。婚g期和末期時(shí)染色體的數(shù)目實(shí)際上不可見(jiàn)。

1.2 繪制染色體數(shù)目變化和DNA含量變化曲線圖

教師組織學(xué)生根據(jù)上述細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖，繪制出體細(xì)胞形成過(guò)程中染色體數(shù)目變化曲線圖（圖4）和核DNA含量變化曲線圖（圖5）、精細(xì)胞形成過(guò)程中染色體數(shù)目變化曲線圖（圖6）和核DNA含量變化曲線圖（圖7）。

兩點(diǎn)說(shuō)明：①由于卵細(xì)胞形成過(guò)程中染色體數(shù)目變化和核DNA含量變化與精細(xì)胞形成過(guò)程類(lèi)似，在此不再贅述；②從有利于答題的角度考慮，組織學(xué)生繪圖時(shí)統(tǒng)一強(qiáng)調(diào)：對(duì)末期細(xì)胞中的染色體（或DNA）計(jì)數(shù)時(shí)，體細(xì)胞形成過(guò)程以每個(gè)細(xì)胞核為統(tǒng)計(jì)單位（圖4和圖5），精細(xì)胞形成過(guò)程以整個(gè)細(xì)胞為統(tǒng)計(jì)單位（圖6和圖7）。

2 運(yùn)用細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖和曲線圖

【例】 某研究小組從蛙的精巢中提取一些細(xì)胞，測(cè)定細(xì)胞中染色體數(shù)目（無(wú)突變發(fā)生），將這些細(xì)胞分為三組，每組的細(xì)胞數(shù)如圖8。從圖中所示結(jié)果分析不正確的是（ ）

A. 乙組細(xì)胞中有一部分可能正在進(jìn)行DNA復(fù)制

B. 丙組細(xì)胞中有一部分可能正在發(fā)生非同源染色體上的非等位基因的重新組合

C. 乙組細(xì)胞中既有進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞也有進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞

D. 用藥物阻斷DNA復(fù)制會(huì)減少甲組細(xì)胞生成

運(yùn)用手工繪圖分析解答：首先，回顧圖4、圖6所示曲線圖，將甲、乙、丙分別標(biāo)注在相應(yīng)曲線段上。

然后，結(jié)合回顧分裂簡(jiǎn)圖圖1和圖3。具體為A選項(xiàng)中的DNA復(fù)制屬于間期發(fā)生的現(xiàn)象，乙組細(xì)胞包括間期的細(xì)胞，故A選項(xiàng)正確；B選項(xiàng)中的非同源染色體上的非等位基因重新組合發(fā)生于減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，而丙組僅屬于有絲分裂后期，故B選項(xiàng)不正確；圖4、圖6顯示，乙組細(xì)胞有一部分屬于有絲分裂的細(xì)胞，還有一部分屬于減數(shù)分裂的細(xì)胞，故C選項(xiàng)正確；甲組細(xì)胞是減數(shù)分裂過(guò)程中的細(xì)胞，要產(chǎn)生這些細(xì)胞，前提是減數(shù)分裂之前的間期要完成DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，故D選項(xiàng)正確。

答案：B。

2 應(yīng)用效果

為了遵循科學(xué)性，教材插圖并沒(méi)有“清晰”展示細(xì)胞中染色體行為和數(shù)目變化。而手工繪圖用清晰、簡(jiǎn)潔的線條，描繪出了細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程的核心內(nèi)容——染色體的行為和數(shù)目的變化機(jī)制，對(duì)于幫助學(xué)生突破關(guān)于細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體行為和數(shù)目變化規(guī)律的綜合性強(qiáng)的試題有明顯的作用效果。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①由于清晰地展示了間期和末期染色質(zhì)的形態(tài)和數(shù)量，直觀形象地幫助學(xué)生建構(gòu)了染色質(zhì)與染色體相互轉(zhuǎn)化機(jī)制的知識(shí)（尤其是兩者的數(shù)量關(guān)系），使得學(xué)生對(duì)親手繪制產(chǎn)生的曲線圖印象很深刻，理解更到位。②將細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖（圖1、圖2和圖3）進(jìn)行相互比較，通過(guò)染色（單）體的數(shù)字標(biāo)記，有利于學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)有絲分裂各個(gè)時(shí)期都存在同源染色體（各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞都同時(shí)存在標(biāo)記著1、2、3、4的染色體）。而減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體僅存在于減數(shù)第一次分裂過(guò)程中（各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞都同時(shí)存在標(biāo)記著1、2、3、4的染色體）。減數(shù)第二次分裂過(guò)程中，不存在同源染色體（各個(gè)時(shí)期細(xì)胞中存在的染色體只標(biāo)記著1、4或2、3。另一些學(xué)生把各個(gè)時(shí)期細(xì)胞中存在的染色體只標(biāo)記著1、2或3、4，），并且以前將減數(shù)第二次分裂后期形態(tài)、大小相同的染色體，誤看成同源染色體的學(xué)生，如今能根據(jù)直觀的數(shù)字標(biāo)記修正了以前的錯(cuò)誤認(rèn)知。③學(xué)生在自主突破上述兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，小組合作歸納出了識(shí)別細(xì)胞圖像的規(guī)律方法：一看細(xì)胞中有無(wú)存在同源染色體，若無(wú)，則為減數(shù)第二次分裂，若有，則為有絲分裂或減數(shù)第一次分裂；二看有無(wú)同源染色體聯(lián)會(huì)、分離等行為，若有，則為減數(shù)第一次分裂，若無(wú)，則為有絲分裂。④通過(guò)比較圖1和圖2的數(shù)字標(biāo)記，學(xué)生直觀形象地發(fā)現(xiàn)減數(shù)第一次分裂非同源染色體的自由組合現(xiàn)象。

3 理論思考

應(yīng)用繪圖用圖策略后，學(xué)生對(duì)細(xì)胞分裂綜合性試題的解題準(zhǔn)確性和速度有明顯提高。

3.1 重復(fù)觀閱，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)記憶

德國(guó)心理學(xué)家艾賓浩斯對(duì)遺忘進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)短時(shí)記憶容易遺忘，而重復(fù)可以阻止短時(shí)記憶遺忘。重復(fù)可以看作是鞏固原有記憶痕跡的過(guò)程，進(jìn)而促進(jìn)長(zhǎng)時(shí)記憶的形成。在多媒體動(dòng)畫(huà)動(dòng)態(tài)演示突破“細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體行為和數(shù)目變化規(guī)律”這一重難點(diǎn)產(chǎn)生短時(shí)記憶的基礎(chǔ)上，學(xué)生人手一份、長(zhǎng)期持有的自主繪圖，可以用于重復(fù)觀閱，促進(jìn)學(xué)生長(zhǎng)時(shí)記憶的形成，進(jìn)而加強(qiáng)知識(shí)的運(yùn)用能力。

3.2 主動(dòng)建構(gòu)，發(fā)展自主思維

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論認(rèn)為，知識(shí)不完全是通過(guò)教師傳授獲得，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境下通過(guò)意義建構(gòu)的方式獲得。與傳統(tǒng)復(fù)習(xí)方法相比，繪圖用圖過(guò)程需要學(xué)生主動(dòng)參與，變被動(dòng)的接受為主動(dòng)的回憶和動(dòng)手，突顯主動(dòng)建構(gòu)的教學(xué)思想。

3.3 建模用模，促進(jìn)信息的編碼和提取

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)。“突顯染色體行為和數(shù)目變化的細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖”是一種生物模型?！凹?xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程染色體數(shù)目和核DNA含量變化的曲線圖”則是一種數(shù)學(xué)模型，學(xué)生自主繪制細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖和染色體數(shù)目和DNA含量變化的曲線圖是一個(gè)建構(gòu)模型的過(guò)程。通過(guò)繪制細(xì)胞分裂簡(jiǎn)圖和曲線圖，即建構(gòu)模型過(guò)程，能激發(fā)學(xué)生自主提取和處理腦海中的原有知識(shí)，實(shí)現(xiàn)信息編碼。而適當(dāng)編碼的信息容易被提取和靈活應(yīng)用，進(jìn)而通過(guò)運(yùn)用細(xì)胞簡(jiǎn)圖和曲線圖，即應(yīng)用模型過(guò)程，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)信息的提取和提高知識(shí)的運(yùn)用能力。

綜上所述，繪圖用圖策略用于幫助學(xué)生突破細(xì)胞分裂綜合性難題，能激發(fā)學(xué)生積極自主地提取和處理腦海中的原有知識(shí)信息，成為知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，獲取知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力得到顯著提高。通過(guò)繪圖用圖活動(dòng)，能幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，消除思維障礙，整合知識(shí)結(jié)構(gòu)，使原來(lái)零碎的知識(shí)系統(tǒng)化，機(jī)械的記憶靈活化，粗淺的理解深刻化，生疏的應(yīng)用熟練化，進(jìn)而提高了學(xué)生從整體上理性地掌握和運(yùn)用知識(shí)的能力。