沈 璟 （對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100102）

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者的知識是在一定情境下，借助于他人的幫助，例如人與人之間的協(xié)作、交流、利用必要的信息等，通過意義的建構(gòu)而獲得的。 理想的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)當(dāng)包括情境、協(xié)作、交流和意義建構(gòu)4 個(gè)部分。

“有絲分裂”一節(jié)課的設(shè)計(jì)打破傳統(tǒng)模式，筆者嘗試實(shí)驗(yàn)先行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。 所謂實(shí)驗(yàn)先行就是讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)先于知識的學(xué)習(xí)。 打破了傳統(tǒng)的教學(xué)方式——知識先行，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課授課模式就會讓實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的好奇心會大打折扣，同時(shí)也限制了學(xué)生思維的發(fā)散，但讓教師的授課變得容易，學(xué)生也都能得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。長此以往，學(xué)生對于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的印象則是只要做實(shí)驗(yàn)就能得到正確的結(jié)果和結(jié)論，失去對沒有達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因分析，失去了繼續(xù)發(fā)現(xiàn)問題的機(jī)會。

“有絲分裂”這節(jié)課依據(jù)建構(gòu)主義支架式教學(xué)為理論支撐，支架式教學(xué)被定義為：“支架式教學(xué)應(yīng)當(dāng)為學(xué)習(xí)者建構(gòu)對知識的理解提供一種概念框架。這種框架中的概念是為發(fā)展學(xué)習(xí)者對問題的進(jìn)一步理解所需要的，為此，事先要將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解，以便于將學(xué)習(xí)者的理解逐步引向深入?！?/p>

1 教學(xué)流程

1.1 新課導(dǎo)入，進(jìn)入情境 “細(xì)胞增殖”講述細(xì)胞的一種生命現(xiàn)象，只有了解了這一生命現(xiàn)象，學(xué)生才能逐步認(rèn)識生物體的生長、發(fā)育和生殖，生物體具有的遺傳和變異。 所以，本節(jié)是學(xué)習(xí)生物學(xué)知識、了解生物生命現(xiàn)象的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)；是學(xué)習(xí)細(xì)胞的分化、 減數(shù)分裂和細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。 “細(xì)胞增殖”是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，知識較為抽象。 因此，如何將觀察到的顯微鏡下的細(xì)胞分裂相轉(zhuǎn)化成為模式圖是教學(xué)難點(diǎn)。高二學(xué)生有一定的生物學(xué)知識，對生物學(xué)的學(xué)習(xí)也有一定的興趣，但學(xué)生抽象思維能力和綜合思維能力參差不齊。 雖然學(xué)生在初中學(xué)過“細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞”，但在初中學(xué)習(xí)階段對細(xì)胞分裂的了解很淺顯，沒有深入到細(xì)胞分裂過程的水平。因此，教學(xué)中可充分利用學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，將新知識有效地整合進(jìn)學(xué)生原有的知識網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)生的知識體系得到豐富和發(fā)展。

首先從細(xì)胞分裂對生物體生長發(fā)育的重要意義入手，引導(dǎo)學(xué)生得出生物體體積增大更重要的需依靠細(xì)胞數(shù)目的增多，細(xì)胞數(shù)目的增多依靠細(xì)胞的增殖，引出觀察植物細(xì)胞分裂必須觀察能進(jìn)行分裂的區(qū)域，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)關(guān)于根尖的結(jié)構(gòu)。 學(xué)生通過學(xué)習(xí)知道分生區(qū)是觀察植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)域。

1.2 學(xué)生探究，獨(dú)立探索 學(xué)生進(jìn)入情境明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?，教師指?dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，制作植物根尖臨時(shí)裝片及顯微鏡的使用。臨時(shí)裝片的制作基本流程，對于學(xué)生來說是很嫻熟的技巧，在觀察有絲分裂時(shí)需要掌握解離、漂洗、染色、壓片這些新的動(dòng)作要素。 教師指導(dǎo)學(xué)生完成，但并沒有告知每一步驟的作用，讓學(xué)生在顯微鏡下觀察根尖細(xì)胞，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)與以前觀察到植物細(xì)胞有很大的不同。

學(xué)生獨(dú)立探究過程，采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)、小組合作式的教學(xué)，整節(jié)課共設(shè)置4 項(xiàng)任務(wù)，逐步深入，分層揭開有絲分裂的過程。

任務(wù)1：觀察植物細(xì)胞有絲分裂，找到不同的細(xì)胞分裂相，如圖2（見封四）。

1.3 小組協(xié)商、討論協(xié)作學(xué)習(xí) 學(xué)生在獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，完成教師布置的任務(wù)，學(xué)生找到不同的分裂相的細(xì)胞，并進(jìn)行拍照。每個(gè)學(xué)生找到的種類肯定不同，教師此時(shí)拋出任務(wù)2：分析并排序推理有絲分裂的順序過程。 學(xué)生進(jìn)行小組內(nèi)的合作，對找出的不同分裂相的細(xì)胞進(jìn)行歸類、整合、排序，如圖3（見封四）。

教師追問： 你能將整個(gè)分裂的過程分成幾個(gè)階段？ 依據(jù)是什么？ 學(xué)生可以歸納出2 個(gè)階段，有無成形細(xì)胞核（核膜）的存在。 除了這些形態(tài)的細(xì)胞以外并沒有找到其他的，說明了什么？分生區(qū)的細(xì)胞周而復(fù)始地進(jìn)行著細(xì)胞分裂的循環(huán)，而且具有周期性這就是細(xì)胞周期，引出細(xì)胞周期的概念，以及細(xì)胞周期的2 個(gè)階段，如圖4（見封四）。

教師追問： 你所觀察的結(jié)果中哪一個(gè)時(shí)期的細(xì)胞較多，哪些細(xì)胞較少？ 說明什么問題？ 指出：間期細(xì)胞多，時(shí)間長；分裂期細(xì)胞少，時(shí)間短，根據(jù)細(xì)胞數(shù)目的多少，可粗略衡量各個(gè)時(shí)期的時(shí)間長短，從而引入科學(xué)研究的方法。

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察細(xì)胞分裂過程中什么結(jié)構(gòu)的變化最顯著？ 思考：染色體的功能是什么？ 有幾種存在狀態(tài)？這幾種存在狀態(tài)的關(guān)系是什么？學(xué)生對概念進(jìn)行梳理。教師追問：染色體如果無限地分裂下去是否會越來越少？ 細(xì)胞怎么才能保證染色體數(shù)目的穩(wěn)定？如何確定染色體數(shù)目？從而引出染色體復(fù)制、 姐妹染色單體，以及著絲點(diǎn)的概念。

1.4 總結(jié)歸納，效果反饋 明確概念后，教師拋出任務(wù)3：以一條染色體為例用扭扭棒(教具)擺出整個(gè)有絲分裂過程中染色體的行為變化（圖5，見封四）。

當(dāng)學(xué)生小組合作完成一條染色體的行為變化過程后，教師接著布置任務(wù)4：以4 條染色體為例用扭扭棒（教具）擺出整個(gè)有絲分裂過程染色體的行為變化作為整節(jié)課目標(biāo)達(dá)成的效果檢測的方式（圖6，見封四）。 在這里并沒有給學(xué)生同源染色體的概念，但通過此環(huán)節(jié)為減數(shù)分裂同源染色體的行為變化打下伏筆。

染色體為何會在細(xì)胞中規(guī)律性移動(dòng)？ 中期時(shí)染色體排列在細(xì)胞的中央成“線”還是成“面”？ 從而引出紡錘絲和赤道板的概念。 末期形成2 個(gè)細(xì)胞時(shí)，植物細(xì)胞還需要形成細(xì)胞壁，在赤道板的位置會出現(xiàn)細(xì)胞板，這是一個(gè)真實(shí)的結(jié)構(gòu)（圖7）。

1.5 布置作業(yè)，復(fù)習(xí)鞏固 完成教學(xué)過程，布置作業(yè)，內(nèi)容為：

1）畫出植物細(xì)胞或者動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂過程。要求：4 條染色體。

2）認(rèn)真分析細(xì)胞周期每個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)，嘗試將每個(gè)時(shí)期編一句口訣（原創(chuàng)）高度概括。 要求：將編好的口訣發(fā)到班級微信公眾平臺。

此項(xiàng)作業(yè)的目的是將課堂上建立的模型轉(zhuǎn)換成模式圖的形式，同時(shí)也反饋學(xué)生是否真正弄懂有絲分裂的過程。

2 體會

2.1 以學(xué)生為中心 本節(jié)課將實(shí)驗(yàn)放在課前，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要對實(shí)驗(yàn)材料的選擇、 觀察區(qū)域的選擇都要有所設(shè)計(jì)，在預(yù)期、猜想過程中明確有絲分裂的過程，同時(shí)當(dāng)遇到新的問題無法同化進(jìn)入原有知識框架，就自然生成新的概念并加以定義與順應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)先行的實(shí)驗(yàn)課程，充分落實(shí)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，讓學(xué)生滿懷好奇地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室對未知世界進(jìn)行探索。 學(xué)生在每一次實(shí)驗(yàn)課中都能得到與真實(shí)情況不一樣的結(jié)果，并進(jìn)行討論，通過主動(dòng)閱讀教材，利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館查找資料，或找教師、同伴探尋真相。 學(xué)生在失敗

中增長經(jīng)驗(yàn)，在探尋真相的過程中感悟科學(xué)研究的過程與方法。 但是，這樣的授課方式，需教師準(zhǔn)備充足，精心設(shè)計(jì)每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確預(yù)期學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題及相應(yīng)的措施。 在探究實(shí)驗(yàn)過程中，對學(xué)生隨機(jī)生成的問題要有較強(qiáng)的應(yīng)變能力。

“有絲分裂”一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)、抽象復(fù)雜，課上小組合作探究分析推理有絲分裂的過程?？偨Y(jié)歸納有絲分裂各個(gè)階段的特征，以及細(xì)胞周期的概念包含的階段。 課堂上充分利用數(shù)碼互動(dòng)顯微鏡直接觀察細(xì)胞分裂相，放大了微觀世界，引導(dǎo)學(xué)生將直觀圖像和模型、模式圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換，幫助學(xué)生進(jìn)行推理判斷有絲分裂的過程。

2.2 遵循人類認(rèn)知的過程，學(xué)生構(gòu)建有絲分裂相關(guān)概念網(wǎng)絡(luò) 本節(jié)課的學(xué)習(xí)對于學(xué)生難度較大，也是一次嘗試。 教學(xué)中充分利用學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)，并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，使新知識有效地整合進(jìn)學(xué)生原有的知識網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)生的知識體系得到豐富和發(fā)展。授課過程的設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對有絲分裂的過程進(jìn)行分析、推理、猜想、判斷，將靜態(tài)的分裂相通過思考躍然呈現(xiàn)在學(xué)生的頭腦中。

2.3 發(fā)揮小組合作、協(xié)作學(xué)習(xí)在概念構(gòu)建過程中關(guān)鍵作用 學(xué)生獨(dú)自探索有絲分裂，找出不同分裂相的細(xì)胞，小組內(nèi)成員共同分享每個(gè)人的研究成果，學(xué)生在教師的組織和引導(dǎo)下一起討論和交流，共同建立學(xué)習(xí)群體并成為其中的一員。在這樣的群體中，共同批判地考查各種理論、觀點(diǎn)、信仰和假說；進(jìn)行協(xié)商和辯論，先內(nèi)部協(xié)商（即和自身爭辯到底哪一種觀點(diǎn)正確），然后再相互協(xié)商（即對當(dāng)前問題擺出各自的看法、論據(jù)及有關(guān)材料，并對別人的觀點(diǎn)作出分析和評論）。通過這樣的協(xié)作學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)者群體（包括教師和每位學(xué)生）的思維與智慧就可被整個(gè)群體所共享，即整個(gè)學(xué)習(xí)群體共同完成對所學(xué)知識的意義構(gòu)建，而不是其中的某一位或某幾位學(xué)生完成意義構(gòu)建。

2.4 改變實(shí)驗(yàn)材料和培養(yǎng)條件，利用各種手段支持“學(xué)” 為了支持學(xué)習(xí)者的主動(dòng)探索和完成意義構(gòu)建，在學(xué)習(xí)過程中要為學(xué)習(xí)者提供各種信息資源（包括各種類型的教學(xué)媒體和教學(xué)資料）。在本節(jié)教學(xué)中，教師在前期根尖培養(yǎng)的材料、培養(yǎng)條件進(jìn)行了創(chuàng)新改造，實(shí)驗(yàn)材料將洋蔥更換成更易生根的蒜，置于28℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，使得每一份實(shí)驗(yàn)材料都能觀察到分裂的細(xì)胞。教師提供學(xué)生探索的實(shí)驗(yàn)材料，提供研究方法，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，并充分利用實(shí)驗(yàn)室中數(shù)碼顯微鏡的優(yōu)勢，生生之間、師生之間互動(dòng)交流。這里媒體和資料的利用并非輔助教師的講解和演示，而是用于支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作式探索。 對于信息資源應(yīng)如何獲取、從哪里獲取，以及如何有效地加以利用等問題，是主動(dòng)探索過程中迫切需要教師提供幫助的內(nèi)容。

2.5 新概念源于原有概念無法界定的自然生成 授課過程的設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對于有絲分裂的過程進(jìn)行分析、 推理、 猜想、判斷，將靜態(tài)的分裂相通過學(xué)生的思考躍然呈現(xiàn)在學(xué)生的頭腦中。在完善有絲分裂的概念過程中不斷地生成新的概念從而解決出現(xiàn)的問題，不斷地同化概念體系，豐富概念的內(nèi)涵與外延。 在解讀遺傳物質(zhì)分配問題中，生成了染色體復(fù)制、著絲點(diǎn)、姐妹染色單體的概念；解釋有絲分裂過程中，生成細(xì)胞周期及相關(guān)概念，以及紡錘絲（體）、赤道板、細(xì)胞板等概念。所有關(guān)于有絲分裂的概念全部都不再是教師強(qiáng)行灌輸，而是在學(xué)生在探究、分析問題的過程中自然生成，讓學(xué)生體會概念生成的過程。

實(shí)驗(yàn)先行的實(shí)驗(yàn)課程，充分落實(shí)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，也順應(yīng)核心素養(yǎng)中科學(xué)素養(yǎng)的要求，讓學(xué)生滿懷好奇地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室對未知世界進(jìn)行探索。在高中生物學(xué)教學(xué)中，筆者還拓展性地開發(fā)了許多探究性實(shí)驗(yàn)，例如：緒論課打破常規(guī)讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀，數(shù)碼顯微鏡技術(shù)的使用，極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科的興趣，改變了學(xué)生對生物學(xué)科學(xué)習(xí)方法的認(rèn)識； 探究生物組織中化合物的組成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對所有實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的生物組織都進(jìn)行了各種物質(zhì)的探究，并發(fā)現(xiàn)了蘋果汁中蛋白質(zhì)的含量很低，馬鈴薯勻漿中幾乎沒有脂肪的存在，肝臟研磨液進(jìn)行還原糖鑒定根本看不出顏色變化，從而認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)的選材對于科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論的重要性； 觀察不同植物細(xì)胞在不同種類不同濃度的溶液中吸水、失水的現(xiàn)象。這是對于教材驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的拓展，學(xué)生觀察到了只有在考試題中才會出現(xiàn)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行小組討論，對出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析。