李 洋 劉文杰 程慶雷

（1 首都師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100048 2 東莞市第五高級(jí)中學(xué) 廣東東莞 523272）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中強(qiáng)調(diào)：高中生物學(xué)應(yīng)以提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)為核心；轉(zhuǎn)變教學(xué)與學(xué)習(xí)方式， 挖掘?qū)W生自主合作學(xué)習(xí)的內(nèi)在潛力［1］。 課程標(biāo)準(zhǔn)中明確將獲得生物學(xué)模型的基本知識(shí)作為課程目標(biāo)之一。因此，學(xué)會(huì)建立合理的模型并運(yùn)用模型方法進(jìn)行知識(shí)遷移內(nèi)化，已成為現(xiàn)代高中學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)之一。 模型構(gòu)建理論以自主合作為主體思想， 倡導(dǎo)以學(xué)生為中心，認(rèn)為學(xué)生是知識(shí)意義的主動(dòng)構(gòu)建者，教師對(duì)教學(xué)意義的生成起幫助者和促進(jìn)者的作用。

本文以減數(shù)分裂的教學(xué)內(nèi)容為例，研究模型構(gòu)建教學(xué)在教學(xué)中的應(yīng)用。 模型方法的精髓體現(xiàn)在探索與發(fā)現(xiàn)之中，不親身經(jīng)歷這些探索，很難發(fā)現(xiàn)其中的要素與關(guān)鍵所在［2］。通過模型的感知、構(gòu)建、生成和應(yīng)用，逐個(gè)突破減數(shù)分裂教學(xué)中的疑點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，讓模型教學(xué)成為新課程標(biāo)準(zhǔn)下引領(lǐng)合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的重要教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方法。

1 實(shí)施方案

1.1 班級(jí)選擇 本校是東莞市一所普通高級(jí)中學(xué)，高一共有16 個(gè)教學(xué)班，筆者在所教的5 個(gè)班級(jí)中選取4 個(gè)班級(jí)（除去體育班）作為研究對(duì)象，在高一下半學(xué)期的生物學(xué)教學(xué)中進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。其中12 班和13 班應(yīng)用模型構(gòu)建模式教學(xué)（實(shí)驗(yàn)班），14班和15 班按照常規(guī)模式教學(xué) （常規(guī)班）。 使用SPSS 20.0 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)班和常規(guī)班入學(xué)時(shí)的生物學(xué)中考成績進(jìn)行分析，無顯著性差異，學(xué)生整體水平相似（表1）。

表1 入學(xué)成績實(shí)驗(yàn)班、常規(guī)班差異分析

1.2 模式應(yīng)用 基于模型構(gòu)建教學(xué)模式，結(jié)合本節(jié)課的特點(diǎn)， 在實(shí)際教學(xué)中各個(gè)環(huán)節(jié)主要按照以下要點(diǎn)實(shí)施：

1.2.1 創(chuàng)設(shè)情境, 引發(fā)興趣 根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及體系創(chuàng)設(shè)情境。教師通過提問幫助學(xué)生回憶真核細(xì)胞的3 種分裂方式（有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂），并進(jìn)一步追問：為什么要學(xué)習(xí)減數(shù)分裂？ 減數(shù)分裂與另外2種分裂方式的區(qū)別是什么？教師展示人的18 三體和21 三體等染色體遺傳病圖像， 吸引學(xué)生注意，引導(dǎo)學(xué)生思考：這些病是怎么得的？自己會(huì)得這些病嗎？怎樣避免這些病？教師在學(xué)生注意力高度集中時(shí)，提出只有認(rèn)真學(xué)好減數(shù)分裂的知識(shí)，才能解決這些問題。

設(shè)計(jì)意圖： 在學(xué)生思考的過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)， 使學(xué)生在層層深入的問題鏈中切實(shí)參與到問題中來, 在這一環(huán)節(jié)中教師主要充當(dāng)問題的創(chuàng)設(shè)者，要把引導(dǎo)學(xué)生思考和參與作為目標(biāo)。

1.2.2 模型構(gòu)建，探究本質(zhì) 在進(jìn)行模型構(gòu)建之前，教師利用多媒體播放“哺乳動(dòng)物精子的形成過程”的動(dòng)畫，強(qiáng)調(diào)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注減數(shù)分裂過程中染色體的數(shù)目與主要行為變化， 構(gòu)建減數(shù)分裂中染色體變化的模型。 由于后續(xù)模型構(gòu)建活動(dòng)由2 人合作完成，為更好地培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，提高實(shí)驗(yàn)效率， 教師可建議學(xué)生在活動(dòng)準(zhǔn)備和模擬染色體的行為變化等方面進(jìn)行分工合作， 模型構(gòu)建過程按以下要點(diǎn)分步實(shí)施。

1）活動(dòng)準(zhǔn)備。 先用橡皮泥制作4 條黃色和4條紅色的染色單體，相同顏色中2 條長3～4 cm，2條長6～8 cm；將顏色、長度相同的2 條染色單體成對(duì)并排放置。 用同一種顏色的小塊橡皮泥代表著絲點(diǎn)，在2 條染色單體中部用小塊橡皮泥粘連，代表減數(shù)分裂開始時(shí)已完成復(fù)制的染色體。 最后在紙上畫一個(gè)足夠大的初級(jí)精母細(xì)胞的輪廓，能容納所做的4 條染色體，并畫出中心體和紡錘體。

2）模擬染色體數(shù)目及行為變化。 將做好的染色體放在畫好的細(xì)胞內(nèi)，讓長度相同、顏色不同的2 條染色體配對(duì)，使著絲點(diǎn)靠近。 將2 對(duì)染色體橫向排列在紡錘體中部赤道板處， 紅色和黃色染色體分別放在赤道板的兩側(cè)。 雙手分別抓住并移動(dòng)染色體的著絲點(diǎn)，使紅色和黃色的染色體分離，分別移向細(xì)胞的兩極。 在另一張紙上再畫2 個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的輪廓，并畫出中心體和紡錘體。將已經(jīng)移到細(xì)胞兩極的染色體分別放到這2 個(gè)新細(xì)胞中。 將新細(xì)胞中的染色體橫向排列在細(xì)胞中央的赤道板處。 平均分開每條染色體上的小塊橡皮泥——相當(dāng)于著絲點(diǎn)分裂。 抓住粘有小塊橡皮泥（即著絲點(diǎn)）的部位，將染色體分別拉向細(xì)胞的兩極。 最后，在兩極有染色體的部分畫出細(xì)胞輪廓，代表新細(xì)胞生成。

3）表達(dá)與交流。教師準(zhǔn)備實(shí)物投影儀（或投影機(jī)），畫有一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞和畫有2 個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的白紙（或透明膠片）各一張。 任選一組學(xué)生演示“模擬減數(shù)分裂中染色體數(shù)目及主要行為的變化”，并予以相應(yīng)的說明。任選一組學(xué)生演示“模擬減數(shù)分裂過程中非同源染色體的自由組合”，并予以相應(yīng)的說明。

設(shè)計(jì)意圖：通過減數(shù)分裂模型構(gòu)建的過程，學(xué)生在對(duì)模型的感知、構(gòu)建、生成的過程中完成減數(shù)分裂知識(shí)內(nèi)容和體系的架構(gòu)。 在此環(huán)節(jié)中教師主要充當(dāng)觀察者和引導(dǎo)者的角色， 適時(shí)引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組間的討論，積極發(fā)揮學(xué)生的主體性，增強(qiáng)學(xué)生的表達(dá)能力和自信心。教師要幫學(xué)生厘清疑點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，補(bǔ)充學(xué)生知識(shí)上的缺陷，分析得出結(jié)論、規(guī)律的過程和方法。

1.2.3 評(píng)價(jià)反饋,落實(shí)目標(biāo) 評(píng)價(jià)是教學(xué)活動(dòng)中重要的一環(huán)，貫穿整個(gè)教學(xué)過程中。在模型構(gòu)建教學(xué)模式中，評(píng)價(jià)是由學(xué)生和教師共同完成的，不但要關(guān)注對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)， 也要關(guān)注對(duì)學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)。通過模擬細(xì)胞減數(shù)分裂過程，畫出減數(shù)分裂過程圖（圖1），用圖形或曲線描述染色體的規(guī)律性變化等方式， 促使學(xué)生厘清減數(shù)分裂與有絲分裂各時(shí)期的區(qū)別和染色體動(dòng)態(tài)行為變化。 通過模型構(gòu)建活動(dòng)極大地降低了本節(jié)的教學(xué)難度，提高了學(xué)生的參與度，尤其是學(xué)困生的參與度，對(duì)學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容提供幫助。

圖1 減數(shù)分裂過程圖（精子和卵子形成過程）

設(shè)計(jì)意圖：及時(shí)的評(píng)價(jià)是檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化的有效手段。通過評(píng)價(jià)，教師可以診斷學(xué)生的優(yōu)勢(shì)和不足， 監(jiān)測(cè)學(xué)生的發(fā)展并判斷自己的教學(xué)效果［3］。在這一過程中綜合運(yùn)用訪談、成績對(duì)比、課堂跟蹤、個(gè)別學(xué)生觀察、記錄聽課觀察表等方式不斷進(jìn)行形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)。 對(duì)學(xué)習(xí)成果的考量和測(cè)評(píng)主要采用減數(shù)分裂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題的準(zhǔn)確率作為量化標(biāo)準(zhǔn)。 檢測(cè)題試卷滿分100 分， 其中20 道選擇題共60 分，4 道填空題共40 分，施測(cè)前由專家審閱。

2 結(jié)果與分析

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)班和常規(guī)班減數(shù)分裂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題準(zhǔn)確率的對(duì)比分析（圖2），4 個(gè)班級(jí)準(zhǔn)確率折線圖可分為2 種不同的趨勢(shì)。 以準(zhǔn)確率約70%為臨界點(diǎn)，在準(zhǔn)確率小于70%時(shí)，常規(guī)班在各個(gè)準(zhǔn)確率分段的人數(shù)明顯大于實(shí)驗(yàn)班，而準(zhǔn)確率大于70%時(shí)則正好相反。 從整體上看，4 個(gè)班級(jí)準(zhǔn)確率人數(shù)都呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)， 常規(guī)班和實(shí)驗(yàn)班在準(zhǔn)確率方面分別出現(xiàn)相似走勢(shì)。

圖2 各班減數(shù)分裂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題準(zhǔn)確率對(duì)比圖

根據(jù)此準(zhǔn)確率折線圖分析可知，實(shí)驗(yàn)班和常規(guī)班對(duì)該測(cè)試部分知識(shí)點(diǎn)的記憶準(zhǔn)確率呈現(xiàn)出較大差異，采用模型構(gòu)建教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)班明顯從整體上優(yōu)于采用普通教學(xué)模式的常規(guī)班，實(shí)驗(yàn)班低準(zhǔn)確率（＜60%）的人數(shù)少于常規(guī)班，而高準(zhǔn)確率（＞60%）的人數(shù)又明顯高于常規(guī)班，整體上實(shí)驗(yàn)班的平均準(zhǔn)確率也明顯優(yōu)于常規(guī)班。所以模型構(gòu)建教學(xué)模式對(duì)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握起到了明顯的幫助作用。

圖3 各分?jǐn)?shù)段人數(shù)所占比例柱形圖

圖3 為各班級(jí)減數(shù)分裂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題各個(gè)分?jǐn)?shù)段人數(shù)在班級(jí)所占的比例，從圖中可以看出，實(shí)驗(yàn)班在各分?jǐn)?shù)段人數(shù)比例相差不大，呈相似性；常規(guī)班在高分?jǐn)?shù)段（＞80 分）的學(xué)生人數(shù)與實(shí)驗(yàn)班相比明顯減少，而未及格（＜60 分）的人數(shù)卻明顯增多。因此從整體上看， 實(shí)驗(yàn)班的優(yōu)良率明顯優(yōu)于常規(guī)班，說明實(shí)驗(yàn)班對(duì)知識(shí)的掌握情況明顯更好。

表2 減數(shù)分裂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題準(zhǔn)確率實(shí)驗(yàn)班、普通班差異分析

由表2 可以看出， 對(duì)比實(shí)驗(yàn)班與常規(guī)班的平均成績和及格率可以發(fā)現(xiàn)， 減數(shù)分裂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題的平均分和及格率均是實(shí)驗(yàn)班較高， 實(shí)驗(yàn)班和常規(guī)班平均分差異顯著。 實(shí)驗(yàn)班的標(biāo)準(zhǔn)差與入學(xué)成績相比略有下降， 說明實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生成績高分與低分之間的距離縮短，兩級(jí)分化現(xiàn)象好轉(zhuǎn)；而常規(guī)班的標(biāo)準(zhǔn)差反而有所上升， 說明常規(guī)班兩級(jí)分化現(xiàn)象有增大的趨勢(shì)。

3 實(shí)踐小結(jié)

本研究通過減數(shù)分裂模型構(gòu)建教學(xué)， 并進(jìn)行了高中生物學(xué)教學(xué)實(shí)踐， 課題研究結(jié)果表明模型構(gòu)建教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)思維。根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)知水平和前概念， 創(chuàng)設(shè)問題情境， 引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)矛盾、產(chǎn)生適度的疑慮和困惑以激發(fā)探究心理，比較容易喚起學(xué)生的有意注意。

2）調(diào)動(dòng)情緒，培養(yǎng)興趣。 有趣的生物學(xué)任務(wù)、生動(dòng)直觀的模型構(gòu)建過程可以喚起學(xué)生的直接情緒反應(yīng),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的濃厚興趣。

3）內(nèi)化知識(shí)，提高效率。 創(chuàng)造了一種輕松、互動(dòng)、樂學(xué)的課堂氛圍，幫助學(xué)生提高知識(shí)內(nèi)化的效率，使學(xué)生獲得成功的喜悅和自信，達(dá)到事半功倍的效果及提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

4）自主合作，挖掘潛力。 以挖掘?qū)W生的潛力，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行自主、 合作學(xué)習(xí)作為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。模型構(gòu)建教學(xué)能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為培養(yǎng)學(xué)生的理性思維， 走上終身學(xué)習(xí)之路開辟了一條新路徑。