李美英

(山東省單縣第一中學 菏澤 274300)

1 教材分析與設計思路

“受精作用”是人教版高中生物學教材必修2第2章第1節(jié)“減數(shù)分裂和受精作用”中第2小節(jié)的內容，主要介紹配子中染色體組合的多樣性和受精作用的相關內容。前期學生已學習了配子(精子和卵細胞)的形成過程，本節(jié)內容是對減數(shù)分裂知識的延伸和擴展，也是學習遺傳、變異和進化的基礎。配子中染色體組合的多樣性和受精作用的概念、過程、實質、意義是本節(jié)的教學重點，而基于生物學事實和證據(jù)進行歸納、推理與模型建構，進而培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力是本節(jié)需重點落實的核心素養(yǎng)目標。減數(shù)分裂過程是上節(jié)課學習的重難點，因此學生構建“含有兩對同源染色體的精原細胞”的減數(shù)分裂過程模型相對較簡單。但構建“含有三對同源染色體的精原細胞”的減數(shù)分裂過程模型就上升了難度。因此將“含有三對同源染色體的精原細胞”的減數(shù)分裂過程模型建構作為本節(jié)課的難點。本節(jié)內容對學生認識生物多樣性、形成生物進化的觀點、樹立正確的自然觀有重要意義。筆者在“受精作用”教學實踐中，首先充分運用創(chuàng)設的真實情境，引導學生利用假說—演繹法，通過觀察現(xiàn)象、提出問題、分析問題并作出假說，通過模型建構引導學生驗證假說、得出結論，同時借助歸納總結法得出配子中染色體組合多樣性的原因。假說—演繹法的探究過程，培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力。

最后，結合學生自學的知識，觀看受精作用的視頻，通過問題的設置培養(yǎng)學生的結構與功能觀和珍愛生命、為社會做貢獻的社會責任感。整個教學過程力求讓學生主動學習、主動探究、真正思考、訓練學生的科學思維。

2 教學目標

基于課程標準的內容要求、學業(yè)要求和學業(yè)質量標準，并圍繞培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學目標：

(1) 能夠運用配子多樣性的原因，解釋生物多樣性的現(xiàn)象；通過受精作用概念的分析，發(fā)展結構與功能相適應的生命觀念。

(2) 通過模型建構，闡明配子多樣性的原因；基于減數(shù)分裂的模型建構，探究含三對同源染色體的精原細胞產(chǎn)生的配子染色體組成。

(3) 通過受精作用過程的學習，學習“珍愛生命，做一位有社會責任感的公民”。

3 教學過程

3.1 情境創(chuàng)設，導入新課 問題情境導入： 展示教師的“全家?！闭掌?，由兩個孩子長相不同，與媽媽(教師本人)也不同，拋出問題： 孩子出生時是否抱錯？

設計意圖： 應用真實情境，激發(fā)學生的探究熱情。

3.2 通過問題引領，合作交流，形成科學的探究方法(假說—演繹法) 具體教學設計環(huán)節(jié)如下：

3.2.1 觀察現(xiàn)象，提出問題 教師引導并設置問題： 老師沒有抱錯孩子，那么長相為什么不同呢？

3.2.2 分析問題，作出假設 學生會七嘴八舌地說出自己的觀點(假說)。此時，老師展示人類發(fā)育的起點是受精卵，它來自精子和卵細胞的融合。根據(jù)受精卵的來源，讓學生進一步修正自己的假說——精子不同、卵細胞不同，形成的受精卵不同。

3.2.3 模型建構，驗證假說 展示模型建構的注意事項和要求。步驟1： 建構“一個精原細胞中標有A和a一對同源染色體的行為和數(shù)目變化”模型，記錄配子的染色體組成(用A和a表示染色體)；步驟2： 建構“一個精原細胞中標有A和a、 B和b兩對同源染色體的行為和數(shù)目變化”模型，記錄配子的染色體組成(用A和a， B和b表示染色體)；步驟3： 以小組為單位，派代表在黑板上寫出兩次模擬結果；步驟4： 若一個精原細胞中含有A和a、 B和b、 C和c三對同源染色體，請通過模型構建記錄配子的染色體組成。學生依據(jù)幻燈片上模型建構的提示，遵循由簡單到復雜的模擬探究原則，通過小組內分工合作，得到一個精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個精子的染色體組成。并寫到黑板上，讓學生觀察和思考： ①上述模型建構的是一個雄性個體，在以上三種情況下可以分別得到幾種染色體組成的配子？②若是一個雌性個體，含有n對同源染色體可以得到幾種染色體組成的配子？若考慮交叉互換呢？③此外，同學們還可以思考自己體內可以產(chǎn)生多少種染色體組成不同的精子或卵細胞呢？

針對問題①，學生很容易得到前兩種情況的2種、4種；但是第三種情況沒有把握，有的認為是6種，有的說9種，有的說8種。為了突破難點，筆者采用“用分離的思想解決自由組合的問題”，借助畫棋盤論證含有三對同源染色體的精原細胞產(chǎn)生的精子種類會是8種。這樣，學生就能觀察總結出規(guī)律，一個含有n對同源染色體的雄性個體在不考慮交叉互換的情況下會產(chǎn)生2n種精子。同樣對于問題②的雌性個體也就迎刃而解了。此時，學生可以意識到我們人類能產(chǎn)生223種精子或卵細胞。

3.2.4 得出結論 將問題升華： 為什么會出現(xiàn)這么多染色體組成不同的配子呢？讓學生回憶自己的模型建構過程，發(fā)現(xiàn)根源在于減數(shù)第一次分裂后期發(fā)生了同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。若發(fā)生交叉互換呢？配子種類更多。

設計意圖： 通過假說—演繹法的探索道路追尋，意在培養(yǎng)學生養(yǎng)成科學嚴謹?shù)那髮崙B(tài)度，同時通過配子的種類多樣性的原因探索、觀察、分析和總結，培養(yǎng)學生的科學思維能力和科學探究能力。

3.3 借助受精作用的視頻，理解受精作用的概念、過程、實質和意義 通過問題引領解決現(xiàn)實問題。

問題1： 配子種類多樣會導致同一物種遺傳多樣性的產(chǎn)生，有利于生物適應不同的環(huán)境，還有什么原因會導致遺傳多樣性的產(chǎn)生嗎？問題2： 一般情況下，維持每種生物體前后代體細胞染色體數(shù)目的恒定，一個卵細胞只能和一個精子完成受精，那么同卵雙胞胎、同卵三胞胎形成的原因是什么？學生通過觀看受精作用的視頻會發(fā)現(xiàn)： 正常情況下，精子和卵細胞的隨機結合也會導致遺傳多樣性的產(chǎn)生；同卵雙胞胎和同卵三胞胎都是來自同一個受精卵，只是在受精卵進行分裂分化的過程中形成了兩個或三個個體。

問題3： 不同生物的精子和卵細胞能相互融合嗎？精子和卵細胞的識別和融合過程，依賴了生物膜結構的哪些物質和特點？學生在教師的引導下運用細胞膜結構與功能的相關知識，通過討論得出： 不同生物的精子和卵細胞一般是不相融合的，因為精子在和卵細胞結合的時候要相互識別。識別要依賴于生物膜上的糖蛋白，融合要依靠生物膜的流動性。

問題4： 受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方，對嗎？受精卵中的DNA一半來自父方，一半來自母方，對嗎？請解釋原因。學生通過思考認識到：受精作用的過程中，精子的頭部進入了卵細胞，只融合了細胞核中的遺傳物質，受精卵的細胞質中的DNA(即線粒體DNA)只來自卵細胞，因此前者是對的，而后者來自母方的DNA多于父方。

問題5： 進行有性生殖的生物，哪些過程保證了前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定？減數(shù)分裂和受精作用的意義是什么？學生可以較容易地得到： 是減數(shù)分裂和受精作用共同保證了后代染色體數(shù)目的恒定，兩者不僅有利于生物多樣性的形成和生物的進化，而且對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定及對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。

問題6： 通過受精作用過程的分析，由于父親提供了他的那顆最優(yōu)秀的精子給卵細胞，因此，你是父母愛情的結晶，也是他們心中最優(yōu)秀的孩子。我們更應該珍惜我們的生命，要真正實現(xiàn)自己的人生價值，你該怎么做呢？

設計意圖： 通過問題引領，驅動學生的探究欲望。在問題的引領下，讓學生在思考中獲得知識，真正理解受精作用的概念、過程、實質和意義。同時，通過問題3，使學生體會到“結構與功能相適應”，進而培養(yǎng)學生的生命觀念；通過問題6激勵學生思考人生的價值，增強社會責任感。

3.4 與導入呼應，讓學生能夠闡明生物多樣性的原因 再次播放“全家福”的照片，讓學生分析兩個孩子長相不同的原因。同時，讓學生思考自己的家庭，解釋自己和父母、兄弟姐妹有長相區(qū)別的原因。

設計意圖： 通過本節(jié)課的學習，能讓學生學有所獲，能夠運用所學知識解釋現(xiàn)實生活中的實際問題。對于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)就是改變傳統(tǒng)的知識傳授，讓學生在學習過程中提高能力，以期達到真正落實立德樹人的根本目標。

3.5 構建思維導思，使學生整體把握相關概念 最后，師生共同構建生殖過程配子中染色體組合和受精作用的思維導圖(圖1)，教師將其板書在黑板上。

圖1 思維導圖

設計意圖： 在思維導圖構建的過程中，教會學生構建思維導圖的方法。思維導圖是一種可視化工具，可以幫助學生整體把握學科的核心概念體系，提升學生的核心素養(yǎng)。

4 教學反思

課堂教學以知識為“骨架”、以素養(yǎng)為“靈魂”，首尾銜接自然，不僅讓學生學到了知識，培養(yǎng)了自學、合作、思維、探究能力，而且讓學生能夠運用所學知識解決現(xiàn)實生活中的問題，同時培養(yǎng)了學生的社會責任擔當意識。教學設計的各個環(huán)節(jié)充分調動了學生學習的主動性、積極性，在師生互動、生生互動的過程中培養(yǎng)學生正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。通過對本節(jié)課的打磨過程，筆者深刻地體會到“備課無止境”，通過精心琢磨、打造，如何更好地使“立德樹人”落地，是我們教育工作者重要的追夢目標。