檀蓮蓮

摘要：以減數分裂一節(jié)中同源染色體概念和染色體行為變化兩個教學難點的處理為例，基于生物學學科核心素養(yǎng)的理念，采用模型建構的方法引導學生從真實現象出發(fā)，在實踐和觀察中經過思考，修正、完善模型，從而掌握染色體的行為變化，突破難點，同時培養(yǎng)學生基于證據進行推理，最終得到答案的科學思維。

關鍵詞：核心素養(yǎng);模型建構;難點突破

在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》正式實施后，如何將生物學學科核心素養(yǎng)與課堂教學合理地結合起來，并能有效地突破教學難點，這是多數中學教師目前所面臨的困難。如果教學難點處理得好，能激發(fā)學習興趣，學生就學得愉悅;反之，則會造成學習困難，挫傷其積極性。因此，嘗試采用有效的措施突破教學難點，增強學習興趣，培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)，顯得尤其重要。

減數分裂一節(jié)是人教版《遺傳與進化》的教學難點。原因是同源染色體概念對學生而言較為抽象，與聯會、四分體等集中在一起，容易混淆，理解起來較為困難。并且染色體的行為微觀抽象，在細胞分裂的不同時期有不同變化，學生在腦海中難以勾勒出其連續(xù)的動態(tài)過程，從而成為教學難點?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版）》強調學生能運用模型，說明遺傳信息在有性生殖中如何傳遞？有哪些規(guī)律？從而達到培養(yǎng)科學思維的要求[1]。因此要化解這兩個難點，并能達到培養(yǎng)學生生物學學科核心素養(yǎng)的目標，需將知識點具體化、直觀化。吉爾伯特（J.K.Gilbert）認為模型建構可以簡化復雜的現象;可以為現象進行科學的解釋和預測提供依據[2]。在教學中進行模型構建能幫助學生模擬科學家的思維對事物的發(fā)展進行推理，感知微觀的事物變化，從而加深印象[3]。

在以往的課堂中，關于同源染色體概念和染色體行為變化兩大難點的處理，教師常常以講述、板書以及借助多媒體設備等形式進行授課，學生無法深刻地理解這些內容，并且容易忘記。教材提供圖文描述，建議采用橡皮泥構建染色體變化的物理模型突破教學難點。由于橡皮泥使用過程較為耗時，容易折斷。筆者認為可將橡皮泥改為紙條代替染色體，操作起來更方便、有效。因此，可采用兩種顏色、形態(tài)大小一致的紙條代表同源染色體，小磁鐵代表著絲點進行模型構建。嘗試讓學生從觀察到的蝗蟲進行減數分裂的實驗裝片出發(fā)，在觀察中經過推理、修正，最后構建出染色體行為變化的物理模型，從而加深對難點知識的理解，最終突破難點。

1 巧用模型，突破同源染色體概念

1.1 熟悉模型

課前給每位學生準備綠色和紅色的紙條長短各兩條，小磁鐵若干。演示染色體復制的結果，即兩條相同顏色、長短一致的紙條由磁鐵共同相連。由此可見，磁鐵表示著絲點，磁鐵上連接兩條相同顏色、大小一致的紙條表示姐妹染色單體。

1.2 利用模型對染色體進行歸類

將細胞的染色體數簡化成 4 條，請將手中的染色體進行歸類，要求歸類后的染色體能夠發(fā)育成為正常的個體。結果出現兩種情況：形態(tài)大小不同、顏色相同為一類;或者形態(tài)大小相同、顏色不同為一類。教師進行引導：如果形態(tài)大小相同的兩條染色體同時來自父方，意味體內控制同一性狀的染色體全部來自父方，母方沒有提供，此種情況不合理。因此父方和母方應各得到相同的一大一小染色體，用不同的顏色區(qū)分不同來源。

其次，找出成對的染色體，結果出現顏色相同為一對或者大小相同為一對。教師提問成對的染色體由誰提供？順勢拋出同源染色體的概念，修正歸類結果，大小相同，顏色不同的紙條為一對，表示一對同源染色體。這個過程旨在引導學生理解受精作用時染色體的分配，通過模型的顏色和形狀深刻感知同源染色體的概念。

2 突破染色體行為變化，提升科學思維

2.1 引導學生猜想、驗證，認識減數分裂的過程

父親、母親各有 46 條染色體，他們分別提供給我們的染色體是23 條。提問體細胞中的染色體如何實現減半？猜想染色體數目減半的可能性。學生提出猜想：染色體不復制，細胞一分為二;或者染色體進行一次復制，細胞進行兩次分裂。呈現顯微鏡下蝗蟲減數分裂全過程的實驗裝片細胞圖，通過觀察得出細胞分裂兩次，意味在細胞分裂前染色體進行復制。順勢推出精子形成的大致過程圖，構建精子形成的基本框架。

2.2 對實物進行抽象化，利用模型呈現細胞染色體數目減半的過程

將蝗蟲減數第一次分裂前期、后期，減數第二次分裂后期細胞圖用紅色方框標記。小組合作根據蝗蟲減數分裂過程細胞圖和精子形成大致過程圖，利用模型構建出第一次分裂前期、后期，減數第二次分裂后期三個細胞圖的染色體行為，演示 4 條染色體如何變成 2條。從真實現象出發(fā)，經過思考、推理、否定、再重新進行建構，此過程旨在培養(yǎng)學生探究能力和邏輯推理能力。引導學生通過觀察真實現象，留下符合的模型：第一個模型形狀大小相似的染色體親密地在一起，第二個模型一大一小染色體向細胞兩極移動，有姐妹染色單體，顏色同或不同，第三個模型一大一小染色體向細胞兩極移動，無染色單體，顏色同或不同。

2.3 將構建的模型與模式圖進行對比

多媒體放映精子減數分裂過程各個時期染色體行為變化模式圖，將顯微鏡下觀察到的真實現象和模式圖進行對比，最后歸納總結根據細胞分裂次數和染色體的行為特點，將減數分裂的不同時期進行劃分，總結減數分裂全過程。

教師針對“減數分裂”一節(jié)中的教學難點，通過模型構建將染色體的行為變化從抽象變得直觀，通過猜想、操作、驗證的過程，培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力，從而瓦解學習過程的“絆腳石”，有效突破難點。

參考文獻：

[1]教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版），[M].北京：人民教育出版社，2018：18.

[2]Gilbert J K.Models and modeling：Routes to more authentic science education [J].International Journal of Science and Mathematics Education，2004，（2）：115-130.

[3]Kenyon L，Davis E A，Hug B .Design Approaches to Support Preservice Teachers in Scientific Modeling [J] .Journal of Science Teacher Education，2011，（22）：1-2