基于合作学习与模型构建的《细胞的增殖》

1.授课内容

人教版“细胞的增殖”是生物必修一《分子与细胞》第六章第一节的内容，本节授课为第二课时，内容主要包括植物细胞有丝分裂过程，及分裂过程中染色体、DNA行为数量变化规律的认识。

2.授课课题

植物细胞的有丝分裂

3.授课年级

高二年级

4.教材分析

有丝分裂是真核生物体细胞增殖的一种主要方式，是学习减数分裂的重要基础，而减数分裂又是学习遗传变异规律的基础，由此可见，有丝分裂是非常重要的基础知识，在教学过程中一定要讲透，要让学生真正掌握相关知识，如对染色体、染色质和DNA的关系等，此外，本节部分内容与必修二《遗传与进化》中“减数分裂”“DNA分子的复制”等内容密切相关。因此，有丝分裂的内容在高中生物学课程中具有衔接知识的作用。本人借银川市推进课堂变革机会进行教学尝试和大家分享。因这节内容比较抽象，学生缺乏一定的感性认识，为有效突破重难点，笔者采用了FLASH动画逐步演示有丝分裂各时期，很好地让学生感受细胞分裂过程的动态过程。通过学生合作活动、讨论分析等引导学生构建染色体行为变化的物理模型、数学模型，克服了多媒体手段转瞬即逝的弊端，较好地化难为易，化抽象为形象。为了在教学过程中能更好落实生物学核心素养，有效实现本节课教学目标。

5.学情分析

学习本节课的高二学生仅具备初中生物学知识基础和高中生物学有关细胞基本结构和功能方面的背景知识，对染色体、染色质、DNA等相关概念也只是浅显的认识。教学中可以利用学生的知识基础并遵循学生的认知规律，借助多媒体课件等手段把有丝分裂的过程直观形象地表示出来，帮助学生理解，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，使学生的知识体系得到丰富和发展。通过橡皮泥、炮线丝等材料，捏一捏摆一摆理解染色体、染色质、DNA等之间的关系，更好地建立有丝分裂过程体系。

6.教学目标

基于课程标准的内容和生物核心素养的要求，并考虑学生的知识能力，制定如下教学目标：

6.1生命观念：通过观察动画、讨论分析等活动，养成学生主动探究、独立思考等习惯;通过细胞内染色体、DNA的变化规律的认识，领悟生命的延续性。

6.2科学思维：通过FLASH动画、图片等的观察和比较，提高学生对比分析、归纳的科学思维过程;通过对加倍染色体来源的猜想和分析，提高学生科学推理思变的能力。

6.3社会责任：例举一些生活现象与典型事例，提高学生运用所学生物学知识解决实际问题的能力，认识生命科学在社会中的价值。

7.教学重点难点

7.1教学重点：细胞周期的概念、植物有丝分裂中染色体的行为数量变化、各时期变化特征的模型建构。

7.2教学难点：植物细胞有丝分裂各个时期DNA、染色体的变化规律。

8.教学方式

8.1建构教学法：本课题借助于视频动画和多媒体课件，使抽象知识直观化，形象化;以学生观察、讨论、比较、分析、归纳为主要学习方法，抓住染色体变化的复制—“浓缩”—排列—分裂—平分的这条线索为主线，由浅入深，主动探究，体现循序渐进的教学规律。

8.2学案教学法：主要运用学案导学的模式，层层递进地启发引导学生，探究思考归纳，实现课堂的高效性。

9.教学流程

9.1创设情境，导入新课

学生观看《胎儿发育，一声响亮的啼哭》视频，提出问题：“一个受精卵是如何发育成一个生物体？”学生回答后，引出细胞增殖课题，真核细胞的三种分裂方式：有丝分裂、减数分裂、无丝分裂。本节课讲授：有丝分裂。

设计意图：通过观看视频，说明细胞的分裂、分化是个体发育的基础，让学生感受生命的神奇与奥秘，快速引出本节课题。

9.2类比介绍细胞周期的概念

教材中对细胞周期的概念叙述很简单而且学生不易理解，仅凭机械记忆容易遗忘，因此要让学生充分理解细胞周期的概念，要学会举一反三、触类旁通。首先理解只有连续分裂的细胞才会有细胞周期，此时可以引导学生类比钟表时针，让学生在纸上比一比画一画，观察图示的特征并与细胞周期的概念联系在一起，这样学生对连续分裂的细胞才有细胞周期的理解，更直观深刻。接着，对理解“上一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止”可以引导学生类比12小时为一个细胞周期，举例说明一个细胞周期是0点到12点，那1点到1点呢？这也较好的体现了细胞周期的方向性。此外，细胞周期中包括分裂间期和分裂期两个阶段，我们还要讲清楚两个阶段的时间分配问题，既前11小时为间期物质准备阶段，占細胞周期的90—95%，后1小时为分裂期，占细胞周期的5-10%。

设计意图：有利于学生科学思维的培养，并把复杂的生物学名词概念，同自己日常生活中简单的现象联系起来理解，增强其对概念的理解与记忆。

9.3观察体验，建立印像

播放生物体细胞真实的有丝分裂录像，引导学生观察分裂过程中细胞数目和结构等方面的变化。强调注意各时期细胞特征及染色体行为的变化。学生在观察过程中感受每种细胞的有丝分裂都需要一定的时间，且都存在细胞数量一分为二、染色体行为、细胞核等结构的变化，并能在正常情况下进行周而复始的分裂。同时进一步理解细胞周期概念。

设计意图：初步建立有丝分裂过程真实、动态的整体印象，体会周而复始的细胞有丝分裂过程，培养学生的观察能力。

9.4观察讨论，归纳总结

教师分阶段播放每个时期有丝分裂的过程动画，标注相关结构名称，引导学生讨论说出各阶段和结构变化的主要特点，并完成学案的填空。教师及时巡视观察，掌握学生对知识的疑惑点，并对学案问题进行投影展示和评价，告知各阶段的主要特点和结构变化，及时纠错更正，并形成相应的板书。

设计意图：突出学生的主体性，强化他们的主动学习、合作学习。图解标注相关结构名称，有利于学生认识相关结构及变化，并有效引导他们的正确观察方向。通过各时期染色体行为，培养学生观察、比较、归纳的意识，对各阶段的特点进行初步建构。知道有丝分裂各阶段是为研究方便而人为分割的。为下一步模型建构奠定基础。

9.5小组合作，模型构建，理清染色体、染色质、DNA之间的关系

借助染色质的物理模型（按扣与炮线丝）模拟DNA复制、染色体复制、着丝点分裂等生理活动。①着丝点个数等于染色体条数②染色质细长的丝状，主要有DNA和蛋白质构成③DNA复制后一个着丝点上链接两条完全相同的单体既2个相同DNA分子，称为染色单体④复制后的染色质螺旋化缩短变粗形成染色体。出示图示，加深学生的理解。

设计意图：抓住染色体变化的复制—“浓缩”—排列—分裂—平分的这条线索为主线，借助一条细长丝状炮线丝模拟DNA的复制及染色质螺旋化过程，克服对微观结构认识的困难，帮助学生增加感性认识，为学生在旧知与新课间搭建学习的桥梁，引导学生正确把握染色质、染色体、DNA复制、着丝点、染色单体这几个概念及内在联系，并借助图示总结归纳，在较短时间内掌握他们的概念和数量变化规律。

9.6小组合作，模型构建，绘制或模拟前、中、后任意时期的模型图

借助（按扣、炮线丝、橡皮泥、毛线等材料）引导学生绘制前、中、后任意时期模型图，并巡视学生的绘制或制作情况，典型错误，及时纠正，优点分享交流。

设计意图：構建植物细胞有丝分裂模型图，强化知识内化过程，提高课堂实效性。

10.教学反思

本节教学中利用橡皮泥、炮线丝等材料制作（绘制）模型，通过亲身体验让学生直观感受知识的形成过程，这种体验式教学激发学生学习生物学的兴趣，培养学生合作学习的意识，及动手操作及建构模型的能力。让学生体会建构模型由简单到复杂、由抽象到直观的科学思维过程;再以物理模型为切入点引导学生构建数学模型，领悟数形转换的思想方法，养成科学思维的习惯，从而实现教学目标的有效达成。

整个教学过程突出学生的主体地位，合作学习提高了学生参与度，使他们在快乐中积极参与、亲身体会、合作交流，从而有效实现合作学习与建构教学。

不足之处，在实施教学过程中的突发问题会影响教学进程，造成后面的模型建构时间非常的紧张，学生活动不能充分地展开。多媒体设备的应用和板书有效地结合有待提高

作者简介：唐举，银川市柳军名师工作室，一级教师，主要研究方向：高中生物学教学与研究