《染色体变异》（第一课时）的教学设计
陆忠华
[摘? ?要]在《染色体变异》教学中，通过提供足够的感性材料，采用演绎、类比、构建模型等多元化的教学手段，让学生自主建构、完善概念，引导学生多角度、多方位立体透视概念的内涵与外延，使学生的知识体系得到丰富和发展。
[关键词]染色体变异;教学设计;建构概念
[中图分类号]? ? G633.91? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2019）32-0084-02
一、 教材分析
《染色体变异》是人教版生物必修2《遗传与进化》第五章第二节的内容，本节的第一课时主要完成理论教学。染色体变异分为染色体结构的变异和染色体数目的变异。由于染色体数目的变异是学生学习多倍体育种和单倍体育种的基础，所以是本节课的教学重点。该部分内容涉及染色体组、二倍体、多倍体和单倍体等基本概念，这些概念之间既有联系又存在差异，极易混淆，所以是本节课的教学难点。
鉴于本节课内容较为抽象，知识多且容易混淆，教师需要适时地采用演绎、类比、构建模型等多种教学手段，帮助学生将前科学概念转变为科学概念，使学生的知识体系得到丰富和发展。
二、 教学目标
知识目标。简述染色体变异的类型;说出染色体结构的变异和染色体数目的变异之间的区别;简述染色体组的概念、特征及数目的判定;辨别二倍体、多倍体和单倍体。
能力目标。通过自主预学，提高自主学习、识图、辨图和获取信息的能力;通过实例的分析，具备分析、辨别和归纳概念的能力。
情感目标。认同染色体变异与人类健康的关系，形成热爱生命、珍惜生命和保护生命的社会责任感。
三、教学过程
1.新闻导入，引出课题
教师播放“邯郸发现罕见人类染色体异常核型”的视频，指出人类的一些疾病是由染色体异常引起的，自然引出本节课的课题——染色体变异。
设计意图：由源于生活的新闻报道导入，一方面迅速集中学生注意力，激发学生的求知欲望;另一方面，使学生直观地感受到染色体变异与人类健康的关系，进而激发学生热爱生命、关爱生命的社会责任感。
2.设置疑问，自主预学
教师设疑：染色体结构的变异有哪些类型？这些类型对生物体的性状有影响吗？指导学生对照教材完成自学。教师播放染色体结构变异的Flash动画，学生分析动画，判断染色体结构变异的类型，小组代表汇报：染色体结构的变异有染色体片段的缺失、重复、易位和倒位四种类型。教师总结：缺失和重复导致染色体上基因数目的改变，易位和倒位导致染色体上基因排列顺序发生改变。最后师生共同总结得出：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数量和排列顺序发生改变，而导致生物性状的变异。
3.构建模型，形成概念
活动1：利用橡皮泥构建雌雄果蝇体细胞和生殖细胞中染色体组成的物理模型。
教师提供雌雄果蝇体细胞中染色体数目的相关资料，及红色和蓝色两种橡皮泥，要求学生利用这两种橡皮泥做出果蝇的染色体，构建出雌雄果蝇体细胞中染色体组成的物理模型。一个小组的同学在白板上构建模型，并派代表汇报模型构建的理由，其他小组同学评价白板上摆出的模型，并检查、修正自己的模型。
教师要求学生进一步构建果蝇的精子和卵细胞中染色体组成的物理模型，引导学生评价白板上摆出的模型，对比各自小组构建的模型与白板上摆出的模型是否相同。由于减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，果蝇的不同精原细胞可能产生相同或者不同的精子（染色体的颜色组成不同），卵细胞也是如此，所以各小组会出现不同的摆法。
设计意图：通过构建模型，帮助学生回忆常染色体、性染色体和同源染色体等知识，让学生体会到果蝇体细胞中染色体的组成特点。同时，根据回忆减数分裂过程中的染色体行为变化的特点，构建出精子和卵细胞中染色体组成的物理模型，为后面染色体组概念的学习做好铺垫。
活动2：创设问题情境，构建染色体组的概念模型。
教师讲授：像果蝇的精子或卵细胞中这四条染色体组成果蝇的一个染色体组，请分析一个染色体组中的染色体有何特点？尝试给染色体组下个定义。在问题的引导下，学生结合对精子、卵细胞中染色体的分析，总结出：组成染色体组的染色体在形态和功能上各不相同，是一組非同源染色体。教师设疑：若拿走精子中的一条染色体，剩下的三条染色体是否还是果蝇的一个染色体组？学生讨论交流。教师讲授：果蝇精子和卵细胞中的染色体虽然只有体细胞的一半，但染色体上的基因种类是齐全的，即拥有控制本物种生长、发育、遗传和变异的一整套遗传物质。师生完善染色体组的概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长发育、遗传变异。进一步构建染色体组的概念模型。
设计意图：通过比较雌雄果蝇体细胞以及精子和卵细胞中的染色体组成，使学生获得对染色体组内染色体特点的初步认识;创设问题情境，给予必要点拨，帮助学生理解一个染色体组携带全部遗传信息，从基因组成特点出发构建染色体组的概念模型。
4.运用类比，形成概念
教师设疑：由于果蝇体细胞中有两个染色体组，所以果蝇是二倍体生物，那么体细胞中含有两个染色体组的生物就是二倍体，对吗？教师利用PPT课件呈现蜜蜂的相关资料：庞大的蜜蜂群体中有三种类型的蜜蜂，即蜂王、工蜂和雄蜂。工蜂，其实就是生殖器官没有发育完全的雌蜂，工蜂与蜂王都是由受精卵发育而来的，它们的体细胞中都含有两个染色体组和32条染色体。引导学生结合蜜蜂的小资料思考刚刚给出的概念是否严谨，进而完善二倍体的概念，突出概念中的另一个关键点：由受精卵发育而来，即二倍体是由受精卵发育而来的，体细胞中含有两个染色体组的个体。根据二倍体概念，引导学生尝试建构三倍体、四倍体和多倍体的概念。
设计意图：通过有意让学生尝试建构二倍体概念，从而暴露出学生的认知欠缺：认为体细胞含有两个染色体组的个体就是二倍体;通过资料分析，引导学生完善“二倍体”的科学概念，再运用类比、归纳的思维方法形成三倍体、多倍体等的概念，以锻炼学生归纳总结的能力，激发学生的学习热情。
5. 引发认知冲突，完善概念
教师呈现蜜蜂的第二则资料：蜂王的主要任务是产卵。蜂王与雄蜂交配受精后就会产卵，但不是所产的卵都受精。产下的受精卵，发育成雌蜂（即工蜂和蜂王）;产下的未受精的卵，会经过24天发育成雄蜂。引导学生根据资料分析雄蜂体细胞中染色体和染色体组的数目，告知学生像雄蜂这样的个体就称为单倍体生物。为了建构单倍体概念，教师呈现花药离体培养技术的文字和图片资料，提示学生“由卵细胞发育而来的雄峰是单倍体生物，由花药里的花粉（精子）发育而来的植株也是单倍体生物，进而得出单倍体的概念：由配子（卵细胞或精子）直接发育而来的个体，无论体细胞中有几个染色体组，都叫单倍体。
在这一环节，也可以设计表格让学生从具体的染色体数目和染色体组数目进行对比分析，最终形成单倍体概念。
设计意图：通过提供蜜蜂群体的相关资料并加以分析说明，使学生直观地认识单倍体的概念内涵。
四、教学反思
本节课以新课程理念为指导，倡导自主、合作、探究的学习方式，采用演绎、归纳、类比等多元化教学手段，为学生提供足够的感性材料，让学生在现实生活的背景下学习，主动参与概念的形成和完善。充分体现“做中学”的教学思想，通过构建模型等活动，让学生在学习时真正动起来，引导学生多角度、多方位立体透视概念的内涵与外延，从而有效突破教学重难点。
[? ?参? ?考? ?文? ?献? ?]
肖巧玲.高中生生物学前科学概念转变的教学模型研究[J]. 教学评论，2014（8）：126-128.
（责任编辑 黄春香）
