《受精作用》一课中的模型建构教学

    占燕青

    摘 要：以《受精作用》一课的教学为例，阐述了高中生物教学中模型建构科学方法的应用及其教学效果。

    关键词：高中生物教学;《受精作用》一课;模型建构

    模型建构的教学方法是一种科学的思维方法。模型建构方法是人们在认识世界的过程中，为了研究的方便和探讨事物的本身对一些复杂的对象进行一种简化的、概括性的描述，是以观察和实验为基础，采用理想化的办法所创造的，能再现事物本质和内在特性的一种简化模型，这种方法的思维过程要求学生在分析研究对象特征的过程中建立与之相适应的物理模型，通过模型思维进行推理。

    模型建构在高中生物教学中占有很重要的地位，在人教版高中教材中明确提出其定义，在三个必修模块中多个章节提到模型建构的方法。下面就以《受精作用》一课为例浅谈模型建构在高中生物教学中的应用。

    一、教材分析

    《受精作用》是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第2章第1节减数分裂和受精作用第3课时的内容，这一课时包含两个重要内容：一个是通过模型建构探究减数分裂形成配子的多样性，另一个是受精作用的过程和实质。这一课时的内容体现了减数分裂和受精作用的重要性，同时为学习第5章基因重组的类型和意义奠定了基础。

    二、学情分析

    由于学生受知识水平和思维能力限制，特别是教学内容本身是微观的又是动态的过程，给学生理解减数分裂形成配子具有多样性带来了一定的困难。

    三、教学设计

    问题导入：对人体而言，父亲体内所有的精原细胞染色体组成并无差异，母亲体内的卵原细胞也是如此，可是“一母生九子，九子各不同”这是什么原因造成的呢？同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？尝试用模型构建的方式来寻找配子中染色体组合多样性的原因。

    本节课的内容主要有四个活动。活动一，模拟含一对同源染色体的初级精母细胞减数分裂中染色体数目及主要行为的变化。活动二，模拟含两对同源染色体的初级精母细胞减数分裂中非同源染色体的自由组合。在这两个活动的教学过程中，学生同时尝试用两种方法完成模型建构。第一种，学生用A4纸画好细胞分裂图，用不同颜色的橡皮泥模拟同源染色体，模拟减数分裂过程中染色体的行为变化。第二种，制作白板课件，课件中的动画不是简单播放式的，其中的染色体是可以拖动的，学生通过拖动染色体完成减数分裂的模型构建过程。

    为了保证模型建构的效果，在动手之前先提出问题：“配子多样性的原因是什么？”让学生带着问题去建构模型。之后各小组展示自己的作品，学生对作品和结论进行交流和评价。这样不仅培养了学生的动手能力，同时培养了学生自主合作探究的精神，通过模拟染色体的动态行为变化，变抽象为具体，便于学生形象地理解。

    活动三，思考与讨论“一个含有n对同源染色体的精原细胞产生几种精子;卵原细胞产生几种卵细胞。一个含有n对同源染色体的雄性个体产生几种精子;雌性生物个体产生几种卵细胞。”活动四，播放视频，观察受精作用过程，引导学生总结受精作用的过程、实质和概念。通过问题引导，解决受精作用的结果和意义。

    四、教学反思

    本课设计开展“自主、合作、探究、设问、答疑”的学习方式，让学生成为课堂的真正主角，教师发挥引导者、组织者的作用。教学过程中不仅顺利完成了减数分裂产生配子的染色体组合类型的物理模型，而且培养了学生的动手能力、发现能力、逻辑归纳能力，同时还运用现代多媒体教学等直观手段，动静结合，宏观与微观结合，化抽象为具体，形象生动，突出重点，化难为易。这节课的顺利开展，最大的体会是对提问的处理和对学生活动的处理。对提问的处理多数先采用多媒体动画和视频创设情境的配合，直观且带有一定的思维性，同时容易调动学生兴趣。本节课有两个比较明显的学生活动，一是让学生模拟操作减数分裂中配子中染色体组合的多样性;二是让学生展示作品并交流評价。这些操作充分给予学生表现的空间、活动的空间、思维的空间，极大地调动了学生的求知欲和表现欲，并实现了把抽象的知识具体化，降低了学生的学习难度。让学生在良好的氛围中体验和感悟生物学知识，激发学生的学习热情。

    模型作为一种认识手段和思维方式，能使研究对象直观化和简化，生命活动复杂，通过模型建构能突出反映事物的本质特征，使生命现象或过程得到简化。因此在生物课堂教学中适当利用模型能够达到较好的教学效果。《普通高中生物课程标准》明确指出：“了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力”“获得生物学的基本事实、概念、原理、规律、模型等方面的基础知识”。可见模型建构的科学方法在高中生物教学中的地位。

    注：该文为2017年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题“高中生物教学中模型构建的策略研究”（批准号：GS[2017]GHB1395）成果系列研究成果之一。