◎福建省廈門市集美中學(xué) 高小燕

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）》（下面簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）要求學(xué)生要“獲得生物學(xué)基本事實、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識”。2011年版義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)明確倡導(dǎo)“關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)”。美國地平線研究組經(jīng)過了18個月的觀察，對364節(jié)課詳細分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)課堂主要特征是：（1）在課堂教學(xué)過程中，教師善用多種策略為某個科學(xué)概念提供清晰的闡釋；（2）吸引學(xué)生參加動腦筋的活動；（3）幫助學(xué)生理解學(xué)科的核心概念等?？梢?，高中生物教學(xué)應(yīng)重視生物核心概念的教學(xué)，核心概念的教學(xué)效果直接關(guān)系到學(xué)生對附屬概念的理解，從而影響學(xué)生知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

5E教學(xué)模式是基于建構(gòu)主義理論和概念轉(zhuǎn)變理論所開發(fā)的一種教學(xué)模式，該模式包括5個環(huán)節(jié)，即參與（engage）、探究（explore）、解釋（explain）、遷移（elaboration）和評價（evaluate），簡稱5E教學(xué)模式。5E教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生的主體性，通過探究活動解決學(xué)生對新舊概念的認知沖突，使學(xué)生能建構(gòu)并應(yīng)用新概念?，F(xiàn)以“染色體變異”一節(jié)教學(xué)為例闡述5E教學(xué)模式在高中生物學(xué)教學(xué)中的實踐。

一、分析教學(xué)內(nèi)容，把握核心概念

美國著名教育學(xué)家赫德（Hurd）認為，“組成科學(xué)課程中的概念和原理應(yīng)該能夠展現(xiàn)當(dāng)代學(xué)科圖景，是學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分，它們被稱為核心概念”。核心概念必須具備兩個特質(zhì)：第一，是對核心問題的反映；第二，具有統(tǒng)領(lǐng)性和包攝性?！叭旧w變異”一節(jié)中提到的概念有染色體變異、染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異、染色體組、二倍體、單倍體、多倍體、單倍體育種、多倍體育種等,且與學(xué)生已學(xué)的減數(shù)分裂、同源染色體、非同源染色體等概念有交叉。根據(jù)核心概念的兩個特質(zhì)，染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目個別的增加和減少具有不確定性，而以“染色體組”為單位的染色體數(shù)量的增加或減少在育種領(lǐng)域具有較高價值，是染色體變異的核心所在；同時“染色體組”這一概念又是二倍體、單倍體、多倍體等概念的基礎(chǔ)，具有統(tǒng)領(lǐng)作用；另外，“染色體組”這一概念的理解還有利于減數(shù)分裂、同源染色體、非同源染色體等概念的深度理解，“染色體組”可以理解為本節(jié)課的核心概念。

二、應(yīng)用5E教學(xué)模式，開展核心概念教學(xué)

1.激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)

參與環(huán)節(jié)的教學(xué)活動形式多樣，可以是教師提問、展示相異事件或提供問題情境，主要目的在于吸引學(xué)生的注意力和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過“減數(shù)分裂”一節(jié)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)學(xué)習(xí)了“同源染色體”概念，但這一概念在學(xué)習(xí)“染色體組”概念時存在隱蔽性。因此，在教學(xué)中教師應(yīng)該為學(xué)生提供暴露這些已有知識的機會。首先教師呈現(xiàn)雄果蠅體細胞染色體圖解，引導(dǎo)學(xué)生分析雄果蠅體細胞中同源染色體的對數(shù)。緊接著引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同編號染色體之間大小、形態(tài)的差異，復(fù)習(xí)“非同源染色體”概念。學(xué)生在問題情境中不斷對易混淆概念“同源染色體”“非同源染色體”進行識別與復(fù)習(xí)，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極參與本課學(xué)習(xí)，這是構(gòu)建科學(xué)概念的重要前提。

2.實施探究學(xué)習(xí)活動

《課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，促進學(xué)生在師生互動、生生互動的過中不斷完善、重組或細化自己的最初認識，使得某科學(xué)概念的認識更加清晰與準(zhǔn)確?？茖W(xué)探究活動要求學(xué)生能夠提出和識別問題、設(shè)計和實施方案、分析資料和證據(jù)、運用證據(jù)進行解釋，表達和交流。當(dāng)學(xué)生閱讀完果蠅體細胞染色體圖解后，開展探究學(xué)習(xí)活動，請學(xué)生在學(xué)案中繪出果蠅經(jīng)減數(shù)分裂形成的精子中的染色體的組成。也可以給每位學(xué)生分發(fā)橡皮泥，讓他們動手制作精子中染色體的組成。大多數(shù)學(xué)生能正確畫出或制作出精子中染色體組成。少數(shù)學(xué)生由于對減數(shù)分裂本質(zhì)理解不到位導(dǎo)致無法完成，這時教師要恰當(dāng)點撥：同源染色體分離，非同源染色體自由組合；引導(dǎo)學(xué)生尋找精子染色體在大小、形態(tài)上的區(qū)別，學(xué)生很容易得出“精子中染色體大小、形態(tài)不同”的結(jié)論，甚至有些學(xué)生能得出“精子中染色體均為非同源染色體”結(jié)論。學(xué)生通過探究已隱約得出“非同源染色體”與“染色體組”這一核心概念的本質(zhì)聯(lián)系。接著，教師將基因標(biāo)在染色體上，如A、a標(biāo)于Ⅱ號染色體上，B、b標(biāo)于Ⅲ號染色體上，再請學(xué)生畫出精子中染色體上基因的情況。通過動腦或動手操作學(xué)生不僅復(fù)習(xí)了減數(shù)分裂過程，而且對“染色體組”染色體組成、染色體以及“染色體組包含全部遺傳信息”有了較為深層次的理解。在探究過程中，教師是學(xué)習(xí)的促進者、觀察者、聆聽者，盡量不直接說答案，必要時通過問題或建議形式給予引導(dǎo)。雖然學(xué)生對于“染色體組”這一核心概念有了較為深層次的領(lǐng)會，但僅停留在感性認識階段，只是初步獲得染色體組的認識。

3.引導(dǎo)學(xué)生解釋概念

解釋是5E教學(xué)模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是考驗探究學(xué)習(xí)活動有效性的階段,這是使新概念、過程或方法明確化和可理解化的過程。教師可通過學(xué)生練習(xí)、解釋等形式，給學(xué)生表達其對核心概念理解的機會，從而了解學(xué)生對核心概念的掌握程度。如在本節(jié)解釋階段設(shè)置以下兩道習(xí)題。

習(xí)題1：圖中細胞含有幾個染色體組？

學(xué)生1：習(xí)題1中細胞包括3個染色體組。因為，細胞中含有的3條染色體大小、形態(tài)不同，為非同源染色體，每條非同源染色體為一組，故有3個染色體組。

學(xué)生2：我不太同意你的觀點。如果每條染色體為一組，那么你所說的“染色體組”并沒有包含這種生物體“全部遺傳信息”，我認為應(yīng)該是一個染色體組，因為它符合兩個條件：均由非同源染色體組成，且包含全部遺傳信息。

經(jīng)過兩位學(xué)生的解釋、分析，其他學(xué)生對“染色體組”的概念清晰了許多。解釋過程中需要一定的邏輯推理，教師在這過程中應(yīng)恰當(dāng)給予輔助，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下積極思考，并形成對概念的理解和應(yīng)用的技巧。

緊接著拋出更為復(fù)雜一些的習(xí)題2：某生物的基因型為AAaaBbbbCCCc，那么它有多少個染色體組？

學(xué)生1：標(biāo)著1，2，3的染色體均含有4條大小、形態(tài)一致的同源染色體，既然染色體組由非同源色體體構(gòu)成，一共可以組成4個染色體組。

這個學(xué)生的判斷方法獲得了同學(xué)們的認同，并一起歸納出如染色體組的判斷方法：圖形題就看同源染色體的條數(shù)；基因型題就數(shù)讀音重復(fù)次數(shù)。接著，教師利用學(xué)生的闡述進行簡潔、清晰和直接的歸納：細胞中一組非同源染色體，攜帶全部遺傳信息，叫做染色體組。

4.促進概念遷移

學(xué)生初步掌握“染色體組”核心概念后，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生明確核心概念的內(nèi)涵及外延，促進概念的應(yīng)用與遷移。教師先將教材中的4個材料進行整合并呈現(xiàn)于學(xué)案中。

材料1：人、果蠅、玉米體細胞中各含2個染色體組，都屬于二倍體。在自然界中，幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物均是二倍體。

材料2：普通小麥體內(nèi)有6個染色體組，馬鈴薯體內(nèi)有4個染色體組，香蕉體內(nèi)有3個染色體組，這些生物都稱為多倍體。

材料3：在初中生物學(xué)中學(xué)過蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵發(fā)育而成，屬于二倍體，而雄蜂由未受精的卵直接發(fā)育而成，體細胞中的染色體數(shù)是工蜂和蜂王的一半，稱為單倍體。自然條件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍體高等植物，偶爾也會出現(xiàn)由未受精的卵細胞發(fā)育而成的單倍體植物。

材料4：普通小麥體細胞中有6個染色體組，用其花藥離體培養(yǎng)形成的植株叫單倍體，其體細胞中含有3個染色體組。

學(xué)生閱讀了以上材料后，教師提出兩個問題：歸納二倍體、多倍體、單倍體的概念。判斷某一個體是單倍體還是多倍體的依據(jù)是什么？

學(xué)生利用材料1，2對二倍體、多倍體概念的回答通常是正確的，但對于單倍體的回答他們幾乎異口同聲答道：體細胞中有1個染色體組的個體叫單倍體。顯然他們只是初步將染色體組和二倍體、多倍體概念聯(lián)系在一起，但如何判斷單倍體和多倍體還比較迷茫。教師不著急指出他們對單倍體判斷的錯誤，給出下圖并提問：該圖所代表的生物個體是幾倍體？

這時，學(xué)生對多倍體、單倍體、染色體組這幾個概念之間的關(guān)聯(lián)和矛盾進一步激化。此時，教師應(yīng)給予學(xué)生思考、討論、理清概念的時間。很快地，學(xué)生利用材料4得知上圖代表的生物可能是二倍體也可能是單倍體，很自然地完成了對多倍體、單倍體兩個概念的比較分析，得出區(qū)別單倍體與多倍體的關(guān)鍵：個體發(fā)育的起點是受精卵還是配子、體細胞中染色體數(shù)目等。

5.進行概念學(xué)習(xí)評價

通過前面4個環(huán)節(jié)的教學(xué)，學(xué)生對于核心概念及其統(tǒng)領(lǐng)的普通概念的理解已經(jīng)較為深刻，這時以下列練習(xí)題觀察學(xué)生如何應(yīng)用新學(xué)的概念，并進行綜合評價，這樣既保證概念教學(xué)目標(biāo)的達成，也助于發(fā)現(xiàn)、改進概念教學(xué)。

右圖是果蠅的染色體組成，請根據(jù)圖回答下面的問題。

（1）這是_______性果蠅。

（2）圖中共有______個染色體組，是_____倍體。

（3）圖中有_____對同源染色體，____對常染色體。_____對等位基因，1和3是染色體，B和b是_____基因。在產(chǎn)生配子時，含AbCD的配子占_____。

（4）圖中不可表示果蠅哪一類細胞中的染色體組成？（ ）

A.受精卵 B.精原細胞 C.體細胞 D.卵原細胞

5E教學(xué)模式注重學(xué)生的活動，以學(xué)生為本，它要求學(xué)生在與學(xué)習(xí)內(nèi)容、教師和其他同學(xué)等互動過程中構(gòu)建、重組與修正自己對生物學(xué)概念的認識，這種互動不僅僅是動手活動，還包括動腦思考，最終達到提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)這一核心目標(biāo)。