北京市延慶縣第一中學(xué) 李 鑫

一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)

皮亞杰（J.piaget）的建構(gòu)主義理論，布魯納的結(jié)構(gòu)主義理論及羅杰斯的人本主義理論三種理論強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，是信息加工的主體，即學(xué)生的主體性，這三者均與學(xué)生自主學(xué)習(xí)有關(guān)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在認(rèn)知過程中的自我思維與體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力。所謂自主性學(xué)習(xí)，是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)活動(dòng)中具有主體意識(shí)和元認(rèn)知能力，發(fā)揮自主性和創(chuàng)造性的一種學(xué)習(xí)過程或?qū)W習(xí)方式。如在授課過程中，可以利用模型建構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》“科學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”中，把科學(xué)主題的重點(diǎn)定位為“所有學(xué)生需要了解、理解和運(yùn)用科學(xué)事實(shí)、概念、原理和模型”。 在9～12年級(jí)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，進(jìn)一步把“運(yùn)用邏輯和證據(jù)來構(gòu)造和修改科學(xué)解釋和科學(xué)模型”和“承認(rèn)并分析其他解釋模型”作為進(jìn)行探究所需要的基本能力。 “模型是用來顯示復(fù)雜事物或過程的表現(xiàn)手段。建立模型（making model）能幫助人們理解他們無法直接觀察到的事物?？茖W(xué)家經(jīng)常用模型來代表非常龐大或者極其微小的事物┅┅”作為現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識(shí)手段和思維方法，模型具有兩個(gè)方面的含義：一是抽象化，二是具體化。模型具有解釋、預(yù)見、發(fā)現(xiàn)和啟示功能。建立模型使抽象變得具體、直觀，促進(jìn)學(xué)生思維和探究，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

本節(jié)課的設(shè)計(jì)結(jié)合高中學(xué)生的認(rèn)知能力，通過環(huán)環(huán)相扣的問題鏈，以探究為核心，啟發(fā)學(xué)生在情境中思考，在參與教學(xué)活動(dòng)的過程中，以建構(gòu)物理模型為中心，以有絲分裂為載體，提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生能夠在深入理解生物學(xué)概念的同時(shí)，發(fā)展他們較高層次的認(rèn)知能力和理性思維的習(xí)慣。

二、教學(xué)背景

1.教學(xué)內(nèi)容

細(xì)胞有絲分裂過程，本節(jié)是在學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能，以及初中所學(xué)的細(xì)胞需要增殖的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討細(xì)胞如何進(jìn)行增殖，所有問題圍繞著一個(gè)主題展開：細(xì)胞進(jìn)行增殖，如何保證其遺傳物質(zhì)的準(zhǔn)確傳遞，這個(gè)問題主要包括了兩大部分內(nèi)容：一是遺傳物質(zhì)在數(shù)量上如何保證親子代一致。二是遺傳物質(zhì)在分裂過程中的行為變化。前者引出問題的關(guān)鍵，指出整節(jié)課的主線，后者圍繞前者進(jìn)行展開，是進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的很好素材，有利于學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。后者的學(xué)習(xí)要求學(xué)生必須展開想象力，在頭腦中構(gòu)建有絲分裂的物理模型，理解和掌握有絲分裂的過程，為學(xué)習(xí)下一章減數(shù)分裂做知識(shí)儲(chǔ)備。

2.學(xué)生情況

通過初中和前一段的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能，知道了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)并且知道細(xì)胞需要不斷增殖，為本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還不完善，對(duì)事物的探索充滿好奇心，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并對(duì)探索科學(xué)的過程、方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考。 所以在本節(jié)教學(xué)的設(shè)計(jì)中希望充分利用學(xué)生已有的知識(shí)和個(gè)性上的特征，引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)的邏輯思維路線，從提供的材料中去主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行分析、推測(cè)和探究，最終得到符合邏輯的結(jié)論。

3.教學(xué)方式

模型建構(gòu)與自主學(xué)習(xí)相結(jié)合。

4.教學(xué)手段

以信息技術(shù)為依托，通過PPt演示文稿形式呈現(xiàn)有關(guān)研究資料和圖片，引導(dǎo)學(xué)生分析和構(gòu)建有絲分裂模型。

三、教學(xué)流程

有關(guān)于有絲分裂的講授，在每個(gè)班都做了很多的嘗試和努力，才斟酌出一套較為完善的引導(dǎo)性問題串和學(xué)生活動(dòng)。

最開始的思路，因?yàn)闆]有充分了解學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，認(rèn)為學(xué)生具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，并且分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立。所以第一個(gè)問題，設(shè)置為：細(xì)胞分裂產(chǎn)生什么結(jié)果。學(xué)生的回答和預(yù)期大不相同，因?yàn)閷W(xué)生分析思維的目的性還不完善，這就讓引出后期的問題，如DNA的存在形式，行為變化的引導(dǎo)，出現(xiàn)了很大的障礙，后續(xù)的運(yùn)用模型建構(gòu)也出現(xiàn)困難。

在經(jīng)過修改之后，在后續(xù)試講班級(jí)有了如下調(diào)整。這節(jié)課運(yùn)用一個(gè)問題引出：在分裂過程中，什么物質(zhì)的分配更為重要？我們可以引出DNA在細(xì)胞中的存在形態(tài)這個(gè)問題。并且由此引出分配過程中，是以何種形式進(jìn)行分配，同時(shí)利用耳機(jī)線模型，引導(dǎo)分配時(shí)遺傳物質(zhì)的形態(tài)以染色體形態(tài)時(shí)更加不易出錯(cuò)，這樣就給了學(xué)生思維一個(gè)導(dǎo)向性。這樣對(duì)于學(xué)生現(xiàn)有的邏輯能力有很大的指引。

接下來運(yùn)用果蠅的染色體，講解所蘊(yùn)含的的遺傳信息線性分布，不能丟失，為隨后的問題：一分為二的兩個(gè)細(xì)胞是否完全一樣打下基礎(chǔ)，學(xué)生能夠理解，遺傳物質(zhì)需要平均分配。這樣以問題串的方式，學(xué)生循序漸進(jìn)的掌握了有絲分裂的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

然后，再讓學(xué)生利用電線模型，模擬有絲分裂過程中染色體的平均分配過程，在模擬過程中，學(xué)生就會(huì)碰到一個(gè)問題：最開始的遺傳物質(zhì)有一份，平均分配的遺傳物質(zhì)有兩份，那應(yīng)該怎么辦？有些學(xué)生能夠想到復(fù)制，這就通過學(xué)生思維的碰撞，掌握了有絲分裂第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。有些同學(xué)的想法可能會(huì)有一些問題。我利用錄像機(jī)，將學(xué)生的活動(dòng)記錄下來，在全班進(jìn)行展示，分析每個(gè)想法的可行性和不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤健Ｗ詈?，觀看電鏡下真實(shí)有絲分裂的過程，給一些典型的時(shí)期命名。

通過問題串和學(xué)生活動(dòng)，利用學(xué)生在這個(gè)過程中生成性的想法引導(dǎo)學(xué)生感受遺傳物質(zhì)的復(fù)制和平均分配。學(xué)生活動(dòng)充分，思維活躍，授課效果良好。

四、本教學(xué)設(shè)計(jì)與以往或其他教學(xué)設(shè)計(jì)相比的特點(diǎn)

對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)，教師采用講授和灌輸?shù)姆椒?，教師在黑板上畫圖，學(xué)生在下面抄筆記，但一節(jié)課講完，學(xué)生不理解這樣分裂的意義，也就記不住有絲分裂的過程，因此在傳統(tǒng)教學(xué)中，一直認(rèn)為有絲分裂是難點(diǎn)。隨著信息技術(shù)在生物教學(xué)中不斷利用，教師漸漸改進(jìn)了教學(xué)措施，加入了PPT，掛畫，視頻等輔助工具，這雖然對(duì)于學(xué)生的理解有了一定的幫助，但是依然是以講授和灌輸為主，學(xué)生對(duì)于知識(shí)依然是死記硬背，不能夠很好的運(yùn)用和掌握。但本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)完全打破了傳統(tǒng)意義上的教學(xué)模式，以構(gòu)建模型為方式方法，以對(duì)于學(xué)生理解和掌握知識(shí)最有幫助的自主性教學(xué)理念為載體，力求體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，倡導(dǎo)以探究為核心、注重合作，多樣化的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、主動(dòng)參與，學(xué)生各種能力得到鍛煉。重點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面。

第一，教師在備課過程中收集大量材料，合理選擇有絲分裂中遺傳物質(zhì)的變化特點(diǎn)，細(xì)致策劃一系列有遞進(jìn)關(guān)系和邏輯關(guān)系的問題串，創(chuàng)設(shè)情境，以建構(gòu)模型，科學(xué)探究的教學(xué)方式讓學(xué)生親身參教學(xué)問題的解決。

第二，利用多種演示手段，有效提高了學(xué)習(xí)效果。通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，模型和多媒體技術(shù)的合理配合使用，力求最大程度上達(dá)到教學(xué)效果，落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。

第三，通過這一次模型構(gòu)建，充分發(fā)揮學(xué)生積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，按照學(xué)生自己的思路，自主動(dòng)手，相互協(xié)作，領(lǐng)悟有絲分裂的特點(diǎn)、體驗(yàn)成功的快樂，更好地掌握其分裂特征，不僅為后續(xù)的學(xué)習(xí)做好鋪墊，而且激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情與興趣，鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。同時(shí)教師注重對(duì)學(xué)生的情感教育，引導(dǎo)學(xué)生初步養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

五、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

本節(jié)的設(shè)計(jì)，主要采用形成性評(píng)價(jià)的方式。由于探究性教學(xué)其固有的開放性，學(xué)生的思維一旦激活，“火花”就會(huì)四處綻放，特別是一些開放性較強(qiáng)的問題。所以學(xué)生的答案可能沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)有一些不得要領(lǐng)甚至是錯(cuò)誤的答案。面對(duì)這種情況，教師切忌進(jìn)行消極評(píng)價(jià)，打擊他們的積極性，作為教師要想盡辦法鼓勵(lì)學(xué)生，保護(hù)學(xué)生思維的火花。評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是：回答問題和提出問題的積極性、主動(dòng)性，建構(gòu)模型中的表現(xiàn)和完成情況等。教師在及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，根據(jù)學(xué)生回答的問題及時(shí)、適度調(diào)整自己的教學(xué)方向與進(jìn)度。

通過此節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于有絲分裂有了深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)于他們理解減數(shù)分裂有積極的幫助，如在其他班講述減數(shù)分裂，學(xué)生無法理解染色體變化情況，而在通過建構(gòu)模型學(xué)習(xí)有絲分裂的班級(jí)中，學(xué)生對(duì)于減數(shù)分裂有更好地理解。最后的期末考試中，這幾個(gè)班的學(xué)生在關(guān)于分裂的問題上，較其他班來說，錯(cuò)題率大大降低。

如選擇題3：

3.與有絲分裂相比較，不屬于減數(shù)分裂所特有的是（ ）

A.在一定的發(fā)育階段和一定的場(chǎng)所進(jìn)行

B.同源染色體分離導(dǎo)致染色體數(shù)目減半

C.子細(xì)胞的遺傳信息組合可能是不同的

D.復(fù)制后的DNA隨著絲點(diǎn)的分裂而分開

?

如選擇題14：

14.下圖是動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過程，一個(gè)細(xì)胞中染色體數(shù)目變化規(guī)律的曲線和分裂過程中各分裂相之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，其中錯(cuò)誤有

理科普通班學(xué)生正答率如下圖

其中7班為筆者所教班級(jí)，10班為試講班級(jí)?？梢姡谄叫邪嘀?，運(yùn)用模型建構(gòu)來講授兩種分裂的班級(jí)正答率更高一些。原因可能是模型建構(gòu)可以變抽象為具體，學(xué)生自主參與的模型構(gòu)建，讓學(xué)生更加深層次的理解知識(shí)，記憶也更加深刻，并且也可以鍛煉思維和邏輯。

這些數(shù)據(jù)都說明在生物教學(xué)中融入模型教學(xué)方法能夠有效地提升教學(xué)效果，不僅能夠幫助學(xué)生理解生物知識(shí)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，拓展學(xué)生思維，而且還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，有助于他們自主學(xué)習(xí)?？傊?，這種利用建構(gòu)模型來激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，應(yīng)更多的用于日常的教學(xué)中。