寧國(guó)虎

摘 要：在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，以染色體變異為例，結(jié)合高中生物學(xué)概念教學(xué)，從創(chuàng)設(shè)情境引入概念、巧設(shè)活動(dòng)建構(gòu)概念、繪制概念圖整合概念、歸納總結(jié)深化概念四個(gè)層面進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：生物學(xué);概念教學(xué);教學(xué)策略;生命觀念

在生物學(xué)概念的支持下，學(xué)生在知識(shí)系統(tǒng)的建構(gòu)與完善中，確立了自己的生活理念。在實(shí)踐中，教師常常注重對(duì)概念的內(nèi)涵與外延的傳授，而忽視了對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng)，致使他們無(wú)法將其與自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化。在教學(xué)中，教師要以“生命理念”為指導(dǎo)，注重“概念”的構(gòu)建，從而探索“生命”的規(guī)律;認(rèn)識(shí)、理解、尊重生命。本文以“染色體變異”教案為案例，將重點(diǎn)放在概念教學(xué)中，并將其貫徹到實(shí)踐中?！叭旧w變異”包括染色體組、單倍體、二倍體;許多不同的、相互聯(lián)系的多倍體概念。在這些概念中，染色體組是一個(gè)重要的概念。生物學(xué)概念的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生的生命理念的重要依據(jù)和支撐。這一部分通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、巧設(shè)探究活動(dòng)、畫概念圖等方式，為一線教師的教學(xué)工作提供借鑒。

一、教材分析及設(shè)計(jì)思路

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中的一個(gè)重要概念是“基因突變、染色體變異和基因重組所產(chǎn)生的變異可以被遺傳”，第二位概念“例如染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量變異會(huì)導(dǎo)致生物特征的變化，甚至是死亡”。在分子層面上，學(xué)生已經(jīng)了解到了基因變異的基本理論，同時(shí)，也為了解基因的變化提供了研究的依據(jù)。但是，由于缺少有關(guān)生物學(xué)事實(shí)的支持，學(xué)生很難理解與“染色體變異”有關(guān)的概念。本課程旨在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用探究式的方法進(jìn)行概念建構(gòu)：首先，以姊妹染色單體的交叉交換為切入點(diǎn)。運(yùn)用模型構(gòu)建的方法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)染色體斷裂后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和推理。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)了染色體結(jié)構(gòu)變異的含義。其次，根據(jù)細(xì)胞增殖過(guò)程中的染色體分布情況，對(duì)染色體異常分布及其結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)而確定染色體數(shù)量變異的定義和分類。再次，利用模型構(gòu)建的方法，構(gòu)造一種新的染色體群。最后，利用數(shù)據(jù)分析，建立了多倍、單倍數(shù)的概念。通過(guò)這種方法，使學(xué)生在科學(xué)探索中運(yùn)用分析、判斷和推理;以模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建與遺傳有關(guān)的概念，并以此為基礎(chǔ)，探討

其變異的含義，從而逐漸建立起“演化和適應(yīng)”的生活

理念。

二、教學(xué)目標(biāo)

在課程內(nèi)容、學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的核心素質(zhì)要求，制訂了以下的教學(xué)目標(biāo)：

1.探討染色體在增殖時(shí)可能出現(xiàn)的改變。明確染色體結(jié)構(gòu)變異的定義和分類，并對(duì)其在細(xì)胞增殖中的分布進(jìn)行研究。闡述染色體組、二倍體、多倍體、單倍體等的概念。對(duì)染色體變異的重要性進(jìn)行討論，并確立生物演化和適應(yīng)的概念。

2.通過(guò)對(duì)細(xì)胞增殖過(guò)程中染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)量的不正常改變進(jìn)行分析，運(yùn)用分析、推理、歸納等方法，得出染色體變異等相關(guān)概念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思考能力。

3.通過(guò)觀察、數(shù)據(jù)分析、模型構(gòu)建等方法，探討染色體異常變異的成因和種類，以促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)探究。

4.利用遺傳變異的概念，說(shuō)明遺傳變異技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，以增強(qiáng)解決生產(chǎn)問(wèn)題的能力，并建立起社會(huì)責(zé)任。

三、教學(xué)措施

（一）創(chuàng)設(shè)情境引入概念，滲透生命觀念

根據(jù)布魯納的觀點(diǎn)。學(xué)生不僅是被動(dòng)接受知識(shí)的主體，而且是主動(dòng)的信息處理主體，在知識(shí)體驗(yàn)與認(rèn)知沖突的背景下，學(xué)生接受知識(shí)的過(guò)程應(yīng)當(dāng)是通過(guò)分析、檢驗(yàn)、批判現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的信息而引起的概念轉(zhuǎn)換和結(jié)構(gòu)重構(gòu)。這種學(xué)習(xí)是一個(gè)新的、舊的體驗(yàn)交互的過(guò)程，它包括對(duì)已有的體驗(yàn)的處理與重構(gòu)，以及對(duì)信息的意義的構(gòu)建。教師通過(guò)對(duì)比新概念與舊概念之間的差異與關(guān)聯(lián)，提煉出生物學(xué)的基本思想，并使其初步滲透。通過(guò)學(xué)習(xí)減數(shù)分裂與重組，學(xué)生對(duì)同源染色體及相互交換等概念有了一定的認(rèn)識(shí)。教師出示圖片1，詢問(wèn)A和B是否都有遺傳重組，如果不是，那是什么基因突變？教師以“交換”“易位”為例，引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)比與探討中突破了原來(lái)的認(rèn)知框架。教師用多媒體展示缺失、重復(fù)、易位和倒位四種不同基因結(jié)構(gòu)的特征，并結(jié)合具體的例子分析基因變化對(duì)基因的影響。

（二）巧設(shè)探究性活動(dòng)，形成創(chuàng)新性生命理念

創(chuàng)設(shè)新的生物學(xué)概念的有效途徑可以是分析、判斷、推理、歸納的生物現(xiàn)象;學(xué)生通過(guò)調(diào)查、模擬模型的構(gòu)建和探索，通過(guò)對(duì)比和抽象化來(lái)建構(gòu)概念，形成生命觀念。其中探究式學(xué)習(xí)是新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡的一種思想，它是一種使學(xué)生了解生活、探究生活規(guī)律的有效方法。

1.建構(gòu)核心概念：染色體組

染色體組的概念比較抽象。學(xué)生很難領(lǐng)會(huì)它的精髓。教師可以利用已學(xué)到的減數(shù)分裂知識(shí)，通過(guò)對(duì)兩性體細(xì)胞的染色體組合，指導(dǎo)學(xué)生積極探索，并參與到概念的構(gòu)建中。教師演示了雄性果蠅的體細(xì)胞染色體圖譜，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下面的調(diào)查。

研究一：畫出雄性果蠅的精子染色體，并考慮下列問(wèn)題：（1）雄性果蠅的精子有多少個(gè)染色體？（2）染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能特征如何？（3）染色體間的聯(lián)系是怎樣的？本實(shí)驗(yàn)首先介紹了一種具有不同形態(tài)、不同功能的染色體。

研究二：如果沒(méi)有分離出Ⅳ號(hào)染色體，則畫出雌性蒼蠅發(fā)育不正常的卵細(xì)胞的染色體結(jié)構(gòu)。探討如果卵細(xì)胞缺少一條染色體，會(huì)不會(huì)承載著所有的基因信息？怎么會(huì)這樣？透過(guò)練習(xí)二，讓學(xué)生總結(jié)出二號(hào)染色體的特征：一條染色體包含了所有的基因資訊，這些資訊都是影響成長(zhǎng)的因素。對(duì)染色體群的概念進(jìn)行了歸納，并將活動(dòng)1和活動(dòng)2的染色體群特征相結(jié)合。

研究三：通過(guò)對(duì)細(xì)胞染色體的簡(jiǎn)單分析（圖3）、基因型（圖4）、細(xì)胞分裂圖（圖5），指導(dǎo)學(xué)生判斷細(xì)胞的染色體組數(shù)量，以及對(duì)染色體組的判定。

2.明確概念的內(nèi)涵和外延，促進(jìn)概念的遷移

教師介紹了無(wú)子西瓜、雄蜂的形成，并將其與體細(xì)胞的染色體構(gòu)成相聯(lián)系，將其分為單倍體、二倍體和多倍體。當(dāng)學(xué)生清楚了這三種基因的不同之后，再接著問(wèn)：在圖6中，有多少種染色體？這是多少倍的生物？這時(shí)，學(xué)生對(duì)三倍體細(xì)胞和三倍細(xì)胞的看法有了不同。教師接著說(shuō)，如果這個(gè)生物是從配子中直接生長(zhǎng)出來(lái)的，那么這個(gè)細(xì)胞就會(huì)發(fā)展成一個(gè)多倍的個(gè)體。如果一個(gè)生命體是通過(guò)一個(gè)受精卵來(lái)孕育的，那么這個(gè)細(xì)胞就會(huì)變成三倍體。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，結(jié)合具體、鮮活、生動(dòng)的例子，加深對(duì)微生物多樣性之間的差異的認(rèn)識(shí)。

（三）巧妙使用概念圖，構(gòu)建知識(shí)體系，做到系統(tǒng)化

概念圖是把一個(gè)話題中的各個(gè)層次的概念或命題通過(guò)“節(jié)點(diǎn)”“鏈接”“相關(guān)的文本標(biāo)記”進(jìn)行聯(lián)系，從而在網(wǎng)絡(luò)上以圖形的方式表現(xiàn)出對(duì)某個(gè)話題的概念或命題的認(rèn)識(shí)。“染色體變異”一節(jié)涉及眾多、相互關(guān)聯(lián)的學(xué)科，以核心概念為中心，構(gòu)建思維導(dǎo)圖和甘特圖的方式，加深概念內(nèi)涵與外延的認(rèn)識(shí)，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。

（四）歸納與總結(jié)，深化概念，升華生命觀念

生命觀是由身體經(jīng)驗(yàn)所形成的一種認(rèn)識(shí)，是通過(guò)對(duì)生命現(xiàn)象及其聯(lián)系、特征的解釋、了解生物學(xué)中的重要概念后所形成的一種能力和性格，它可以從生物學(xué)角度解釋生命現(xiàn)象、探索生命活動(dòng)、解決生物學(xué)問(wèn)題。深化概念是指通過(guò)對(duì)概念的結(jié)構(gòu)和層次關(guān)系的梳理，使其更廣泛地運(yùn)用于各種概念，從而對(duì)生物學(xué)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行闡釋與解答，從而使其最終形成對(duì)生命的認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)生物學(xué)問(wèn)題的親身體驗(yàn)，通過(guò)對(duì)生物學(xué)問(wèn)題的感知和經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了“染色體組”的核心概念，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了初步的探討。通過(guò)對(duì)染色體變異的概念圖表的繪制，對(duì)各個(gè)層次的概念進(jìn)行了梳理，從而進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)和功能的觀點(diǎn)。但是，這種生活理念的思想與表達(dá)卻是膚淺的。只有把觀念應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，才能使觀念更深入、更完整、更豐富。在育種生產(chǎn)中，運(yùn)用了單倍體、多倍體的概念，以解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。只有這樣，才能建立起理性的生活理念。

四、結(jié)語(yǔ)

生物學(xué)概念教學(xué)使學(xué)生認(rèn)識(shí)生命的現(xiàn)象，探究生命的規(guī)律，達(dá)到認(rèn)識(shí)生命、理解生命、尊重生命的目的。對(duì)生物學(xué)概念的認(rèn)識(shí)與建構(gòu)，是培養(yǎng)學(xué)生生命意識(shí)的基礎(chǔ)，是構(gòu)建生物學(xué)核心知識(shí)系統(tǒng)，解決生物學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。

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