常水晶
進入計算機信息化時代后,多媒體技術(shù)在生物教學中得到廣泛應用。運用多媒體教學可以直觀的展示生物的動態(tài)變化,但是演示過程快,學生很難把握重點。筆者認為使用自制教具依然是當今多媒體教學的重要補充手段,對提高學生生物學學習興趣,幫助學生理解生物學知識具有重要作用。
1 設(shè)計思路
“減數(shù)分裂”是高中生物教學中的重點內(nèi)容之一。它以細胞學知識、染色體知識、有絲分裂知識、生殖種類知識為基礎(chǔ),既是生殖細胞形成的基礎(chǔ),又是遺傳和變異的細胞基礎(chǔ)。由于減數(shù)分裂是一個比較抽象的過程,學生在學習過程中對同源染色體、四分體的概念以及染色體行為的變化規(guī)律的理解較為困難,其中染色體行為的變化規(guī)律既是難點又是重點,初學者對此缺乏感性認識,難以抓住其本質(zhì)?;谏鲜鲈?,筆者考慮制作直觀的教具模型將染色體的變化過程動態(tài)展現(xiàn)出來,使學生通過親自操作教具,掌握減數(shù)分裂過程及相關(guān)知識。
2 材料用具
A3白紙、A3硬紙板、兩種顏色的卡紙、黑色線繩、白色彈力繩、紐扣磁鐵、固體膠、剪刀、針線。
3 制作方法
(1) 根據(jù)A3白紙的大小,將不同時期的細胞結(jié)構(gòu)(包括細胞膜、核膜、核仁、中心體)打印在A3白紙上,將打印有不同時期細胞的紙張分別粘貼在A3硬紙板上。
(2) 用兩種不同顏色的卡紙代表兩種同源染色體,同種顏色大小不同的染色體代表來自同一方的不同染色體。每種卡紙用剪刀剪成細線狀、波浪狀、棒狀紙條若干。細線狀的代表染色質(zhì),波浪狀的代表染色質(zhì)向染色體的過渡階段,棒狀的代表染色體。
(3) 在標有精原細胞圖板的相應位置粘貼等量兩種顏色的絲狀紙條,表示精原細胞通過有絲分裂增殖(紙板1)。
(4) 將兩條同種顏色的波浪狀紙條粘在一起,代表每一條染色體上含有兩條姐妹染色單體,此時精原細胞復制后已形成初級精母細胞(紙板2)(圖1)。
(5) 用黑線把兩條棒狀染色體十字交叉縫在一起,把十字交叉的染色體用黑線固定于中心體處,在背面留有一定的活動黑線,使染色體可以通過對黑線的拉拽分布在細胞的不同位置,每對同源染色體之間用白色的彈力繩連接,以保證同源染色體的相應動態(tài)變化順利進行(紙板3)。
(6) 為幫助學生更好的理解減數(shù)第一次分裂的后期同源染色體分離、非同源染色體自由組合的不同情況,相應制作兩種教具(圖2)。
(7) 2個后期細胞采用折紙的方式,隱藏部分細胞,剩余部分連成一個細胞,展示第一次及第二次分裂后期,通過拉伸把隱藏部分的細胞顯示出來,細胞就變成縊裂的后期。
(8) 把帶紐扣磁鐵的兩部分分別隱藏在姐妹染色單體的著絲點處,通過磁性吸在一起,染色體的著絲點斷裂是通過黑線的牽引使磁鐵分開移向兩極。
(9) 減數(shù)第二次分裂的末期、精子變形過程采用繪制出細胞的結(jié)構(gòu)(細胞膜、核膜、核仁),粘貼相應時期染色體的方式呈現(xiàn)。
4 使用方法
(1) 展示動物細胞2N=4的生物,體細胞(精原細胞)結(jié)構(gòu)及通過有絲分裂不斷使細胞數(shù)量增多(紙板1)。
(2) 展示細胞的結(jié)構(gòu)(細胞膜、核膜、核仁),用不同顏色的卡紙代表攜帶姐妹染色單體的同源染色質(zhì)散亂的分布在細胞中(紙板2)。
(3) 兩條同源染色體在相連的細繩拉扯及重力的作用下會表現(xiàn)出聯(lián)會的四分體(減Ⅰ前),通過拉拽星射線(黑線)使染色體排在細胞中央(減Ⅰ中),拉伸紙板使隱藏在后面的部分顯示(減Ⅰ后),攜帶染色單體的染色體分別移向兩極。紙板3共有兩組,可以分兩組演示減Ⅰ后期同源染色體分離,非同源染色體自由組合對子細胞中染色體的影響(紙板3)。
(4) 由于減Ⅰ后期同源染色體分離,非同源染色體自由組合的情況不同,所以產(chǎn)生的子細胞中染色體的組成也不同,因此紙板4也分為兩組,放松黑線使染色體隨機自然的分布在細胞中(減Ⅱ前),拉動黑線使染色體的著絲點的位置移動到細胞的中央(減Ⅱ中),拉伸紙板使隱藏在后面的部分顯示,染色體的著絲點自然分開(減Ⅱ后)(紙板4)。
(5) 由于減Ⅰ后染色體的分配情況不同,所以減Ⅱ后產(chǎn)生的精細胞也有不同情況,分兩組展示(紙板5)。
(6) 完成減數(shù)分裂后,精細胞需要變形才能形成具有生殖功能的精子,分兩組展示(紙板6)。
5 教具特點
本套教具設(shè)計的創(chuàng)新之處在于直觀地演示了動物細胞減數(shù)分裂過程中不同時期的染色體數(shù)量與行為變化,使抽象的細胞減數(shù)分裂中染色體的變化動態(tài)化、具體化,以細胞的名稱作為分界,便于學生記憶。教師在教學中,將本套教具,與多媒體技術(shù)聯(lián)合使用,可以幫助學生理解減數(shù)第一次分裂前期同源染色體的交叉互換、減數(shù)第一次分裂同源染色體分離和非同源染色體的自由組合等過程,使教學更為形象直觀、生動有趣。本套教具制作材料低廉,制作方法簡單,演示操作方便,特別適合受到教學硬件限制的學校。