龔雷雨 (無錫市教育科學(xué)研究院 江蘇無錫 214001)
“細(xì)胞的增殖”是《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》的一個(gè)重要主題。在高三專題復(fù)習(xí)階段,“細(xì)胞的增殖”應(yīng)涵蓋《必修1·分子與細(xì)胞》的“細(xì)胞的增殖”和《必修2·遺傳與進(jìn)化》的“遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)”。因其涉及無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂等諸多概念,加之眾多概念又具有微觀抽象的特點(diǎn),如何有效地組織學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)細(xì)胞增殖過程中遺傳物質(zhì)的傳遞規(guī)律,明晰核心概念,理解生命本質(zhì),培養(yǎng)生命觀念,是確保本專題復(fù)習(xí)成效的關(guān)鍵。筆者在選擇本專題復(fù)習(xí)策略時(shí),作了如下嘗試。
眾所周知,知識是能力提升、情感態(tài)度與價(jià)值觀養(yǎng)成的基礎(chǔ)、先導(dǎo)和載體。《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》非常重視“知識”層面要求的落實(shí),“課程目標(biāo)”中明確指出,學(xué)生通過高中生物課程的學(xué)習(xí),獲得生物科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)知識,了解并關(guān)注這些知識在生活、生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用等等。
“細(xì)胞的增殖”專題復(fù)習(xí)時(shí),教師可以先引導(dǎo)學(xué)生梳理知識體系,把關(guān)聯(lián)度較高的概念繪制成概念圖(圖1),從整體上理解知識結(jié)構(gòu)。
圖1 “細(xì)胞增殖”概念圖
針對上述概念圖,教師可以對學(xué)生進(jìn)行追問,促進(jìn)他們主動(dòng)建構(gòu)知識體系:蛙的紅細(xì)胞的分裂為什么叫無絲分裂?與無絲分裂相比,有絲分裂最明顯的特征是什么?以高等植物細(xì)胞為例,其有絲分裂各個(gè)時(shí)期有何主要特征?動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂又有哪些異同?減數(shù)分裂過程中染色體行為變化有哪些特殊性?教師通過引導(dǎo)學(xué)生梳理無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂等獨(dú)立概念,使學(xué)生在理解各自過程和主要特征的基礎(chǔ)上,建立起這些概念之間的聯(lián)系,從而將原本孤立的、零星的知識點(diǎn)串成有關(guān)聯(lián)的知識鏈、知識網(wǎng),最終形成較為完整的、系統(tǒng)的知識大框架。
事實(shí)上,教師要設(shè)法以最好的學(xué)習(xí)方式給予學(xué)生最基本的、最基礎(chǔ)的、最有用的、現(xiàn)代人不可缺少的知識。最好的學(xué)習(xí)就是主動(dòng)建構(gòu)的過程,即以原有的知識為基礎(chǔ),理解當(dāng)前的核心知識、重要概念及基本原理,解決本課時(shí)的基本問題,并為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定良好的知識基礎(chǔ)、能力基礎(chǔ)。
突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn),是課堂教學(xué)的共性話題。新課教學(xué)中,教師可以采用直觀教學(xué)法、教師講授法等方法,達(dá)成目標(biāo)。而上專題復(fù)習(xí)課時(shí),因知識、能力要求有所提升,容量、節(jié)奏及難度的增加,教師對教學(xué)方法的選擇則需另辟蹊徑。
“細(xì)胞的增殖”專題所述內(nèi)容的最大特點(diǎn)是比較抽象,概念又多,染色體、核DNA、染色單體等物質(zhì)(結(jié)構(gòu))的變化既復(fù)雜又有內(nèi)在的本質(zhì)的聯(lián)系。為此,教材在呈現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容時(shí)配備了許多插圖。教師要重視引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀圖文,進(jìn)行圖像辨析,認(rèn)真分析細(xì)胞周期中染色體形態(tài)、數(shù)目與DNA含量的關(guān)系,找出有絲分裂各時(shí)期細(xì)胞的特點(diǎn)和染色體變化的規(guī)律,進(jìn)一步比較動(dòng)植物細(xì)胞分裂過程的異同。另外,教師要鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)法用自己的語言,準(zhǔn)確描述細(xì)胞有絲分裂各期的變化特點(diǎn),把圖像中蘊(yùn)含活動(dòng)的生命變化,讀“活”、說“活”,從而掌握其本質(zhì)。
筆者以有絲分裂和減數(shù)分裂的前期比較為例,闡述如下。
教師要求學(xué)生思考并完成圖2的填空。
圖2 教師出示的填空圖
學(xué)生思考、回答問題的過程,其實(shí)就是一個(gè)溫故知新、科學(xué)思辨、主動(dòng)構(gòu)建的過程,他們要重溫同源染色體的概念,要回顧有絲分裂、減數(shù)分裂過程中各個(gè)時(shí)期的主要特征,要知曉聯(lián)會(huì)、四分體等現(xiàn)象。
在此基礎(chǔ)上,教師再把“三個(gè)前期”“三個(gè)中期”“三個(gè)后期”的圖像放在一起辨析,要求學(xué)生“讀活”圖像前后的過程,進(jìn)行列表比較。
教師通過演示和觀察,為學(xué)生提供必要的感性材料,引導(dǎo)學(xué)生剖析圖像的本質(zhì)差異,使學(xué)生理解生命的意義。教師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生將感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。學(xué)生通過思考與分析,掌握判斷細(xì)胞分裂方式的要素,上述例題中的基本問題也就迎刃而解了。
圖像辨析既是“細(xì)胞的增殖”專題復(fù)習(xí)中經(jīng)常采用的方法,也是歷年高考命題中經(jīng)常出彩之處。教學(xué)實(shí)踐證明,以典型例題引路,輔以變式訓(xùn)練,是突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的有效路徑。
通過“細(xì)胞的增殖”專題復(fù)習(xí),教師要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生命觀念,促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)過程和本質(zhì)的理解。對科學(xué)過程和本質(zhì)的理解,需要科學(xué)知識和科學(xué)史的支撐。為此,復(fù)習(xí)中教師要引導(dǎo)學(xué)生品讀章篇引言,品味生命個(gè)體的意義和生命周期的現(xiàn)象,并領(lǐng)悟細(xì)胞有絲分裂的重要意義:將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制之后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中,而染色體的復(fù)制,其本質(zhì)為DNA的復(fù)制;又由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。這樣,學(xué)生才能真正領(lǐng)會(huì)細(xì)胞的有絲分裂對于生物的遺傳的重要意義。
細(xì)胞增殖最本質(zhì)的意義在于實(shí)現(xiàn)遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞,為此細(xì)胞中發(fā)生了一系列的生命活動(dòng)的變化過程,而這一切又以染色體行為的變化為核心。在本專題復(fù)習(xí)中,教師要緊緊抓住染色體的行為變化這一主線作為學(xué)習(xí)載體,進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思維的訓(xùn)練。以有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體變化規(guī)律辨析為例,著重關(guān)注染色體的變化、染色單體的變化和同源染色體對數(shù)的變化。
(1)染色體的變化模型圖如圖3所示。
圖3 染色體的變化曲線
質(zhì)性判斷:看染色體峰值,最大數(shù)目加倍(為4N),則為有絲分裂;最大數(shù)目不加倍(為2N),則為減數(shù)分裂。
(2)染色單體變化的模型圖所圖4所示。
圖4 染色單體的變化曲線
思維解讀:
有絲分裂:其分裂間期,因染色體復(fù)制,染色單體形成,有絲分裂后期,因著絲點(diǎn)分裂,染色單體變?yōu)?(即0→4N→0)。
減數(shù)分裂:減I前間期,因染色體復(fù)制,染色單體形成(0→4N);減I末,因同源染色體分開,分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞,染色單體減半(4N→2N);減Ⅱ后,因著絲點(diǎn)分裂,染色單體消失(2N→0)。
(3)同源染色體對數(shù)變化的模型圖如圖5所示。
圖5 同源染色值對數(shù)的變化
思維解讀:
有絲分裂:后期時(shí)染色體數(shù)目加倍,同源染色體由n對(2n條)加倍成為2n對(4n條),子細(xì)胞中同源染色體仍為n對。減數(shù)分裂:減I后期同源染色體分開,分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞,次級性母細(xì)胞及生殖細(xì)胞或極體中不含同源染色體。
科學(xué)方法和科學(xué)思維訓(xùn)練是科學(xué)教育的核心。教師有效地利用生物科學(xué)知識、科學(xué)原理及科學(xué)現(xiàn)象這些要素,進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)思維訓(xùn)練,有利于學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)觀念、培養(yǎng)科學(xué)精神、訓(xùn)練科學(xué)方法、習(xí)得科學(xué)品質(zhì),形成重要的生命觀念,也會(huì)對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、工作起到啟蒙和指引作用。
當(dāng)然,理解生命本質(zhì),最重要的還是親歷實(shí)驗(yàn)和探究。所以,本專題復(fù)習(xí)時(shí),教師還要以實(shí)驗(yàn)和探究來提升和促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解、基本技能的養(yǎng)成。生物學(xué)課程理應(yīng)高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實(shí)踐經(jīng)歷,讓學(xué)生積極參與動(dòng)手又動(dòng)腦的活動(dòng),在探究實(shí)踐活動(dòng)中加深對生物學(xué)概念的理解,提升知識應(yīng)用和問題解決的能力。在生物學(xué)教學(xué)中組織探究性學(xué)習(xí)是落實(shí)核心素養(yǎng)、培養(yǎng)關(guān)鍵能力的關(guān)鍵??茖W(xué)探究既是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成,又是科學(xué)本質(zhì)的重要內(nèi)核。從課程角度分析,科學(xué)探究既是一種課程理念,又是一種教學(xué)方式,還是一種教學(xué)內(nèi)容。
就本專題而言,教師要深化“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)教學(xué),幫助學(xué)生習(xí)得批判性思維;深化“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生既會(huì)求結(jié)果和下結(jié)論,更會(huì)反思、交流和討論,學(xué)會(huì)科學(xué)探究的一般方法和流程,這些學(xué)科核心素養(yǎng)的形成將使學(xué)生終生受益。