浙江 葉建芳

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)(Project-Based Learning，PBL)是基于真實(shí)問(wèn)題探究的一種學(xué)習(xí)方式。它通常由真實(shí)情境引出一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，把教學(xué)重難點(diǎn)轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主題，強(qiáng)調(diào)源于真實(shí)生活、參與合作、注重成果輸出等特征。在高中生物學(xué)必修2“減數(shù)分裂”內(nèi)容的學(xué)習(xí)中引入同源染色體的概念，對(duì)其概念的理解和行為變化規(guī)律的學(xué)習(xí)是高中生物遺傳學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)，有著“承前”(有絲分裂相關(guān)內(nèi)容)“啟后”(等位基因相關(guān)內(nèi)容)的作用。建立一個(gè)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)課例，從實(shí)際情境出發(fā)，自主探究，利用模型道具突破同源染色體這個(gè)重難點(diǎn)知識(shí)，不僅可以提高課堂效率，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，是對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效落實(shí)?；诖耍P者嘗試開(kāi)展了“同源染色體”的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。

一、項(xiàng)目任務(wù)構(gòu)建

以同源染色體為該學(xué)習(xí)項(xiàng)目的主要任務(wù)，結(jié)合舊知(染色體分子組成、有絲分裂等相關(guān)內(nèi)容)引入新知(構(gòu)建模型，最終得出染色體組型圖)；在對(duì)染色體組型的分析中得出同源染色體的概念(結(jié)合模型展示)；接著在探究中過(guò)渡到其在減數(shù)分裂過(guò)程中的行為變化特征的學(xué)習(xí)(結(jié)合模型展示)。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)同源染色體概念的構(gòu)建，形成系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

二、實(shí)踐成果

經(jīng)過(guò)前期的資料收集、模型材料準(zhǔn)備、課件/學(xué)案制作等工作后，筆者成功開(kāi)設(shè)了一節(jié)同源染色體項(xiàng)目化教學(xué)課例，獲得了良好的教學(xué)效果。具體教學(xué)設(shè)計(jì)如下。

1.學(xué)習(xí)內(nèi)容與目標(biāo)分析

1.1 本節(jié)內(nèi)容概念的上下位關(guān)系分析(圖1)

1.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)分析

(1)以同源染色體為主線，組織內(nèi)容以實(shí)現(xiàn)對(duì)其概念的構(gòu)建。

(2)適度結(jié)合高中生物學(xué)其他相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，形成系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

2.教學(xué)流程

依照“情境—問(wèn)題—任務(wù)—活動(dòng)—評(píng)價(jià)”的思路，設(shè)計(jì)教學(xué)流程(圖2)。

3.教學(xué)過(guò)程

3.1 情境導(dǎo)入(模型制作，整理染色體)

教師：假設(shè)我們提取了一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞中的所有染色體，請(qǐng)同學(xué)們尋找規(guī)律，對(duì)它們進(jìn)行整理。

教師給出模型(圖3)，學(xué)生分組合作尋找規(guī)律，整理擺放。學(xué)生在嘗試中不斷修正，得到一幅有規(guī)律的染色體分布圖(圖4)。

圖3 散亂的染色體模型

圖4 整理后的染色體模型

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)自己動(dòng)手操作，學(xué)生對(duì)染色體組型圖的制作過(guò)程、染色體分類(lèi)排列依據(jù)有了初步認(rèn)識(shí)。從而為下一步提出染色體組型的概念做鋪墊。

3.2 任務(wù)一 (染色體組型的理解和分析)

教師：請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的分類(lèi)依據(jù)。

學(xué)生結(jié)合之前的活動(dòng)，提出自己的觀點(diǎn)：這些染色體有大小、形態(tài)、著絲粒位置區(qū)別等。

教師[展示染色體組型(圖5)]：同學(xué)們請(qǐng)看，根據(jù)染色體的大小、形態(tài)和著絲粒位置等特征對(duì)染色體進(jìn)行配對(duì)、分組、排隊(duì)，得到的這幅圖，我們將之稱(chēng)為染色體組型圖。請(qǐng)對(duì)比自己整理的圖進(jìn)行對(duì)比觀察。

圖5 染色體組型

學(xué)生在觀察、比較過(guò)程中教師可以適時(shí)引導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)在染色體組型圖中，放在一起的每?jī)蓷l染色體的形態(tài)、大小相同。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在自己制作的染色體組型圖和教師給出的染色體組型圖的比較中深入了解了染色體形態(tài)、大小、著絲粒位置等特征，并且得到同源染色體的初步印象，為下一環(huán)節(jié)做好鋪墊。

3.3 任務(wù)二 (模型制作，探究同源染色體的概念)

教師：同學(xué)們敏銳地觀察到，每?jī)蓷l染色體的形態(tài)、大小是相同的。這樣的兩條染色體稱(chēng)為同源染色體。

表1 活動(dòng)：探究同源染色體的概念

續(xù)表

圖6 一對(duì)同源染色體示例

圖7 故意出錯(cuò)教學(xué)示例

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在模型展示和比較探究中自發(fā)總結(jié)出同源染色體概念的要點(diǎn)為一對(duì)形態(tài)、大小一般相同，顏色不同，其中顏色不同代表這兩條染色體的來(lái)源不同。并且聯(lián)系舊知，發(fā)現(xiàn)同源染色體廣泛存在于身體各處細(xì)胞中，從而對(duì)同源染色體的概念和分布有了深刻的認(rèn)知。同時(shí)埋下了伏筆：什么樣的細(xì)胞中不存在同源染色體。從而過(guò)渡到下一環(huán)節(jié)。

3.4 任務(wù)三 (模型制作，探究減數(shù)分裂過(guò)程中的同源染色體關(guān)鍵行為)

教師：那么到底哪些細(xì)胞中是不存在同源染色體的呢？這里請(qǐng)大家思考以下問(wèn)題(給出問(wèn)題串)。

學(xué)生分組討論。

①受精卵是如何產(chǎn)生的？

答：由親代的精子和卵細(xì)胞融合得到的。

②如果精子和卵細(xì)胞是由性母細(xì)胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生的，受精卵中染色體數(shù)目會(huì)有怎樣的變化？這種變化可能嗎？

答：每一代子細(xì)胞中的染色體數(shù)目會(huì)是其親代細(xì)胞中的染色體數(shù)目的2倍。不可能。

③精子和卵細(xì)胞應(yīng)該如何產(chǎn)生？

答：應(yīng)該由性母細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目減半的過(guò)程來(lái)產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞。(引出了減數(shù)分裂)。

④在這個(gè)分裂過(guò)程中，同源染色體有怎樣的行為？請(qǐng)用模型展示性母細(xì)胞和精細(xì)胞/卵細(xì)胞中的染色體情況。

學(xué)生兩兩合作，進(jìn)行模型制作的探究活動(dòng)(圖8～圖10)。他們對(duì)生殖細(xì)胞中的染色體種類(lèi)、數(shù)目有不同的理解(錯(cuò)誤理解示例見(jiàn)圖9)，通過(guò)自評(píng)和互評(píng)，最后得出結(jié)論。

答：性母細(xì)胞中染色體是成對(duì)存在的，有同源染色體。精細(xì)胞/卵細(xì)胞中不存在同源染色體，每個(gè)生殖細(xì)胞中只有同源染色體中的一條(正確理解示例見(jiàn)圖10)。

圖8 性母細(xì)胞中的染色體組成

圖9 生殖細(xì)胞中的染色體組成(錯(cuò)誤示例)

圖10 生殖細(xì)胞中的染色體組成(正確示例)

設(shè)計(jì)意圖: 由問(wèn)題串一步一步引導(dǎo)，最終得出減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體的關(guān)鍵變化行為。在問(wèn)題④的討論中，學(xué)生極容易出錯(cuò)，需要進(jìn)行多次探討、互相評(píng)價(jià)，最后得到正確答案。通過(guò)自我探究活動(dòng)得出結(jié)論，學(xué)生的主動(dòng)性增強(qiáng)、對(duì)得出的結(jié)果及結(jié)論理解得更加深刻、清晰。

3.5 評(píng)價(jià)總結(jié)

教師總結(jié)本節(jié)要點(diǎn)，學(xué)生結(jié)合評(píng)價(jià)量表進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)(表2)。

表2 “同源染色體”項(xiàng)目化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)量表

設(shè)計(jì)意圖：本課例對(duì)同源染色體的概念和其在減數(shù)分裂過(guò)程中的關(guān)鍵行為進(jìn)行了探究，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)過(guò)程和結(jié)果的呈現(xiàn)，因此在最后的課堂總結(jié)從過(guò)程和結(jié)果兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)生自評(píng)和生生互評(píng)體現(xiàn)了學(xué)生是課堂主體的新課程理念，在評(píng)價(jià)中側(cè)重過(guò)程性評(píng)價(jià)，也是在著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究的學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、反思與提升

本課例來(lái)自于高中生物學(xué)必修2“減數(shù)分裂”相關(guān)內(nèi)容。在本課程進(jìn)行中筆者的設(shè)計(jì)打破了課本原有的編排，不直接給出同源染色體的概念，不直接進(jìn)行減數(shù)分裂過(guò)程中染色體行為變化的講解，而是由學(xué)生從模型展示、自我探究中摸索出概念和變化規(guī)律。本課例抓住教學(xué)重點(diǎn)，以“同源染色體”為項(xiàng)目主題，開(kāi)展了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。本節(jié)課的學(xué)習(xí)落腳點(diǎn)是同源染色體的概念和行為變化，從模型情境進(jìn)入，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，查找、整合各種信息，得到一系列問(wèn)題的答案，最后以圖像和評(píng)價(jià)量表的形式展現(xiàn)成果。評(píng)價(jià)量表顯示了本項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)容、活動(dòng)進(jìn)行的有效性、成果質(zhì)量等，此種形式得到了項(xiàng)目參與人一致的認(rèn)同，獲得了不錯(cuò)的項(xiàng)目效果。

本研究是筆者基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)進(jìn)行的一次重難點(diǎn)突破嘗試。但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，該活動(dòng)與真正意義上的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)存在差異。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)除了具有強(qiáng)調(diào)基于真實(shí)問(wèn)題、提出項(xiàng)目主題、設(shè)計(jì)探究、小組合作、進(jìn)行成果展示等特點(diǎn)，還強(qiáng)調(diào)了持續(xù)性，即項(xiàng)目化學(xué)習(xí)應(yīng)該是一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)期的探究過(guò)程。本課例由于課時(shí)限制，并沒(méi)有做到這一點(diǎn)。在后續(xù)的教學(xué)中，筆者將嘗試以一個(gè)單元(減數(shù)分裂中的染色體行為)為項(xiàng)目主題，進(jìn)行單元整體教學(xué)。本課例將作為該項(xiàng)目學(xué)習(xí)的一個(gè)重要部分，在對(duì)同源染色體概念和關(guān)鍵變化充分理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行減數(shù)分裂的學(xué)習(xí)和探究，本單元整體教學(xué)項(xiàng)目的成果值得期待。