细胞增殖利用生物模型和模型方法的教学设计

“细胞增殖”利用生物模型和模型方法的教学设计谢建中浙江苍南钱库高级中学325804“细胞增殖”是高中生物教材中的一个重点知识，主要包括细胞周期概念、动植物的有丝分裂过程特征、有丝分裂过程中染色体和DNA的变化过程、无丝分裂的概念及特点，其中有丝分裂是教学的重点也是教学难点。对于细胞增殖（第二课时）中动物细胞的有丝分裂，是学生在学习了《细胞的结构和功能》，了解动植物细胞结构的差异，同时是在学习植物细胞的有丝分裂的基础上，进一步学习比较动植物细胞有丝分裂的不同点。根据奥苏伯尔在认知同化学习理论中所提出的：学生对新知识的学习必须以已有的认知结构为基础，学习的成效取决于学习者已有的认知结构；学习新知识的过程就是学习者积极主动地从自己已有的认知结构中提取与新知识最有联系的就知识，并且加以“固定”或者“归属”的一种动态的过程。在教学中对教师来说，重要的是在于使学生把新知识与头脑中已有的有关知识联系起来。只有把新的学习内容中的要素与已有认知结构中特别相关的部分联系起来，才能有意义地习得新内容。为了充分利用原有认知结构对新知识的固定作用，笔者充分利用生物教材中的生物模型和模型方法，激活学生原有的知识体系，在旧知识与新知识之间搭建桥梁，引导学生利用自己原有的知识结构中的有关经验去同化和顺应当前学习到的新知识，达到对新知识的意义建构。教学设计如下：（一）、课题：细胞增殖（第二课时）（二）、教学目标：1、知识目标：（1）动植物细胞有丝分裂过程的异同点（C：理解）（2）有丝分裂过程中染色体数目和DNA分子含量变化的一般规律（D：运用）（3）细胞有丝分裂的意义（C：理解）（4）无丝分裂的概念（A：知道）2、能力目标（1）通过对动植物细胞结构模型的观察比较，培养学生的观察能力和比较归纳能力。（2）通过对植物细胞有丝分裂、无丝分裂的动画模型观察探究，培养学生学会观察、学会类比探究的能力。（3）通过学习用坐标曲线描述DNA和染色体数量的变化规律的方法，学会建立生物模型的方法。3、情感、态度和价值观：通过对细胞有丝分裂过程中DNA和染色体的规律性变化的学习，培养学生树立唯物主义的世界观。使学生对生命的运动性、对事物发展变化过程中由量变到质变的转化等哲学问题有正确的认识。（三）、教学重难点：1、教学重点：（1）动植物细胞有丝分裂过程的异同点（2）有丝分裂过程中染色体数目和DNA分子含量变化的一般规律（3）细胞有丝分裂的意义2、教学难点（1）动植物细胞有丝分裂过程的异同点（2）有丝分裂过程中染色体数目和DNA分子含量变化的一般规律（四）、教学对象高二学生（五）、教学过程1、创设情境，讨论交流由于学生是在学习了植物细胞有丝分裂之后再来学习动物细胞的有丝分裂，所以在教学时可以先利用动植物细胞亚显微结构的生物模型，回忆动植物细胞在细胞结构上的差异。教师利用多媒体展示动植物细胞的亚显微结构模型，指导学生讨论动物细胞与高等植物细胞在细胞结构上有哪些差异；哪些是动物细胞所特有的？哪些是高等植物细胞所特有的？哪些是所以高等植物细胞都具有而动物细胞不具有的？……在学生讨论交流中回忆旧知识，展现学生的原有知识结构，激发学生的学习兴趣。在讨论过程中一些学生就会认为高等植物细胞有叶绿体、液泡和细胞壁，动物有中心体。教师可以进一步指导学生思考：是否所有的高等植物细胞都有叶绿体和大液泡呢？最后比较得出结论：动物细胞和高等植物细胞的区别是高等植物细胞有细胞壁无中心体。2、类比探究，获取新知利用学生在了解动植物细胞结构上差异的基础，展示植物细胞有丝分裂动态模型，先让回忆植物细胞有丝分裂的个时期的特征，然后鼓励学生去猜测动物细胞的有丝分裂过程的特征将会如何？指导学生利用类比的方法，探究动物细胞有丝分裂可能会有哪些不同。学生可以根据动植物细胞的结构模型和植物细胞有丝分裂过程模型，推测动物细胞的有丝分裂至少有两个方面的不同：一个是在动物细胞没有细胞壁，在分裂的末期不可能出现细胞板；另外一个是动物细胞有中心体，也会有不同行为的特征。教师就紧接着引导学生对这两方面不同进行猜测，动物细胞有丝分裂时可能会如何？如:动物细胞有丝分裂过程中不出现细胞板，那么如何将细胞一分为二的呢？让学生进行推测。最后教师通过展示动物细胞有丝分裂过程的动画模型，让学生进一步形成一个正确的统一认识。总结归纳动植物细胞有丝分裂的不同点：一是在分裂前期纺锤体的形成方式不同；二是细胞质的分割方式不同。3、构建生物模型在学习了动植物细胞有丝分裂的特征，利用动物细胞有丝分裂过程的动态模型，要求学生观察细胞分裂过程中染色体的数量变化和DNA的含量变化，然后将用坐标曲线图表示出染色体和DNA的变化过程，建立一个有丝分裂过程中染色体和DNA变化过程的生物模型，进一步理解细胞分裂过程中染色体的数量变化和DNA的含量变化的一般规律。4、讨论、归纳总结教师展示动植物细胞有丝分裂的动态模型，并且要求学生结合自己建立的有丝分裂过程中染色体数量变化和DNA含量变化一般规律的生物模型，讨论、归纳总结出细胞有丝分裂的特征及意义：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传有重要的意义。同时展示蛙红细胞的无丝分裂动态模型，要求学生进行观察讨论，最后归纳总结出无丝分裂的特点。（六）、教学评价与反思1、本节课的教学是从学生的认知结构出发，利用了生物模型和模型方法，激活学生的旧知识体系，在新旧知识之间为学生搭建桥梁，为学生的知识内化，建构新的知识体系提供帮助。由于生物模型具有直观性和抽象性的特点，利用生物模型进行教学能够很好地促进学生的认知水平的发展，促进学生对知识的理解。学生在学习动物细胞有丝分裂的特征和动植物细胞有丝分裂的异同点时可以通过自己原有的知识体系中动植物细胞结构的差异和植物细胞有丝分裂的特征出发去学习、探究。获得新知识，内化、重组自己的知识体系。利用了生物模型方法进行教学，让学生置身于探索科学现象，发现科学规律的活动中，在建立生物模型的过程中，学会观察的方法、归纳与演绎的方法、近似的方法等。2、在本节课的教学中，教师充当了课堂教学中的指导者，对话的“提问者”，学生是课堂学习的主角，是知识建构的主体。学生对知识的学习是自主性，主动性的；学生对知识的建构是在生生互动、师生互动中进行的，能够充分调动学生的学习积极性，进行自主学习，建构新的知识体系。让学生在观察中比较动植物细胞结构的差异，在观察中探究动植物细胞有丝分裂的异同点，在观察中建构生物模型，在讨论与交流总结和归纳……能够很好地促进学生自主学习能力的提高，促进学生对科学的学习方法的掌握。（本文发表于《中学生物学》2006年第3期）