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1、基于科学思维的“精子的形成过程”教学探讨作者:庄佩璇/林佳奕/胡继飞作者简介:庄佩璇,林佳奕,胡继飞,广东第二师范学院生物学院(广东广州510303)o原文出处:《牛物学教学》(沪)2018年第20182期第14-16页内容提要:本文将逆向推理和假说一演绎的科学方法贯穿于“精子的形成过程”的教学过程:由创设的模拟情境引发学生的认知冲突,从而提出问题;以逆推有丝分裂为思维基础,设置问题串引导学生由精子逆推到次级精母细胞,再逆推回到精原细胞;通过科学史验证之后继续进行模型的建构,启发学生从正向过程归纳总结,有效突破教学难点。期刊名称:《中学政治及其他各科教与学》复印期号:2018年05期关键词:
2、理性思维/逆向推理/假设演绎法/精子的形成过程标题注释:【基金项目】广东省高校质量工程2017年应用型人才培养课程立项建设项目“屮学生物教育课程群建设”[粤高教函(2017)85号]。一、内容分析本课选自人教版高中生物学必修2第2章第1节,教材以染色体的形态、数目和位置的变化为线索,介绍了同源染色体、四分体和联会等基本概念,以及精子的形成过程。其重要概念是〃精子的形成过程〃,相关的概念分析见图lo通过对精子的形成过程中同源染色体的联会分离、非同源染色体的自由组合的学习,既承接了有丝分裂的内容,又为下一节课〃基因在染色体上"的类比推理、孟德尔规律的现代解释作铺垫,同时是后面基因重组、染色体变异
3、和人类遗传病等内容学习的重要基础,对理解生物变异有重要作用。另外,精子和卵细胞的形成过程大致相同,学好这一课时,便于第二课时卵细胞形成过程的学习。二学情分析通过初中的学习,学生已经知道有性生殖的个体从受精卵发育而来,识别过人体细胞染色体图谱,对"同源"和"成对"已经建立了朴素概念。在必修1学习了〃细胞的增殖",知道细胞增殖的其中两种方式一丝分裂和无丝分裂,掌握了有丝分裂中染色体数目和行为的变化,这对学生理解减数第二次分裂的过程有正迁移作用。但同时,该内容对减数第一次分裂的学习有负迁移作用,学生容易混淆减数第一次分裂和有丝分裂中染色体行为的变化。另外,学生对同源染色体和姐妹染色单体的概念理解不
4、透彻,常将两者混淆。而在上一章的学习中,学生已经知道假说一演绎的方法步骤,但尚未尝试用这一方法解决更多的生物学问题。根据皮亚杰的儿童认知发展阶段论,高一学生思维达到了一定的抽象逻辑推理水平,具备较好的认知能力、观察分析能力及自主学习能力,能看懂减数分裂的图解,可以对有丝分裂和减数分裂进行分析比较。但他们无法从日常生活中获得对细胞内物质变化的感性认识,因而难以把握其本质,在逻辑推理和抽象概括上还存在障碍,在习得智慧技能时,仍需要借助于直观形象的手段如动画、图解、模型等。三、任务分析现行高中生物课程标准对本课的描述包括:“阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化"和〃举例说明配子的形成过程
5、"。"阐明"和"举例说明"均属于认知领域的理解水平”要求学生能够与已有知识建立联系”同时把握精子形成过程中的内在逻辑关系,从而解释染色体行为的变化。〃模拟"属认知领域的应用水平,要求学生建构精子形成过程中染色体变化的模型,从而对减数分裂的实质达到较高水平的理解。通过对教学内容及学情的分析,结合课程标准将本课的教学目标确定为:知识目标:①从发生范围、时间、特点、结果方面阐明减数分裂的概念;②区分姐妹染色单体和同源染色体,说岀同源染色体和四分体的关系;③举例说明精子形成过程中各个时期的特点。能力目标:①通过逆推精子形成的过程,培养学生的逆向思维和知识迁移的能力;②通过构建精子形成过程的物理模型和
6、概念模型,培养建模的能力和语言表达能力。情感态度与价值观目标:①积极参与模型建构,提高生物学兴趣;②通过小组合作学习,增强团队协作意识。其中知识目标是对课标"阐明细胞的减数分裂"的细化和具体化,另外,知识目标③还实现了"举例说明配子的形成过程〃,具有可操作性,有助于教学的形成性评价。能力目标①为知识目标提供思维支持,②的模型建构是为〃模拟减数分裂中染色体的变化"从而进一步说明〃配子的形成过程",同时又是情感目标实现的途径。本课的重点是精子的形成过程,难点是减数分裂中染色体形态、数目和位变化。四、教学策略为培养学生的理性思维,减轻其认知负荷,帮助其理解精子形成的抽象过程,有效构建模型,体现"以
7、学论教"的生本原则,本课的教学策略设计如下:①融入〃假说一演绎〃的教学策略。经典的生物学理性思维方法当推〃假说一演绎推理〃[l]o精子的形成过程作为重要的生命现象之一,是培养学生理性思维的极好材料。运用假说一演绎这种科学探究的方法,将科学实验证据、复杂的生物学概念融合其中,让学生以类似科学家的工作方法去发现、假设和推测,简约再现精子形成过程,自主发现染色体行为的变化。②采用〃逆向推理"的教学策略。传统的教学按