周晨
新疆阿克苏地区第二中学
摘 要 ：以“染色体变异”一课为例 ，阐述物理模型构建在高中生物课堂教学实践中的应用。利用学生熟悉的扑克牌为材料，通过自己动手制作染色体模型、模拟染色体结构和数目变异的类型，突破染色体组等教学重难点，创建“以学生发展为本”的课堂，注重的是学生在感受和参与中体验到成功的快乐。使其自主学习并掌握教学内容，体会生命科学的乐趣。
关键词 物理模型 染色体变异 染色体组 课堂教学 自主学习 学习潜能
一、“染色体变异”模型建构的含义
基因和染色体是肉眼看不见的显微结构，学生很难对它产生直观感性的认识对染色体结构变异和染色体组的概念更是感到抽象和难以理解。《普通高中生物课程标准 (2003版 )》明确要求帮助学生了解建立模型等科学方法及其在科 学研究中的应用，培养学生这种建模的思维能力。如果可以将模型方法应用于这一节的生物学课堂教学，引导学生做中学，学中做，又利用他们耳熟能详的材料。主要能够积极转变学生的学习方式，引导学生用建构主义学习观构建一个完善的知识体系，而不是被动地接受，重复无意义的背诵，提高学生的科学探究能力和生物科学素养，为了让学生学会建构染色体模型 ，首先让学生尝试选用合适的材料。学生对此产生了浓厚的兴趣，并提供了很多好的建议和思路，但是经过我们的筛选，最终 决定了使用扑克牌，这种同学们耳熟能详而又非常感兴趣的实验材料，这种生物模型的建立使许多抽象的问题变得更直观、具体、形象、与相应的生物概念、规律、现象相依托，是进行生物教学的有力手段。学生在动手制作模拟的过程中也更加理解了染色体的概念以及相应的变异的类型，也使得相似概念的辨析变得更加的简单易行。
二、染色体变异模型建构的过程及分析
1、教材分析:
“染色体变异”是现行高中《生物》(人教版)必修2第5章“遗传和变异”中的第2节内容，讲还了染色体结构和数目两方面的变异，教材前后涉及了染色体组、二倍体、多倍体等概念，其中染色体组是本节内容的核心概念，是学习其他概念的基础和关键。本节内容与前面学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用有关知识有联系，也是学习第3节“人类遗传病”的基础，还与生产、生活和人类的健康知识有关，对学生有着相当大的吸引力。
2、学情分析
①、作为高二学生已经学过染色体、同源染色体、非同源染色体等概念，为染色体组等新概念的建构奠定了认知基础。
②前面学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用、染色体是遗传物质的载体等基础知识，为创设问题情景，新旧知识融会贯通，形成完整的认知结构，开展探究性学习提供了可能。
③我校大多数学生学习的主动性不强，缺乏深层次的思考，对基本概念、过程和原理往往一知半解，不能灵活运用所学知识。
因此，教学中应设置好问题情景，让学生观察、动手、思考和讨论，适时引导、适时启发和适时鼓励，由浅入深，建构染色体组等基本概念。
3、教学重点和难点:
通过图片展示、动手操作和小组讨论、使学生构建染色体组的概念
4、教学目标
知识目标:
①学生能区分染色体结构变异的四种类型，能说出其对生物的影响。
②学生能描述染色体组概念，并能准确运用术语。
能力目标:
①能让学生自主构建并且模拟各种变异的类型，培养学生的分析能力、归纳综合能力和演绎思维能力。
5、教学过程
①看图片，引入课题。
展示图片引入染色体变异的课题内容，然后展示相应的遗传病图片引起学生学习的兴趣，结合基因和染色体的关系分析如何使用现有的实验材料构建染色体的模型。
②构建染色体模型
利用每一张扑克牌作为染色体的一个片段，接着用回形针将一张张的扑克牌按照顺序连接起来。其中，将相同花色例如红桃标志的数字的扑克牌，从一直到十连接起来，构成一条染色体，接下来将J到K这几张牌拿出来放在另一组，为另一条染色体。一次模型建构的过程中，至少使用两副牌，因此保证花色和数字相同的扑克牌能够出现两次为一对同源染色体。每一组均有两对同源染色体。
③突破染色体组概念理解的重难点
引导学生结合教材，仔细观察各种染色体结构变异的特点，按照红桃、黑桃等四种花色分为四个大组，每个大组中学习小组四个人可讨论并分工合作自主模拟染色体变异的类型。，教师应进行适当地巡视指导，合理分配，保证全班最终能模拟染色体变异的各种类型，模拟过程结束之后，让学生在一个花色里找到完整一套扑克牌数字如何操作，学生会从A一直拿到K的扑克牌，可以让学生理解完整的数字就是所有的数字完整并且没有重复。同时可以理解染色体组就是一组非同源染色体，携带控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。
④交流总结经验
利用投影和西沃教学助手 ，各组将做好的模型依次放入ppt投影中，并派代表进行对于本组构建模型的讲解。最后可以让同学们总结失败的经验。然后提出材料和方法上的改进的建议。
三、课后反思
本节课以人类常见的遗传病为情境为导入，染色体变异类型问题为线索，模拟操作为载体，利用物理模型的构建过程去突破重难点，达到预期教学目标。解 决了染色体变异中的几个热点问题。在这个过程中要注意以下问题： 1. 明确模型建构活动的目的： 在活动开始之前一定要让学生明确模型构建的对象，模型所代表的生物学含义以及模型与原型的异同。2. 建模结果的评价应及时并且公正。由于学生认知水平的差异,在模型建构的结果难免会有错误，但是不是简单粗暴的否定和责难，而是要尽量引导他们，让他们认识到问题，并且自发的改进。
参考文献：
[1]蒋桂军.基于核心素养的高中生物模型构建 [J ] .中学教学参考，2018.
[2] 黄静娜等.基于模型构建促进学生自主学习[J].生物教学,2016.
[3] 周玲.基于生物模型构建的教学课例细胞器—系统内的分工合作[J ] .中学生物学，2016.