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十四、例谈“细胞分裂”的模型构建

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双流中学 陈维

摘要:构建“细胞分裂”物理模型,模拟真核细胞有丝分裂和减数分裂的动态变化过程,不仅能加深学生对相关知识的理解,还能提高其动脑和动手能力,真正实现“在做中学”和“在学中做”相互融合。

关键词:细胞分裂;物理模型;构建模型

高中生物必修1指出:“物理模型就是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。”[1]皮亚杰和早期布鲁纳的理论中已有建构的思想,美国教育家杜威提倡学生自主学习、重视培养学生的动手能力,而构建物理模型正是学生主动建构知识、动脑与动手相结合的过程,是一个“在做中学”和“在学中做”相互融合的过程,它不仅能帮助学生突破难点知识,更重要的是能促进学生认知水平的发展、有助于学生能力的培养。[2]

(一)确定原型、明确目标

细胞通过分裂进行增殖。真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂位于必修1《分子与细胞》第6章第1节,图6-3展示了植物细胞有丝分裂的过程。减数分裂位于必修2《遗传与进化》第2章第1节,图2-2展示了哺乳动物**的形成过程。这两幅图中染色体的变化即为构建物理模型的原型。

《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《课程标准》)对有丝分裂和减数分裂的要求分别是:“观察细胞的有丝分裂并概述其过程。”“阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。”可见,描述两种分裂方式的过程及分裂时染色体的行为至关重要,通过构建物理模型来模拟染色体的动态变化过程能真正突破该难点,也能调动学生的主观能动性,使其在活动中内化知识之间的联系。

(二)依据原型、准备材料

为使模型经久耐用,同学们选择木板为主材。为体现构建模型的环保原则,同学们纷纷主动要求提供原材料。同学A将家里装修时剩余的木板锯成规整的长方形,用于模拟植物细胞。同学B搜集冰棍里的木片,洗净后用于模拟染色体。同学C提供自己画水彩用的颜料、姐姐修磨指甲用的打磨抛光棒。同学D提供刻刀、锯片、胶水、小磁铁、铁钉、榔头等用具。