“细胞通过分裂而增殖”学习体验案例

代　驰

一　教学设计

（一）课时目标

1.观察并描述细胞分裂的基本过程和意义；

2.利用数学模型研究细胞体积与表面积的关系，体验模型方法对理解知识的重要价值；

3.运用记录、分析数据和根据数据获得结论的方法。

（二）设计思路

初中一年级生物课“细胞通过分裂而增殖”的学习，教学设计思路如下：

通过设置情境，引出问题：细胞为什么这么小？导入学习主题—从实际出发引发讨论—引导学生进一步思考并展开讨论。

（现在再来看看新生儿和父母身体内的细胞数量，新生儿体重一般只有3～4kg，成人体重一般在50～70kg，是父母的细胞比新生儿的细胞体积大还是数目多呢？据测算新生儿体内一般有1012个细胞，其父母有1014个细胞，两者在数量上相差100倍，但细胞体积是差不多大。）

导入环节的设置：从课件上的小动物开场能激发学生兴趣，抓住学生注意力为新课的内容进一步开展打下良好的基础。

二　教学过程

片段一　兴趣导入——课件展示大象与小鼠的图片

通过前面的学习，我们知道细胞是生命活动的基本单位，要用显微镜来观察。大象的身体比小老鼠大得多，大家有没有想过，如果把两者的细胞比较一下，结果会怎样呢？大象的身体大的原因在哪儿呢？

分析：大象身体大的原因在于体内细胞数目多。

通过学习我们知道生物体内的活细胞是有生命的（即我们通常所说细胞是活的）。细胞进行生命活动就要通过细胞膜从细胞周围环境中获得营养物质，排出代谢废物，那细胞体积小是否与细胞进行生命活动中的物质交换有关呢？你们认为呢？

（教学反思：通过设置兴趣问题，并让老师一步一步地深入，引导提出探究的问题，从而激发了学生的兴趣，吸引了他们的注意力，纷纷提出自己的看法或观点，然后师生共同归纳，得出要学习的主题内容并为下一步开展打下良好的基础。）

片段二　合作讨究——细胞为什么小的问题

我们通过活动：建模来研究这个问题。（用多媒体展示4个不同体积的立方体。）

分析：科学家通常是通过建立数学模型来研究某些复杂或不易直接进行研究的问题。针对这个问题，我们可以用较大的正方体模型代替细胞，如用棱长分别为1厘米、2厘米、3厘米、4厘米的正方体，先计算小正方体的表面积和体积，再将两者进行比较，问题就转化为研究正方体的体积和表面积的关系了，这样问题就简化、易于理解了。

（教学反思：由于是对纯数学的体积与表面积和两者之间的关系的探讨，学生易只进入数字化层面，而不能构建起与细胞之间的联系。）

分组讨论：可让学生分成不同功能组，如计算组（只负责计算）、数字分析组（对数字进行分析归纳）、实际实验操作组（负责用大小不同的馒头块进行操作，让学生构建起与细胞之间的联系。）

学生讨论并进行预测，可能的预测有三种：（1）比值增大，（2）比值减小，（3）比值不变。

预测后，学生分别计算四个正方体的体积和表面积及比值，并将数据记录在课本上的表格内。

讨论、分析正方体的体积和表面积比的变化有什么规律，与自己的预测是否相符。

学生汇报正方体的表面积与体积比。

从数据可看出，四个正方体从小到大，其表面积和体积的比分别为6、3、2、3/2，如果正方体的体积再增大，比值会怎么样呢？

答：减小。

我们可得出什么结论呢？

答：正方体的体积越大，表面积与体积比则越小，反之则越大。

为了让学生都能理解细胞大小与物质交换的关系由实验组完成实验。

研究细胞大小与物质扩散的关系：

取两块大小不同的立方体半干馒头块，同时放入着色的水中，观察馒头块浸透的情况。

讨论：

着色的水在大小不同的两个馒头块中扩散的速率是否相同？着色的水到达两个馒头块中心的时间是否相同？

如果把正方体换为其他的几何模型，结论也是一样的，因此我们也可以把这个结论应用到细胞中去，同学们能说说看吗？

答：细胞越大，细胞膜面积与体积比则越小；细胞越小，细胞膜面积与体积比则越大。

问：这对细胞有什么好处或意义呢？（激发思考）

分析回答：细胞若无限生长时，较大的细胞表面积相对减小，细胞膜将不能保证从外界环境获得足够的生活物质，较小的细胞表面积相对较大，更易于保证细胞与外界进行物质交换，从而保证细胞正常的生命活动。

教师作补充性总结，加以点评，课件展示答案，形成板书。

（教学反思：让学生能运用模型方法研究生物学内容，让学生能够了解细胞体积较小与细胞生命活动的关系，培养分析能力，实验探究能力和实事求是的科学态度。很多学生敢于大胆推测，严谨的逻辑推理和理性的分析是这一片段的闪光点。但也有学生参与激情不高，对问题只停留于表面，没有能深入其中。）

片段三　直观教学——细胞怎样保持较小的体积

播放课件，动物细胞和植物细胞分裂的过程。

一个细胞变为两个细胞的过程称为细胞分裂。细胞是如何从一个变为两个的呢？这是一个非常复杂的过程，同学们先课本，找出动物细胞和植物细胞的分裂过程。讨论动物细胞和植物细胞的分裂过程，再用自己的语言描述细胞分裂过程，归纳、总结。

动物细胞分裂的过程：

细胞核一分为二—细胞膜内陷—细胞质一分为二—形成两个新细胞。

植物细胞分裂的过程：

细胞核一分为二—细胞质一分为二，中间出现新细胞膜、新细胞壁—形成两个新细胞。

（教学反思：通过PPT直观教学，学生能很直观地了解细胞是怎样分裂的并让学生进行描述，从而锻炼学生的语言表达能力。但学生在观看过程中由于自身的认识能力的限制，容易出现部分概念不准确的情况。）

片段四　交流讨论——细胞核在分裂过程中的染色体变化

问：细胞核内会发生什么变化呢？同学们还记得细胞核的作用吗？

引导看PPT（强调染色质里含有遗传物质）。

问：你发现细胞分裂过程中遗传物质变化的规律了吗？

分析：在细胞分裂过程中，细胞核里的遗传物质经过复制而数量倍增，并且平均分配到两个新细胞中，这样就保证了新细胞与亲代细胞具有相同的遗传物质。

通过学习，同学们分析、小组讨论一下细胞分裂有什么特点？然后归纳总结。

学生归纳总结：细胞通过分裂把染色体（遗传物质）平均分配到两个新细胞中，保证了新细胞与亲代细胞具有相同的遗传物质。

（教学反思：在探究过程中，小组合作训练了学生的观察能力、表达能力和交流能力。）

三　学习体验

（一）情境激趣导入，激活学习注意

爱因斯坦说过，“兴趣是最好的老师”。兴趣是教学中的一个重要环节，是诱发学习动机的有效方法。我们要善于结合教学实际，巧妙地创设情趣情境，使学生产生好奇心，吸引学生注意力，激发学生求知欲，从而充分地调动学生的“知、情、意、行”协调地参与到教师所设定的“问题”解决过程中，在此基础上再引导学生探索知识的发生、发展、规律的揭示以及形成过程。通过对大象与老鼠卡通图片的对比，学生一下就会在脑海中形成，一个体形庞大，一个体形弱小，在细胞层面上会不会有很大差异的疑问，从而建立起与本节所讲内容的联系。通过进一步的深入提问，让学生建立起体形庞大是因为体细胞数量多而不是细胞体积大导致的直观概念。因此，本节情境激趣导入，最大限度让学生发挥了想象的空间，同时激发学生往后继教学内容探究的动力。

（二）合作共享成果，轻松愉快学习

分工合作，是教学中学生学习的一种组织形式，是学生在团队中为了完成共同的学习任务，按照明确的责任分工进行的互助式学习。通过小组学习有助于学生合作精神和团队精神的培养，有助于提高学生的交际能力，有利于促进每个学生的发展，同时也有助于教师的提高。因此在用建立数学模型来研究细胞体积的关系时，我们可以用较大的正方体模型代替细胞，如用棱长分别为1厘米、2厘米、3厘米、4厘米的正方体，先计算小正方体的表面积和体积，再将两者进行比较，问题就转化为研究正方体的体积和表面积的关系了，这样问题就简化、易于理解了。并在教学过程中，利用现有的教学资源对学生进行分组教学，让学生分成不同功能组，有计算组（只负责计算）、数字分析组（对数字进行分析归纳）、实际实验操作组（负责用大小不同的馒头块进行操作，让学生构建起与细胞之间的联系）。小组与小组间由于解决问师必须有几个小组一起完，因此小组之间的交流就至关重要，如片段三中“细胞分裂过程中染色体的变化”通过交流，学生还提出了不同的意见，这既有利于问题的解决，也有利于相互之间的沟通能力也得到培养，参与度得到最大限度的体现。

（三）借助直观教学，增强学习体验

在生物教学中，Flash动画课件最大的特点就是能展示微观的生物动态，能让教材中静止的画面活动起来，使学生对这些难以理解接受的知识产生了兴趣，进而提高了学习效率。“细胞分裂过程中染色体的变化”也是高中生物的难点之一，学生要理解这个过程必须借助于动态的模型。把教材中的图制成动画，学生能较轻松地掌握。更好地利用了多媒体辅助教学，化抽象为具体，让学生能够描述动植物细胞分裂的过程，增强了内容的直观性、启发性。

（四）引导学生质疑　培养问题意识

本节课重视培养学生用批判的眼光去观察周围的世界，去比较、分析、综合、归纳、反思所获得的信息和联想有关的信息，也就不可能有新的见解和新的创造。

本节课中，紧紧将“提出问题—分析问题—解决问题”的“学习链”贯穿于整个教学过程中，通过兴趣导入，让学生提出一些生活中可见而没有深入分析的问题，在解决细胞为什么这么小？和细胞怎样保持较小体积？两个核心问题上，让学自己构建问题，讨论分析问题，在小组的学习讨论中提出不同意见，最后归纳出小组的意见，把课堂还给学生，让学生在自主学习过程中学会学习，教师设法设问，让学生在获得中提出问题、分析问题并最终解决问题，从而培养提出问题的能力。

［参考文献］

［1］刘恩山.生物学教育研究方法与案例［M］.北京：高等教育出版社，2004，153-161.

［2］周美珍.中学生物学教学法［M］.上海：华东师范大学出版社，1992.

［3］肖长生.关于生物学中易混淆的几组概念［J］.科学教育，2006年06期.

［4］李秉德.中小学课堂教学策略［M］.北京：人民教育出版社，2000.

作者单位：贵州省习水县温水镇中学　564602

【点评】

“兴趣是最好的老师。”本节初中一年级生物课“细胞通过分裂而增殖”的学习，从头到尾就向学生阐明两个问题，一是细胞为什么这么小，二是细胞如何保持较小的体积。教学紧紧将“提出问题—分析问题—解决问题”的“学习链”贯穿于整个过程中，让学生提出一些生活中可见而没有深入分析的问题，在解决“细胞为什么这么小”和“细胞怎样保持较小体积”两个核心问题上，让学自己构建问题，讨论分析问题，在小组的学习讨论中提出不同意见，最后归纳出小组的意见，这本身就是一个自主学习解决问题的过程。

重视学生问题意识培养，把课堂还给学生，让学生在自主学习过程中学会学习，比教师讲什么都管用。

点评人：吕传汉