备课素材：有丝分裂模型构建-2025——2026学年度第一学期高中生物学必修一

有丝分裂模型构建 模型与建模是高中生物学教学中需要重点培养的一种科学思维方法,能从具象到抽象,定性或定量地描述细胞增殖的主要过程和物质变化规律,形成具有解释力的试探性体系或结构,主要包括物理模型、数学模型、概念模型等。 1.体现分裂各期特征的“物理模型” 有丝分裂的各个时期的变化过程和主要特征是教学重点,通过动画演示、现象观察、教师讲述等形式并不能让学生完全理解。如何才能让学生真正掌握关键是要在“做中学”在动手实践中实现知识的内化。 经多轮教学实践,发现“扭扭棒”是开展有丝分裂模型制作的最佳材料。该材料成本低,来源广,可随意弯折、,还能重复利用。扭扭棒“毛根”上缠着的绒毛可比作组蛋白,内部的细铁丝比作DNA,整个毛根条就可模拟染色质丝,将毛条螺旋化形成圆简状结构,即可模拟染色(单)体而不同的颜色则可代表不同来源的染色体。 实际教学中,安排学生分组用PVC板、扭扭棒、图钉、彩笔、胶带等材料制作有丝分裂各个时期的物理模型,模拟染色单体(DNA)复制、螺施化、着丝粒分裂、染色单体分离等行为。 为提高效率,可事先提供参照图例,要求每个小组完成某一个时期的模型构建。各小组完成任务后,先在各小组间交叉比较和评价交流，然后再在全班范围内进行展示、陈述和互动。 展示时,可按时期依次进行,不必拘泥于动、植物细胞分裂的异同,关键是要让学生找准原型和模型之间的联系，紧紧抓住“复制→浓缩→排列→分裂→平分”这根主线,重点阐述各时期物质和结构的变化特点，理解有丝分裂的本质。 此外,引导学生开展自评、互评、补充完善与反思。在此基础上,可将模型制作活动拓展到课外,学生制作和拼装“细胞周期转盘”并以此为“学具”模拟“抽奖大转盘”在“游戏中学习和探究,既增加趣味性,又利于突破难点提升教学的有效性。 2.反映物质变化规律的“数学模型”构建 直观的物理模型,从抽象到直观,让学生对细胞分裂各时期的主要特点和变化过程有更深刻的理解和认识。若要进一步发现其内在的变化规律,还需要从直观回到抽象，在认识的飞跃中，提升思维水平。要以图示、数字、符号等形式对有丝分裂过程中DNA染色体、染色单体等物质和结构的数目变化进行抽象化的表达和概括,构建数学模型。 在显微观察、物理模型制作(绘图)的基础上,让学生学会“数数”进一步辨析“着丝粒、染色体、染色体单体和DNA分子”之间的数量关系,以2n和2a为起点,根据有丝分裂的变化过程,分别推测各时期的染色体数和DNA含量变化，并用曲线图柱状图等形式描绘变化过程,揭示变化规律为便于学习，可设计导学表格，将上述过程问题化、层次化和流程化,形成由易到难、由简单到复杂、由具象到抽象的思维路径(如表)。 完成数学模型构建后,教师要及时精讲点拨进一步帮助学生在显微图像、模拟图像、坐标图像之间建立有机联系,并能熟练进行转换。 在分组讨论时，引导学生联系有丝分裂各个时期的主要特征,对曲线的转折点和关键阶段进行分析、比较和判断。运用变式,变换坐标含义和图像类型,加强综合训练,再现重要概念,学生在解决问题的过程中,熟练运用知识,提升科学思维能力。 3.呈现知识网络结构的“概念模型” “细胞增殖”学习涉及新知识、新概念较多,以概念图的形式建立意义联系，形成结构化的知识网络将有效促进相关知识的理解和内化。 例如,有丝分裂各个时期特征的教学之前,可让学生梳理染色体蛋白质、DNA、着丝粒、染色质、染色体单体等众多概念之间的联系,通过箭头、虚实线及“螺旋化、具有、决定”等文字,形成概念图(如图)。 这既是对前一内容的总结,理清了关键知识点,也是一种先行组织者,为后续学习提供了基础,架设了“桥梁”。 又如,完成“细胞增殖”的学习后,可在主要概念和分裂过程之间建立联系,形成知识网络框架,在课堂总结中构建重要概念,呼应学习目标(如图)。 学科网（北京）股份有限公司 $$