《减数分裂和有性生殖细胞的形成》信息化教学设计
一、教学背景分析
1、教材内容分析
《减数分裂和有性生殖细胞的形成》不仅是高中生物的教学重点也是高中生物的教学难点，它以学过的细胞、染色体、有丝分裂、有性生殖等知识为基础。它能使学生全面认识细胞分裂的种类、实质和意义，为后面学习遗传和变异以及生物的进化奠定细胞学基础，实际上遗传规律就是发生在减数分裂过程中的规律。本节内容主要是以染色体的动态行为变化为轴线，抽象地阐明了生殖细胞的形成过程。因此如何让学生直观地观察、分析减数分裂中染色体的变化，并形成减数分裂的概念，达到真正意义的理解，这是个关键性问题。但它就像是魔法一样很不容易被学生所理解，再加上种种变幻更是难上加难，最后只能靠一个字“背”来应付考试。现代信息技术在教育领域的广泛应用，为建立新型教育方式和教育模式提供了新思维、新方式，特别是为实现素质教育提供了良好途径。多媒体课件不仅以文字、图表来传递信息，而且还大量地以图形、图像和声音来传递信息， 围绕一节课的教学重难点，从不同角度、不同侧面进行强化，积极引导学生思维，可以加深学生对知识的理解，有利于教学目标的实现。如果将本节内容进行信息化教学设计，不仅会极大的丰富教学内容，而且还便于学生建立立体的知识框架，同时也保证了教学内容与学科发展的同步。
2、教学对象分析
（1）学生特点分析
①在前面的学习中，学生就已经掌握了细胞、染色体、有丝分裂、有性生殖等相关知识，这为本节的学习奠定了基础，但学生在学习本节时还需要大量的感性认识和理性认识。
②学生毕竟有着基础和其它方面（如空间想象及思维能力、兴趣、动机、毅力、情感等）非智力因素的差异，因此要进行因材施教。从疑问的设置，到问题的回答要适合不同层次的学生；从基础知识的掌握，再到能力的培养，包括探索创新能力，学习兴趣等，教师要对不同层次学生进行相应点拨。
（2）学生学法指导
①指导学生观察动画图表，培养学生的观察能力。
②指导学生阅读课内外资料，培养学生收集信息和处理信息的能力。
③指导学生随教师引导主动思考，培养学生的分析问题和解决问题能力。
④指导学生对相关表格进行比较、分析、综合，培养学生的思维能力。
3、教学目标设计
（1）知识传授
①掌握减数分裂的概念；
②通过高等动物精子的形成过程掌握减数分裂过程及图解；
③理解卵细胞的形成过程及图解；
④理解受精作用的概念及意义。
（2）能力培养
①通过精子和卵细胞的形成过程的学习，培养学生识图绘图能力、提高对事物发展变化规律的探究能力；
②通过阅读课内外资料，培养学生收集信息和处理信息能力；
③通过观察有丝分裂和减数第二次分裂的染色体特点，培养学生的发现能力；
④通过对比有丝分裂和减数分裂、精子和卵细胞形成过程的异同点，培养学生比较、分析问题并认识事物实质的思维能力。
（3）情感培养
①通过对染色体行为变化的分析，对学生进行科学原理、科学态度的教育，使之学会用辩证唯物主义的观点去正确对待自然界。
②通过演示多媒体动画，给学生以直观形象的感受，激发学生对生物“奥妙”的探索品质。
4、教学重点分析
①知识重点：染色体的动态行为变化，减数分裂与有丝分裂的区分。
②能力重点：培养学生的观察、分析、主动探索的能力，通过计算机动画，以比较直观的科学方法，达到让学生认识和发现染色体变化规律的目的。
③情感培养：适时地对学生进行科学原理、方法、态度的培养。
5、教学难点分析
①知识难点：染色体在减数分裂中的行为变化特点。
②能力培养：如何通过设疑、计算机动画教学，让学生真正起动自己探索知识的能力，观察、分析、综合的能力。
6、教材处理安排
根据教材的重难点、学生的实际情况以及信息化教学的特点，对本节内容的教学安排两课时：
第一课时主要学习减数分裂的概念，精子的形成过程；
第二课时主要学习卵细胞的形成过程、卵细胞的形成过程与精子的形成过程的比较和减数分裂与有丝分裂的比较、受精作用过程及意义。
7、教学方法设计
学生知识水平和思维能力的局限性，特别是教学内容本身的抽象性，都给学生学习减数分裂带来了一定的困难。因此，通过教师的设疑，从计算机动画入手，以“探究式”教学过程为思路，变抽象为直观，让学生观察、分析、设疑、推理、对比，引导自己探索减数分裂过程的有关知识，形成染色体行为变化的思维空间。
二、教学媒体设计（第一课时）
1、课题引入设计
利用多媒体课件演示精子和卵细胞及其结合的动画过程和课本的阅读材料。
2、探索过程设计
第一步：利用多媒体课件演示精子的形成过程。
第二步：利用多媒体课件演示减数第一次分裂过程。
第三步：利用多媒体课件演示同源染色体分离，非同源染色体自由组合的过程。
第四步：利用多媒体课件演示减数第二次分裂过程。
第五步：利用多媒体课件演示减数分裂各时期细胞中染色体数目、染色单体数目、DNA分子数目的变化规律。
第六步：利用多媒体课件归纳什么是减数分裂，展示减数分裂概念的填空题，空出关键词。
3、课堂小结设计
利用多媒体课件进行课堂小结。
4、课堂练习设计
利用多媒体课件进行课堂练习。
5、课后作业布置
利用多媒体课件布置课后作业。
三、学生活动设计（第一课时）
1.观看受精作用的动画过程并阅读课本相关材料，分析受精作用过程中染色体数目的变化。
2.观看精子的形成过程，分析各阶段细胞的名称及数目和染色体动态变化。
3.观看减数分裂第一次分裂过程，分析染色体的行为变化以及染色体、染色单体、DNA分子之间的数量关系，理解何为同源染色体、四分体时期的概念以及染色体数目减半的直接原因和根本原因。
4.观看同源染色体分离，非同源染色体自由组合的过程，理解非同源染色体自由组合的意义。
5.观看减数分裂第二次分裂过程，分析染色体数目的变化。
6.分析总结减数分裂各时期细胞中染色体数目、染色单体数目、DNA分子数目的变化规律。
7.分析总结减数分裂的概念。
8.对自己所学习的知识进行课堂小结。
9.分析、思考课堂练习。
10.课后完成老师布置的课后作业。
四、教学过程分析（第一课时）
（一）课题导入设计
动画演示：演示精子、卵子形态，以及精卵细胞受精作用过程。
针对受精作用过程中染色体的变化提出问题：染色体数目在上下代是否稳定不变？
指导学生阅读这段课外资料：
1883年，比利时学者比耐登（E.van Beneden，1846-1910）在研究马蛔虫受精作用时观察到，精子和卵细胞中含有数目相同的染色体，这些染色体通过受精作用传给子代。根据这一发现，生物学家推测，生殖细胞中染色体数目是体细胞中的一半，否则生物每繁殖一代，体细胞中的染色体数目就增加一倍。从19世纪后期到20世纪初，许多科学家相继观察，无论动物还是植物的生殖细胞，在形成过程中染色体数目都减少一半，并将这个过程命名为减数分裂。
目的：引起学生兴趣，实现Brophy提出的“可教学时刻”即学生“愿学时刻”同时培养学生收集信息和处理信息的能力。
针对资料提出问题：染色体在什么时候减少一半？减少怎么样的一半？
进而导入课题：《减数分裂和有性生殖细胞的形成》。
目的：使学生产生急需探究心理，学习动机由潜伏期迅速自然进入活跃状态。激发学生的强烈求知欲，通过提出假设问题而引出新课题，以起动学生的思维。
（二）教学探索设计
【探索点1】精原细胞是如何通过减数分裂形成精子的？
①动画演示精子的形成过程。
目的：让学生在整体上对减数分裂有一个初步认识。
②教师引导学生得出知识链：
减数第一次分裂 减数第二次分裂
1精原细胞 → 1初级精母细胞 → 2次级精母细胞 → 4精子细胞 → 4精子
目的：培养学生观察观察动画能力，并能够记录、整理观察的结果。
【探索点2】减数分裂第一次分裂过程中染色体发生了哪些变化？
①动画演示：精原细胞形成初级精母细胞的过程。
②教师特别说明：精巢中的一部分精原细胞略微增大，染色体进行复制，这时候精原细胞就成为初级精母细胞。
③动画演示：同源染色体联会时的动态变化和四分体的形成过程。
目的：把减数分裂中抽象的东西变成了直观的东西，使学生看到了联会时的动态变化，真正理解联会与四分体。这些内容也是本课时的重点和难点内容，以动画方式解决了以往学生的抽象和形象不相符的问题。
④教师引导学生观察、探索、理解什么是同源染色体？什么叫联会、四分体？
目的：引导学生带着问题观看动画演示。
⑤教师的点拨学生总结出同源染色体的概念以及联会、四分体的特点。
目的：培养学生分析、归纳、综合的思维能力。从过程推出概念，有利于把握事物的本质。
⑥教师提出问题：从染色体的行为变化分析，导致次级精母细胞染色体数目减半的直接原因是什么？根本原因是什么？
目的：关键是为了让学生从高起点来分析考虑联会和同源染色体的分离对于染色体的减半起到了非常重要的作用，培养学生的辩证唯物主义观点。
⑦教师指导点拨，让学生仔细分析同源染色体的行为变化和染色体的数目变化，分析导致染色体数目减半的直接原因是同源染色体的分离，根本原因是同源染色体的联会，只有联会才能规则地排列在赤道板两侧，从而导致同源染色体分离，使子细胞染色体数目减半。
【探索点3】同源染色体能否有另一种分离情况？
①教师提出问题：同源染色体能否有另一种分离情况？
②动画演示：同源染色体分离，非同源染色体自由组合的过程。
③教师引导学生分析总结：同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。
目的：为后面学习“遗传的基本规律”奠定细胞学基础，同时拓宽了学生思维的广度。
【探索点4】次级精母细胞中染色体如何变化，就能使其产生的精子细胞中染色体数与它保持一致？
目的：关键是为了让学生从高起点来分析考虑联会和同源染色体的分离对于染色体的减半起到了非常重要的作用，培养学生的辩证唯物主义观点。
①教师提出问题：次级精母细胞中染色体如何变化，就能使其产生的精子细胞中染色体数与它保持一致？
②动画演示：次级精母细胞到精子的过程。
目的：为了让学生观察、理解减数第二次分裂中的染色体行为及数目变化。
③教师引导学生分析总结：次级精母细胞中染色体数目加倍就能使其产生的精子细胞中染色体数与它保持一致。
【探索点5】减数分裂各时期细胞中染色体数目、染色单体数目、DNA分子数目的变化规律。
目的：培养学生分析、归纳、综合的思维能力。
①动画演示：减数分裂各时期细胞中染色体数目的变化规律。
②动画演示：减数分裂各时期细胞中染色单体数目的变化规律。
③动画演示：减数分裂各时期细胞中DNA分子数目的变化规律。
【探索点6】什么是减数分裂？
①教师提出问题：什么是减数分裂？
②动画演示：精子的形成过程图解。
③教师引导学生概括出减数分裂的概念：（凡是进行有性生殖的生物）
染色体复制一次
原始生殖细胞 成熟生殖细胞（染色体数目减半）
细胞连续分裂两次
目的：培养学生分析、归纳、综合的思维能力。从过程推出概念，有利于把握事物的本质。
（三）课堂小结设计
小结本节课学习的主要内容。
目的：让学生在整体上对本节课学习的内容有个系统的认识。
（四）课堂练习设计
精心编制难度适宜、题量适中的练习。
目的：有利于教师及时对学生所学知识进行反馈评价，学生通过课堂练习对所学知识及时巩固提高。
（五）课后作业设计
精心设计学生课后作业。
目的：让学生通过完成老师布置的课后作业查漏补缺，构建完整的知识网络；同时加强与其它章节有关知识间的联系，重视思维的横向与纵向发展；并且注重生物学观点的渗透，真正达到总结冲扩展的目的。
五、教学思想设计
1、注重生物教学的直观性原则
充分利用现代多媒体技术等直观手段，动静结合，宏观与微观结合，化抽象为具体，形象生动，突出重点，易化难点。
2、注重以学生为中心的原则
教学设计中有大量学生活动，充分给予学生表现的空间、活动的空间、思维的空间，充分体现教师为主导，以学生为主体，以训练为主线，以思维为核心。教师创设情境，激发情感，学生生动发现、生动发展。
3、把握“最近发展区”，在对学生的成功教育中产生新的“可教时刻”。
依据“最近发展区”理论，一项学习任务难度太低，对学生无挑战性，不能产生动机趋势的刺激，难度太大，挑战性太高，会使人产生生疏恐惧，无能为力等得心理感受。教师要把握每个班、每个学生的“最近发展区”。给出适当的教学目标和任务（这项目标是学生经过努力能达到的），不断刺激学生形成新的愿学时刻。因此要分层次教学，对学生因材施教，对教材分散难点，遵循由易到难的原则。
六、教后总结反思
1、信息化教学的优越性
信息化教学是应用多媒体技术，通过多种媒体教学信息的收集、传输、处理和共享来实现教学的教学模式。与传统教学相比有以下优势：
（1）信息化教学有利于因材施教。 传统的课堂教学中，教师组织教学，很难突破时间和空间的限制，使许多知识进入课堂，再者由于学生在知识背景、学习方法、接受能力等多方面的差别，教师只能针对多数学生能理解的水平讲课，学习好的学生“吃不饱”、学习差的学生跟不上，问题也不能及时得到反馈，影响了教学效果，课堂学习的个别化几乎无法实现。
（2）信息化教学培养学生多种能力。其一，有利于记忆力、操作能力的培养。多媒体技术正是全方位多角度进行刺激，将会提高学生的记忆力。还可以培养学生的动手能力，在生物多媒体网络教学时，指导或引导学生，培养他们会用电脑、会上互联网进行自主探究的学习。充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识意义建构的目的。其二，有利于培养学生获取新知识及收集处理信息的能力。帮助学生学会使用电脑并能上网，应是培养学生获取新知识的能力最重要最基本的工作。在网络教学中学生通过独立思考、对话交流去获取知识，培养了他们运用因特网去获取知识的能力和分析问题、解决问题的能力，也培养了他们的独立精神和协作意识。
（3）信息化教学进一步融洽师生关系。在进行信息化教学时，教师与学生之间的关系发生了变化，在网络上活动的教师与学生一起都成了学习者；在信息化学习中的学生把教师看成学习过程的参与者，而不是指导者，学生在这种环境中对教师的恐惧心理消失了，主观能动性得到了发挥，他们不仅与同学进行学习交流，同时也可以同老师探讨问题，形成了多方面交流的交互式学习氛围。
（4）信息化教学激发学生学习兴趣，增加教学容量。信息化教学内容具有时代性，手法具有多样性，教学氛围轻松、活泼，学生能够在良好状态下自主、积极地学习，大大提高了学习兴趣。采用超级链接的形式，控制性好，交互性强，符合人类的联想记忆方式。学生可以通过鼠标点击自由地在不同知识点之间进行转换，在较短的时间内接受了大量的信息，使教学容量大为增加，拓宽了学生的知识面。在此基础上，针对教师所提出的问题进行思考交流，其思维深度也大大增加。
