逆向式教学设计 促进概念的整合

——高三《细胞增殖》复习课案例研究

一、设计说明

《细胞增殖》是高中生物学教材第一册第二章第二节，这节课是高中生物学科中的重点，也是难点，这主要在于它是后续课程中“细胞分化”、“减数分裂”、“生长发育“、“遗传定律”等内容的基础。在新授课中，可能它的地位并不能完全显现出来，这主要受教材的顺序设定和学生的知识水平理解能力的限制。但是，在复习课中，由于没有了上述限制，师生有必要站在一个更高的角度来俯瞰这个概念，进行融会贯通的复习。

对于细胞增殖，刚进入高三的学生还停留在概念组成和整合的最初阶段，初步知道了细胞增殖是什么，怎么发生，也就是说认识了概念的内涵，但是如果改变问题的情境，学生往往无法做出正确的思考和判断。所以，本课的设计目标就是在通过系统的复习之后，学生能够完成关于细胞增殖概念的整合，能够进行迁移，解决复杂领域的特定问题，也就是说认识概念的外延。

在设计过程中，对“细胞增殖”这个概念，我们一共提出了五个问题，引导学生分别从五个角度来全面思考、整合概念。这五个问题分别是“是什么（what）、是谁（who）、为什么（why）、怎么进行（how）和影响细胞增殖的因素”。在新授课中，“细胞增殖怎么进行”这个问题是重点详细讲解和学习的内容，而在复习课中，分裂过程当然也要复习，但是这种纯粹重复劳动式的复习完全可以由学生自己来完成，而教师的主导作用此时就要体现出来。

二、过程设计

单元问题	教师活动	学生活动	设计意图
什么是细胞增殖？ 是谁在进行增殖？	引导学生进行思考各个结构层次水平的增殖。	举例说明各种增殖现象。	了解生命各个层次的增殖现象： 个体水平：生殖 细胞水平：细胞分裂 分子水平：DNA复制
为什么进行增殖？	引导学生探究物体大小与相对表面积的关系。	进行相关计算，体会随着直径或边长的增大，物体的相对表面积越小。	认识增殖的原因从细胞内部来说，是因为细胞核控制范围的限制和相对表面积的减小对物质交换速率的限制。 从个体水平来说，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。 从物种来说，细胞增殖在生物生活史中有重要的地位。
细胞怎样增殖？	以多媒体出示各种图片和资料，引导学生总结细胞增殖方式，重点复习有丝分裂、细胞周期。	回忆细胞增殖的过程，总结染色体、DNA在有丝分裂和减数分裂过程中的变化规律。	复习细胞增殖过程，DNA、染色体数量变化规律；细胞周期的概念；细胞核分裂和细胞质分裂的概念
细胞增殖的影响因素	引导学生思考细胞内外环境的变化对细胞增殖造成的影响	思考04年广东高考试题，体会总结影响细胞增殖的因素。	细胞增殖可能受到细胞内外各种物理、化学、生物因素的影响具体来说： 物理：射线、温度等 化学：营养状况、激素、秋水仙素等 生物：病原体等
细胞增殖的相关知识在实践中的应用	引导学生将课本知识纵向回忆一遍，提取关于细胞分裂应用的知识	体会，总结，整合	对细胞增殖的知识应用有两个方面： 1．促进细胞增殖：例如制备单克隆抗体时，利用细胞融合使效应B细胞从无增殖能力到有增殖能力的杂交瘤细胞；细胞培养时，加入激素，以促进细胞增殖。 2．抑制细胞增殖：例如对癌症的放疗和化疗都是要阻止癌细胞的增殖过程；在制备多倍体的过程中，也是利用秋水仙素的作用阻断细胞分裂过程。

三、片段回顾

1．巧设情境，激发思考

师：有丝分裂的一个细胞周期一般持续多长时间？

生：20小时左右。

师：一昼夜是多长？

生：24小时。

师：如果在内陆地区，昼夜温差比较大的时候，会有什么影响呢？

生：如果细胞正在分裂，进入夜间，就会因为温度降低，而阻断细胞分裂，细胞中的染色体数目就有可能加倍。

师：所以帕米尔高原上有65%的植物都是多倍体。这说明温度会影响细胞增殖的过程。大家可以再联系我们所学的生物学知识，思考一下，都有什么因素会对细胞增殖造成影响，有什么样的影响？

… …思考，讨论之后。

生1：我认为，影响细胞增殖的因素可以分为三类：第一类就是物理因素，例如温度；第二类是化学因素，例如酸碱等条件；第三类是生物因素，例如病毒等。

师：我觉得他讲得很好，大家想想，他这里跟什么进行类比提出了这三类因素。

生：导致癌变的原因，也是这三类。

师：非常正确，这说明我们已经具备了科学思考方法，但是如果进行评价的话，我们还要看看他这个答案的缺点。

生：有点过于笼统了，不够具体。

师：那你能不能讲一点具体的？

生：在细胞分裂的间期，如果进行受到化学物质或者射线的影响，有可能导致DNA复制过程中碱基的增添、缺失或者改变，引起基因突变。

师：很好，还有吗？

生：秋水仙素的作用。

师：好，不错，不过如果能详细点更好。

生：秋水仙素作用于细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成，导致细胞染色体的加倍。

师：很好。不过怎么全都是变异的问题，有没有其他方面的思路？

……低头思考。

师：看来，我们的思路还是不够开阔，那我们就以一道高考题来启发一下吧。

（04年广东卷）受抗原刺激后的淋巴细胞 ( D )

A. 细胞周期变长，核糖体活动增强

B．细胞周期变长，核糖体活动减弱

C. 细胞周期变短，核糖体活动减弱

D．细胞周期变短，核糖体活动增强

师：受到抗原刺激后，免疫反应经历几个阶段？

生：三个阶段，感应阶段、反应阶段、效应阶段。

师：反应阶段发生了什么？

生：淋巴细胞的增殖、分化。

师：这说明淋巴细胞从休眠状态进入细胞周期，所以细胞周期缩短了。这是不是抗原影响了细胞增殖的过程？

生：是的。

师：看来我们不能只从变异一个角度来思考。影响增殖的因素是多样的，引起的变化是复杂的。

生：（点头）。

师：那我们能不能再思考一下，为什么这些因素会引起细胞增殖的变化呢？

生：因为细胞增殖过程中，细胞中进行着旺盛的生命活动，这些活动需要细胞中具有适宜的条件，此时，如果这些条件改变，就会引起变化。

2．适当综合，促进建构

师：我们接着思考，由于细胞内外条件的改变引起了细胞增殖的变化，可能是细胞周期的变化，也可能是细胞中物质的变化，那么我们在具体的实践中，如何来应用这些因素呢？

生：我们利用细胞增殖过程中产生的基因突变和染色体加倍等变异现象来育种。

(其他学生大笑……)

师：刚才已经在变异这里绕好久了，这说明我们的思路还是局限了，能不能再开阔一点？

生：（思考……）

师：比方说，在一些生物学的新技术中，有没有利用细胞增殖的？

生：植物组织培养和动物细胞培养，就利用了细胞增殖的知识。

师：对，在细胞培养时，我们在培养基中加了什么物质，来促进细胞增殖过程？

生：利用激素来调节，促进细胞增殖。

师：如果一个细胞根本就没有增殖能力，但我们想获得大量这种细胞的后代，该用什么办法？

生：细胞融合的方法，比方说单克隆抗体的获得就是用效应B细胞和骨髓瘤细胞进行融合，形成的杂交瘤细胞就具备了连续分裂的能力。

师：很好，这两个例子中，无论是激素还是细胞融合技术，都是促进细胞增殖的。我们能不能举一个例子来说明对细胞增殖反向的应用？

生：对癌细胞的控制就是抑制癌细胞的分裂过程。

师：很好，这是抑制细胞增殖的一个应用。

四、反思分析

1．改变叙事结构，逆向设计教学过程

传统的课程设计顺序是一个线性的序列，伴随着学习内容的展开，表现为教师详细而耐心的解释。在这种叙事结构下成长的学生，对课本知识是单一的平面的理解，这种理解只是照本宣科，并没有真正理解课本内容，只会加深对问题的误解。

所谓逆向设计，包括两个方面，一方面是指从学习目标的任务入手进行教学设计，另一方面是指对课堂结构进行调整，不再利用传统的由点到面、由局部到整体的教学叙事程序，而是采用从整体到局部，先了解全貌再深究细节的程序。

高考考试大纲对生物科的能力要求的第一点就是理解能力，而这个条目下又设了三个二级指标：（1）能把握所学知识的要点和知识之间的内在联系。（2）能用文字、图表、图解等形式阐述生物学事实、概念、原理和规律等。（3）能运用所学知识，对某些生物学问题进行解释、推理，作出合理的判断或得出正确的结论。做为第一轮复习，我们的重点应该放在提高学生的“理解能力”。所以在进行教学设计时，从知识之间的联系入手，设计了六个单元问题，使学生能够通过细胞增殖的现象看出生命运动的本质。

在教学叙事程序上，不再采用传统的“重点复习增殖过程，狠抓知识落实”的方针，进行过程的详细再现，而是通过设计六个单元问题，进行非线性的设计，使学生从整体上了解细胞增殖的意义、过程、影响因素等，拓展了学生运用知识的广度和深度，使学生的思维变得积极活跃并增强其分析问题的能力，以及对事物进行宏观把握的能力。

2．适时提供支架，促进学生深度学习

所谓深度学习指通过探究学习的共同体促进有条件的知识和元认知发展的学习。 它鼓励学习者积极地探索、反思和创造，而不是反复的记忆。我们可以把深度学习理解为一种基于理解的学习。它强调学习者批判性地学习新思想和知识，把它们纳入原有的认知结构中，将已有的知识迁移到新的情境中，从而帮助决策、解决问题。

深度学习是相对于浅层学习所提出的一个概念。浅层学习，其最大的特征就是学生被动地、机械地、孤立地记忆所教授的知识。下表对两种层次的学习做了简单的对比：

	深度学习	浅层学习
概念	批判性地学习新知识、新思想。试图将它们纳入到现有的认知体系中。在概念之间建立连接。	非批判性地接受新知识、新思想，孤立地记忆学习内容。
特征	寻找意义 关注于解决问题所需要的核心论点或概念 积极的互动 能区别观点和论据 在不同的模型间建立联系 将已有的知识和先前的经验联系起来。 将课程内容和生活实际联系起来	建立在机械的学习上 关注解决问题所需要的公式和外在线索 被动地接受信息，不能从实例中辨别原理 孤立地看待模型和程序的各部分 没有意识到新知识是建立在先前工作上的 简单地把课程内容作为考试的一部分来学

概括来说，学生达到深度学习至少应实现三个目标：认知结构的重建、学习策略能力的提高和情感态度价值观的发展。在本课的设计中，尽量将课本中散碎的与细胞分裂有关的知识，以有机的形式结合，在教学过程中加强引导，使学生在教师的主导作用下，发挥小组合作学习的优势，从各个侧面来认识细胞分裂的过程、实质和意义，同时，通过本节课的学习，又使学生能够获得高三复习的一般方法，提高知识建构的能力，并能迁移到其他学习内容的学习和复习中去。

3．知识性教学转变为发展性教学

新课程的三维教学目标充分体现了发展性教学的要求，其核心是人的发展。这个目标的确立超越了传统教学目标只关心知识学习，把学生当作知识的容器，忽视人整体发展的局限。

在复习中，教师和学生都要创造性地利用教材、重组教材、延伸教材、补充教材、拓宽教材、超越教材、注重教材与实际生活的联系，使教材生活化、具体化。在这样的复习课中，对学生的束缚解放了，师生之间平等地进行交流、探讨，学生因为老师的赏识而变得大胆，敢于发表自己的看法。

在复习教学中，既要预设，又要重视课堂的生成。预设是教师事先所做的设计，是课堂教学成功的关键，但在具体教学中，也要根据学生的实际情况来适当微调，否则，教学就变成了教师的独角戏，没有真正顾及学习的主体——学生的需要。在课堂教学中，教师和学生的思路要随时随着课堂的发展而进行调整，完成真正的创造和建构的生成。