高中生物学教材中减数分裂概念的辨析
2022-06-08
生物学概念是对生物的基本结构、生命原理、现象以及本质规律的阐述，是生物学知识的重要组成部分，并处于核心位置，是描述或理解生物学事实与规律的基石。同时，教材是学生获取生物学概念的主要途径，教材中对生物学概念的表述是否得当及准确，则关系到学生对生物学知识的理解与掌握的正确性与准确性。
减数分裂的概念在高中生物学知识中具有重要的地位，是学生学习生物学中有关生物繁殖及遗传与变异等知识的基础。该概念属于遗传的细胞基础的内容，是高中生物学的核心概念。在知识结构上，学生此时一方面已学习了与减数分裂概念有一定联系的有丝分裂概念，另一方面减数分裂概念的学习也将为学生随后掌握生物的繁殖、遗传与变异等知识奠定基础。然而，在不同的高中生物学教材中，对“减数分裂”的概念存在一些容易让学生混淆的名称和表述。例如，减数第一（二）次分裂、减数分裂第一（二）次或第一（二）次减数分裂，并对此产生分歧。有的教师认为前二个名称和表述是正确的，而“第一（二）次减数分裂”则是错误的。甚至出现了“一次减数分裂要经历二次分裂（减数第一次分裂和减数第二次分裂）”这样存在明显数学逻辑错误的表述。因此，教师有必要对减数分裂概念涉及的相关名称和表述进行讨论，以便使学生更准确地掌握减数分裂的实质，更深刻地理解其生物学意义。
1 不同教材中“减数分裂”概念的名称和表述
对国内出版的多种版本高中生物和高校生物学相关专业的教材以及美国高中生物主流教材《科学发现者》中，有关“减数分裂”概念的表述进行了比较，发现不同教材中对“减数分裂”概念的表述存在较大的差异（表1）。
从整体上看，以上的国内外生物学教材中，均从发生的位置、时期、染色体与细胞数目的变化，对减数分裂的概念进行表述，均体现了减数分裂的主要特征及实质。即染色体复制一次，细胞经过两次连续的分裂，最终产生的子细胞的染色体数目减半。然而不同教材在对减数分裂的名称及减数分裂概念表述存在着一定的差异。
1.1 “减数分裂”的概念名称
从表1可见，从整体上看，国内高中所使用的各版本生物教材中，将减数分裂过程中的2个连续的阶段按次序进行命名，将其概念名称表述为减数第一（二）次分裂;而国外高中或国内外高校所使用的各版本生物学教材中则是使用了罗马数字（Ⅰ和Ⅱ）对减数分裂的两个连续的阶段进行划分，即减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ期对减数分裂的名称进行表述。
1.2 “减数分裂”的概念表述
由表1可知，国内高中生物学教材着重在细胞中染色体复制、细胞分裂的次数上，对减数分裂的概念进行表述。国外高中及国内大学生物学教材则是在此基础上，着重强调了减数分裂中染色体在两次连续的阶段发生的变化。在高中生物学教材中，由于教材的编写者考虑到高中生对生物知识掌握的有限性，因此在对减数分裂概念的表述上相对与高校教材来说较为精简与浅显，以便于学生理解与记忆。与国内高中生物学教材相比，国外高中生物学教材中呈现单倍体、二倍体知识的顺序先于减数分裂，因此使用其来对减数分裂的概念进行阐述。而高校生物学教材中涉及减数分裂概念时，面向的是大学二年级及以上的学生，该阶段的学生已对高中生物学知识有了一定的了解，因此教材中在对表述减数分裂概念时，采用了大量的生物专业术语，如同源染色体、单倍体及联会等，对其分裂过程进行较为详尽的阐述。
2 生物教学中减数分裂概念表述的适切性辨析
2.1 概念表述的适切性辨析
概念是人脑反映客观事物的本质特性的思维形式。概念通常包含三个要素：概念名词（或概念术语）、概念的内涵及概念的外延。其中概念的内涵揭示了概念的本质属性和特点，可以较为准确地反映概念的本质;概念名词或术语是对概念的指代。所谓概念表述的适切性是指概念表述与概念内涵、事实本质等各种相关因素的协调统一程度，并具备合适性与共知性。在实际的生物教学中，教师习惯于用生物学术语向学生传递生物学知识，然而学生对生物学基本概念的习得来源于教材，因此教材在对生物学概念的表述中应注重概念内涵的阐述。因此，认为一个合理的概念表述应该具备有科学性。只有科学的生物学概念才能准确地反映出生物学事实、本质规律及特征，从而引导学生建构正确的生物学概念结构体系。
《英汉细胞与分子生物词典》将“分裂”一词定义为：细胞通过生化合成和代谢变化而增大体积并分裂成两个子细胞的过程。细胞分裂是细胞增殖的前提和基础。可见，“减数分裂”的命名是符合这一定义的。同时，减数分裂具有分裂的特征：经过了染色体的复制、分离、胞质的分裂最终形成了子细胞的一系列过程。
在减数分裂中，染色体的复制与分离保持了生物体前后代染色体数目恒定，维持了遗传稳定性;同源非姐妹染色单体互换、非同源染色体自由组合增强了生物遗传的变异性，由此可以看出染色体的行为是减数分裂过程中最本质的特征。《普通高中生物课程标准（实验）》在遗传的细胞基础部分的要求是：阐明细胞的减数分裂，并模拟减数分裂过程中染色体的变化，观察细胞的减数分裂。因此，笔者认为，在表述减数分裂这一概念时，应该把重点放于减数分裂中的染色体行为以及其分裂的结果上，如表1中《细胞和分子生物学（概念和实验）》中对减数分裂的表述。
另外从语义学角度考虑，使用“减数分裂Ⅰ”和“减数分裂Ⅱ”对减数分裂进行表述，能很明确地表明减数分裂所经历的为两个阶段。而在国内高中的生物学教材中，用名词（减数分裂）与序数词（第一次或第二次）组合来表述减数分裂，由于名词与序数词的语序存在不同组合，则对学生学习减数分裂概念产生了干扰，人为“制造”了学习难度。同时，由于不同组合的语义存在一定的差异，无论是“减数分裂第一（二）次”，还是“第一（二）次减数分裂”都容易产生歧义：既可以认为是一个完整的减数分裂中相继发生的两个阶段，也可以理解为两次独立的减数分裂过程的相继发生。
2.2 概念表述与学生认知水平的适切性辨析 考虑到学生的感性认识、思维加工方式、学科知识的前概念等因素的影响。教材中生物学概念的表述是否合理取决于其是否有利于学生对概念的认知与运用。高中阶段的学生虽已具备了一定的认知与辨析的能力，分析思维的目的性、连续性、逻辑性已初步建立，但并不完善。同时，生物学中的概念较为抽象，概念之间的相关性强，关系复杂。学生在学习新概念前或正学习新概念时，已经学习的相关概念或是从字面上理解概念的表述就有可能造成认知差异，形成错误的前概念。因此，在尊重高中阶段学生的认知发展水平的前提下，高中生物学教材在能够清晰、准确地表述概念内涵时，其表述应注重与其他相关概念相区分，即具有区分性。与此同时，在概念的表述中，应该尽量突出该概念内涵中的特有性质，弱化其他属性，以增强生物学概念的可读性。
由表1可见，国内中学生物学教材侧重在细胞中染色体复制、细胞分裂的次数上对减数分裂的概念进行阐释，其实质是在逆向思维上，从减数分裂的结果——染色体数目“减半”上，引导学生反推出减数分裂的过程。而国外中学及国内大学的生物学教材对其表述则是从正向思维上先描述减数分裂的过程，进而推导出其分裂的结果，并着重强调了减数分裂中染色体在两次连续的阶段中发生的变化，同时运用“二倍体”与“单倍体”对染色体在经历两次连续分裂前后的数目变化进行阐述。国内现行高中生物学教材对减数分裂概念的表述并没有凸显出染色体分别在两次连续的分裂阶段中的行为变化，从而使得学生在理解其概念时难以分辨减数分裂的主要特征。除此之外，从逆向思维上引导学生理解减数分裂的过程，一定程度上加大了学生对减数分裂概念学习的难度。高校教材虽然在对减数分裂概念表述时较为具体、详尽，但文字较多，并具有一定的深度，因此不适用于高中教学。
3 结语
综上所述，现有国内高中生物学教材中对减数分裂的名称和表述并不准确，并容易导致学生记忆和理解的混乱，人为增加教学难度。笔者认为，应当废除易于混淆的用名称与序数词组合表述减数分裂的概念名称，如：减数分裂第一次、减数分裂第二次、第一次减数分裂、第二次减数分裂等;并且将减数分裂的过程概括为“一次减数分裂经历一次复制，两个阶段，两次分离”，即“在减数分裂过程中，DNA只复制一次，在两个连续的阶段（减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ）中，分别发生二次分离（同源染色体间和姊妹染色单体间），从而形成含有单倍染色体的生殖细胞”。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003. 本文由wWW.dyLw.NeT提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYLw.nET
[2] 刘恩山.中学生物学教学中概念的表述与传递[J].中学生物学，2011（01）：3-5.
[3] 吴圆媛，李家清，覃丽灵.中美地理教材中概念表述的比较[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2007（4）：140-143.
[4] 李高峰，刘恩山.“前科学概念”的术语和定义的综述[J].宁波大学学报（教育科学版），2006（6）：49-51.
减数分裂的概念在高中生物学知识中具有重要的地位，是学生学习生物学中有关生物繁殖及遗传与变异等知识的基础。该概念属于遗传的细胞基础的内容，是高中生物学的核心概念。在知识结构上，学生此时一方面已学习了与减数分裂概念有一定联系的有丝分裂概念，另一方面减数分裂概念的学习也将为学生随后掌握生物的繁殖、遗传与变异等知识奠定基础。然而，在不同的高中生物学教材中，对“减数分裂”的概念存在一些容易让学生混淆的名称和表述。例如，减数第一（二）次分裂、减数分裂第一（二）次或第一（二）次减数分裂，并对此产生分歧。有的教师认为前二个名称和表述是正确的，而“第一（二）次减数分裂”则是错误的。甚至出现了“一次减数分裂要经历二次分裂（减数第一次分裂和减数第二次分裂）”这样存在明显数学逻辑错误的表述。因此，教师有必要对减数分裂概念涉及的相关名称和表述进行讨论，以便使学生更准确地掌握减数分裂的实质，更深刻地理解其生物学意义。
1 不同教材中“减数分裂”概念的名称和表述
对国内出版的多种版本高中生物和高校生物学相关专业的教材以及美国高中生物主流教材《科学发现者》中，有关“减数分裂”概念的表述进行了比较，发现不同教材中对“减数分裂”概念的表述存在较大的差异（表1）。
从整体上看，以上的国内外生物学教材中，均从发生的位置、时期、染色体与细胞数目的变化，对减数分裂的概念进行表述，均体现了减数分裂的主要特征及实质。即染色体复制一次，细胞经过两次连续的分裂，最终产生的子细胞的染色体数目减半。然而不同教材在对减数分裂的名称及减数分裂概念表述存在着一定的差异。
1.1 “减数分裂”的概念名称
从表1可见，从整体上看，国内高中所使用的各版本生物教材中，将减数分裂过程中的2个连续的阶段按次序进行命名，将其概念名称表述为减数第一（二）次分裂;而国外高中或国内外高校所使用的各版本生物学教材中则是使用了罗马数字（Ⅰ和Ⅱ）对减数分裂的两个连续的阶段进行划分，即减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ期对减数分裂的名称进行表述。
1.2 “减数分裂”的概念表述
由表1可知，国内高中生物学教材着重在细胞中染色体复制、细胞分裂的次数上，对减数分裂的概念进行表述。国外高中及国内大学生物学教材则是在此基础上，着重强调了减数分裂中染色体在两次连续的阶段发生的变化。在高中生物学教材中，由于教材的编写者考虑到高中生对生物知识掌握的有限性，因此在对减数分裂概念的表述上相对与高校教材来说较为精简与浅显，以便于学生理解与记忆。与国内高中生物学教材相比，国外高中生物学教材中呈现单倍体、二倍体知识的顺序先于减数分裂，因此使用其来对减数分裂的概念进行阐述。而高校生物学教材中涉及减数分裂概念时，面向的是大学二年级及以上的学生，该阶段的学生已对高中生物学知识有了一定的了解，因此教材中在对表述减数分裂概念时，采用了大量的生物专业术语，如同源染色体、单倍体及联会等，对其分裂过程进行较为详尽的阐述。
2 生物教学中减数分裂概念表述的适切性辨析
2.1 概念表述的适切性辨析
概念是人脑反映客观事物的本质特性的思维形式。概念通常包含三个要素：概念名词（或概念术语）、概念的内涵及概念的外延。其中概念的内涵揭示了概念的本质属性和特点，可以较为准确地反映概念的本质;概念名词或术语是对概念的指代。所谓概念表述的适切性是指概念表述与概念内涵、事实本质等各种相关因素的协调统一程度，并具备合适性与共知性。在实际的生物教学中，教师习惯于用生物学术语向学生传递生物学知识，然而学生对生物学基本概念的习得来源于教材，因此教材在对生物学概念的表述中应注重概念内涵的阐述。因此，认为一个合理的概念表述应该具备有科学性。只有科学的生物学概念才能准确地反映出生物学事实、本质规律及特征，从而引导学生建构正确的生物学概念结构体系。
《英汉细胞与分子生物词典》将“分裂”一词定义为：细胞通过生化合成和代谢变化而增大体积并分裂成两个子细胞的过程。细胞分裂是细胞增殖的前提和基础。可见，“减数分裂”的命名是符合这一定义的。同时，减数分裂具有分裂的特征：经过了染色体的复制、分离、胞质的分裂最终形成了子细胞的一系列过程。
在减数分裂中，染色体的复制与分离保持了生物体前后代染色体数目恒定，维持了遗传稳定性;同源非姐妹染色单体互换、非同源染色体自由组合增强了生物遗传的变异性，由此可以看出染色体的行为是减数分裂过程中最本质的特征。《普通高中生物课程标准（实验）》在遗传的细胞基础部分的要求是：阐明细胞的减数分裂，并模拟减数分裂过程中染色体的变化，观察细胞的减数分裂。因此，笔者认为，在表述减数分裂这一概念时，应该把重点放于减数分裂中的染色体行为以及其分裂的结果上，如表1中《细胞和分子生物学（概念和实验）》中对减数分裂的表述。
另外从语义学角度考虑，使用“减数分裂Ⅰ”和“减数分裂Ⅱ”对减数分裂进行表述，能很明确地表明减数分裂所经历的为两个阶段。而在国内高中的生物学教材中，用名词（减数分裂）与序数词（第一次或第二次）组合来表述减数分裂，由于名词与序数词的语序存在不同组合，则对学生学习减数分裂概念产生了干扰，人为“制造”了学习难度。同时，由于不同组合的语义存在一定的差异，无论是“减数分裂第一（二）次”，还是“第一（二）次减数分裂”都容易产生歧义：既可以认为是一个完整的减数分裂中相继发生的两个阶段，也可以理解为两次独立的减数分裂过程的相继发生。
2.2 概念表述与学生认知水平的适切性辨析 考虑到学生的感性认识、思维加工方式、学科知识的前概念等因素的影响。教材中生物学概念的表述是否合理取决于其是否有利于学生对概念的认知与运用。高中阶段的学生虽已具备了一定的认知与辨析的能力，分析思维的目的性、连续性、逻辑性已初步建立，但并不完善。同时，生物学中的概念较为抽象，概念之间的相关性强，关系复杂。学生在学习新概念前或正学习新概念时，已经学习的相关概念或是从字面上理解概念的表述就有可能造成认知差异，形成错误的前概念。因此，在尊重高中阶段学生的认知发展水平的前提下，高中生物学教材在能够清晰、准确地表述概念内涵时，其表述应注重与其他相关概念相区分，即具有区分性。与此同时，在概念的表述中，应该尽量突出该概念内涵中的特有性质，弱化其他属性，以增强生物学概念的可读性。
由表1可见，国内中学生物学教材侧重在细胞中染色体复制、细胞分裂的次数上对减数分裂的概念进行阐释，其实质是在逆向思维上，从减数分裂的结果——染色体数目“减半”上，引导学生反推出减数分裂的过程。而国外中学及国内大学的生物学教材对其表述则是从正向思维上先描述减数分裂的过程，进而推导出其分裂的结果，并着重强调了减数分裂中染色体在两次连续的阶段中发生的变化，同时运用“二倍体”与“单倍体”对染色体在经历两次连续分裂前后的数目变化进行阐述。国内现行高中生物学教材对减数分裂概念的表述并没有凸显出染色体分别在两次连续的分裂阶段中的行为变化，从而使得学生在理解其概念时难以分辨减数分裂的主要特征。除此之外，从逆向思维上引导学生理解减数分裂的过程，一定程度上加大了学生对减数分裂概念学习的难度。高校教材虽然在对减数分裂概念表述时较为具体、详尽，但文字较多，并具有一定的深度，因此不适用于高中教学。
3 结语
综上所述，现有国内高中生物学教材中对减数分裂的名称和表述并不准确，并容易导致学生记忆和理解的混乱，人为增加教学难度。笔者认为，应当废除易于混淆的用名称与序数词组合表述减数分裂的概念名称，如：减数分裂第一次、减数分裂第二次、第一次减数分裂、第二次减数分裂等;并且将减数分裂的过程概括为“一次减数分裂经历一次复制，两个阶段，两次分离”，即“在减数分裂过程中，DNA只复制一次，在两个连续的阶段（减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ）中，分别发生二次分离（同源染色体间和姊妹染色单体间），从而形成含有单倍染色体的生殖细胞”。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003. 本文由wWW.dyLw.NeT提供，第一论 文 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，欢迎光临dYLw.nET
[2] 刘恩山.中学生物学教学中概念的表述与传递[J].中学生物学，2011（01）：3-5.
[3] 吴圆媛，李家清，覃丽灵.中美地理教材中概念表述的比较[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2007（4）：140-143.
[4] 李高峰，刘恩山.“前科学概念”的术语和定义的综述[J].宁波大学学报（教育科学版），2006（6）：49-51.