專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件，應(yīng)用于中學(xué) 生物課堂的染色體教學(xué)。
背景技術(shù)：
課堂教學(xué)，是教師一人站著講，講給眾多坐著的學(xué)生聽(tīng)和看。為了讓學(xué)生 看到，在教室豎立墻面上固定著一塊黑色的書(shū)寫(xiě)板。粉筆、黑板擦、黑板成了向 學(xué)生用文字表述或圖示教學(xué)內(nèi)容的必備教學(xué)用具組件。教師使用這些組件或是作 圖，或是書(shū)寫(xiě)文字。中國(guó)專(zhuān)利公告了一種題為《磁性教學(xué)書(shū)寫(xiě)板及筆和擦》的發(fā)明創(chuàng)造(公告 號(hào)為CN 2848587Y,專(zhuān)利號(hào)為ZL 200520200276.0)，它包括一塊平面書(shū)寫(xiě)板、一 支書(shū)寫(xiě)筆和一個(gè)書(shū)寫(xiě)板擦，所述平面書(shū)寫(xiě)板由下述三層不同的材料依次相疊通過(guò)邊框固定構(gòu)成第一層為半透明橡膠磁面板，第二層為柔性薄膜磁粉板，第三層 為硬質(zhì)底板。書(shū)寫(xiě)筆是一支條形磁鐵。書(shū)寫(xiě)板擦是一磁極表面積比書(shū)寫(xiě)筆的更大 的磁鐵。使用這種教學(xué)用具組件向?qū)W生演示染色體教學(xué)內(nèi)容，雖然無(wú)粉塵，但畫(huà) 出染色體要花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間，不利于在有限的時(shí)間內(nèi)講授豐富的染色體教學(xué)內(nèi) 容。利用書(shū)寫(xiě)板解決在有限的時(shí)間內(nèi)講授豐富的染色體教學(xué)內(nèi)容的問(wèn)題，早在 1997年中國(guó)專(zhuān)利就公告了一種題為《生殖細(xì)胞形成中演示染色體活動(dòng)的圖板》 的發(fā)明創(chuàng)造(公告號(hào)為CN 2245248Y，專(zhuān)利號(hào)為ZL 95218062.6),它由一塊平 面書(shū)寫(xiě)板和若干對(duì)"一"、"X"、 "V"型染色體模型組成，平面書(shū)寫(xiě)板由底層、中 間鐵板層、表層依序疊合通過(guò)邊框固定而成；各染色體模型上的著絲點(diǎn)是一圓形 磁鐵。因此，染色體模型可以通過(guò)著絲點(diǎn)磁鐵吸附在平面書(shū)寫(xiě)板板面上，并由教 師隨意移動(dòng)至事先繪于板面上的各時(shí)期細(xì)胞輪廓圖形的相應(yīng)部位。其不足有三1、 由于著絲點(diǎn)磁鐵極性同極相斥異極相吸的作用，各染色體模型之間需要 相距一定距離才能平穩(wěn)地吸附在板面的各自位置上；因而在給定染色體模型大小 的條件下，模擬畫(huà)出含有多對(duì)染色體的細(xì)胞就需在板面上占用較大的面積。2、 總共使用多達(dá)52款三種型式的染色體模型，教師要一種染色體模型時(shí)勢(shì) 必要花時(shí)間從它們中間去尋找，尋找時(shí)間越長(zhǎng)，有限的課堂教學(xué)時(shí)間資源利用率 就越低。3、 總共使用多達(dá)52款三種型式的染色體模型，也不方便有序地對(duì)它們進(jìn)行 保管。自1989年以來(lái)，人們就相繼發(fā)明了各式各樣的染色體教學(xué)用具。1990年，中國(guó)專(zhuān)利披露了一種題為《染色體組合教具》的發(fā)明創(chuàng)造(公告 號(hào)為CN 2065784U ，申請(qǐng)?zhí)枮?9215829.8)，它有兩種顏色的塑料片條紅色 塑料片條和藍(lán)色塑料片條，各片條中間帶有一塑料按扣，用于實(shí)現(xiàn)同種顏色片條
和異種顏色片條之間的自由組合。1992年，中國(guó)專(zhuān)利披露了一種題為《植物細(xì)胞有絲分裂活動(dòng)教具》的發(fā)明 創(chuàng)造(公告號(hào)為CN 2104485 ，申請(qǐng)?zhí)枮?1209506. 7)，它是一立體方形框架內(nèi) 安裝紡錘體、染色體、著絲點(diǎn)等的裝置。1993年，中國(guó)專(zhuān)利披露了一種題為《染色體行為示范教具》的發(fā)明創(chuàng)造(公 告號(hào)為CN2135176 ，專(zhuān)利號(hào)為ZL 92218221.3)，它是由許多基因字母片段組 合而成的，片段外形上部為梯形，下部為正方形，其正面上端有一按栓，下部分 標(biāo)有基因符號(hào)，背面上下各有一按扣的按母，若干個(gè)片段交換、組合成染色體揭 示染色體的自然特征。2007年，中國(guó)專(zhuān)利披露了一種題為《多功能染色體和DNA教具》的發(fā)明創(chuàng) 造(公告號(hào)為CN2874682 ，專(zhuān)利號(hào)為ZL 200620007097. X)，它由若干個(gè)標(biāo)有 堿基名稱(chēng)A或T的A型長(zhǎng)方體組成A型長(zhǎng)條型結(jié)構(gòu)，由若干個(gè)標(biāo)有堿基名稱(chēng)G 或C的B型長(zhǎng)方體組成B型長(zhǎng)條型結(jié)構(gòu)，利用其兩長(zhǎng)方體上的凸凹結(jié)構(gòu)與繩線和 磁鐵結(jié)構(gòu)，通過(guò)增減A型或B型長(zhǎng)方體的數(shù)量，改變A或B型長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度 方法，可以表示A、 B兩染色體的長(zhǎng)臂和短臂，用磁鐵可以表示染色體的著絲點(diǎn)。這些人們發(fā)明出來(lái)的染色體教學(xué)用具，幾乎都存在把染色體形態(tài)固定化的 缺陷，是在單純模擬演示染色體，失去臨時(shí)書(shū)畫(huà)的功能。不利于學(xué)生課堂上操作 和參與教學(xué)活動(dòng)，因此在基礎(chǔ)教育課程改革的教學(xué)使用中均存在較大的局限。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述的不足之處，提供一種模擬畫(huà)出含有多對(duì)染色 體的細(xì)胞占用面積小的、課堂教學(xué)時(shí)間資源利用高的、方便有序保管的可書(shū)畫(huà)又 能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件。本發(fā)明的目的可以這樣達(dá)到(A) —種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué) 用具組件，它包含一平面書(shū)寫(xiě)板、 一書(shū)寫(xiě)筆、 一書(shū)寫(xiě)板擦，其特征在于還包含一 染色體模型構(gòu)件盒；染色體模型構(gòu)件盒的底面包含一橡膠磁層；兩種不同顏色的 染色體模型構(gòu)件通過(guò)自身內(nèi)部鐵片吸附在染色體模型構(gòu)件盒的底面上；每種顏色 的染色體構(gòu)件皆包含著絲點(diǎn)構(gòu)件、短臂構(gòu)件、長(zhǎng)臂構(gòu)件三種構(gòu)件；著絲點(diǎn)構(gòu)件呈 圓點(diǎn)形薄片狀、短臂構(gòu)件呈短條形薄片狀、長(zhǎng)臂構(gòu)件呈長(zhǎng)條形薄片狀；所述平面 書(shū)寫(xiě)板包含一橡膠磁層。(B) A所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件，其特征是 每種顏色的長(zhǎng)臂構(gòu)件正反面顏色相同，正面標(biāo)注基因，背面不標(biāo)注；標(biāo)注基因字 母的長(zhǎng)臂構(gòu)件總數(shù)量為每一顏色每一字母是兩片或兩片以上；每種顏色的短臂構(gòu) 件正反面顏色相同，正面標(biāo)注基因，背面不標(biāo)注；標(biāo)注基因字母的短臂構(gòu)件總數(shù) 量為每一顏色每一字母是兩片或兩片以上；著絲點(diǎn)構(gòu)件若干，每種顏色的著絲點(diǎn) 構(gòu)件正反面顏色相同或不相同。(C) B所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件，其特征是
染色體模型構(gòu)件盒底面在攤放各構(gòu)件的每一位置上印刷所攤放構(gòu)件的正面彩色 圖案。(D) B、 C所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件，其特 征是長(zhǎng)臂構(gòu)件、短臂構(gòu)件皆包含A、 B、 C、 D四種顯性基因標(biāo)注構(gòu)件和a、 b、 c、 d四種隱性基因標(biāo)注構(gòu)件。(F) D所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件，其特征是 著絲點(diǎn)構(gòu)件同長(zhǎng)臂構(gòu)件、短臂構(gòu)件之間還可以通過(guò)凸榫和凹槽等機(jī)械連接件作固 定或自由轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 平面書(shū)寫(xiě)板和染色體模型構(gòu)件盒底面對(duì)各染色體構(gòu)件的作用力大小合 理，從盒內(nèi)取出和在板面上挪動(dòng)位置簡(jiǎn)便省力，輕松自如。2、 各染色體模型構(gòu)件之間沒(méi)有作用力，故相互拼合時(shí)的精確度可以很高。3、 長(zhǎng)、短臂構(gòu)件皆呈條形薄片狀，著絲點(diǎn)呈圓點(diǎn)薄片狀，故有序攤藏在染 色體模型構(gòu)件盒底面上時(shí)，底面的利用率相當(dāng)高，因而染色體模型構(gòu)件盒體積小，方便保管。4、 各構(gòu)件相互拼合形成的組合多種多樣，豐富了人類(lèi)表達(dá)染色體自然運(yùn)動(dòng) 規(guī)律的語(yǔ)言，可以把人類(lèi)的認(rèn)識(shí)水平表達(dá)得更加準(zhǔn)確，更加到位。因而教師利用 本發(fā)明來(lái)教學(xué)可以加快學(xué)生掌握染色體知識(shí)的速度，增大教學(xué)效果。5、 學(xué)生利用它來(lái)解答有關(guān)染色體的變化問(wèn)題，就不得不同時(shí)表達(dá)出染色體 長(zhǎng)短的變化和基因的變化情況。一旦違背正確的染色體變化規(guī)律和基因變化的規(guī) 律，就可以被簡(jiǎn)明地發(fā)現(xiàn)。由此創(chuàng)造了學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的可視平臺(tái)。6、 操作靈活、適用知識(shí)點(diǎn)多、容錯(cuò)功能強(qiáng)大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取材簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉。7、 可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，適應(yīng)基礎(chǔ)教育課程的改革需要。8、 染色體模型組合構(gòu)件給學(xué)生提供了創(chuàng)造和充分想象的空間。9、 染色體構(gòu)件可反復(fù)使用，節(jié)約環(huán)保。10、 各構(gòu)件色彩鮮明，標(biāo)記信息明顯，容易識(shí)別。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例染色體模型構(gòu)件盒盒內(nèi)的一種構(gòu)件配置結(jié)構(gòu)圖。 圖中基因A、 B、 C、 D紅色長(zhǎng)臂構(gòu)件各有2款；基因a、 b、 c、 d紅色長(zhǎng)臂構(gòu)件各 有2款；基因A、 B、 C、 D藍(lán)色長(zhǎng)臂構(gòu)件各有2款;基因a、 b、 c、 d藍(lán)色長(zhǎng)臂構(gòu) 件各有2款?；駻、 B、 C、 D紅色短臂構(gòu)件各有2款；基因a、 b、 c、 d紅色短 臂構(gòu)件各有2款；基因A、 B、 C、 D藍(lán)色短臂構(gòu)件各有2款；基因a、 b、 c、 d 藍(lán)色短臂構(gòu)件各有2款。紅色著絲點(diǎn)8款；藍(lán)色著絲點(diǎn)8款。圖2是使用本發(fā)明染色體構(gòu)件在平面書(shū)寫(xiě)板上可拼合出的"一"字染色體模型。圖中左一、左三為等臂染色體。左二為不等臂染色體。左四、右一為近端著絲點(diǎn) 染色體。右二、右三為端著絲點(diǎn)染色體。
圖3是使用本發(fā)明染色體構(gòu)件在平面書(shū)寫(xiě)板上可拼合出的"V"字染色體模型。圖中左一、左三為為等臂V字染色體，左二為不等臂V字染色體，右一為近端著 絲點(diǎn)V染色體。拼合時(shí)，各臂構(gòu)件之間的夾角大小可隨意。圖4是使用本發(fā)明染色體構(gòu)件在平面書(shū)寫(xiě)板上可拼合出的一些正確表示染 色體復(fù)制"X"字染色體模型。圖5是使用本發(fā)明染色體構(gòu)件在平面書(shū)寫(xiě)板上可拼合出的一些錯(cuò)誤表示染 色體復(fù)制"X"字染色體模型。圖6、圖7分別是使用本發(fā)明染色體構(gòu)件在平面書(shū)寫(xiě)板上拼合出的某雜合動(dòng) 物和植物AaBb減數(shù)第一次分裂中期圖象多種正確的同源染色體表示中的兩個(gè)示 例。圖8、圖9、圖10是使用本發(fā)明染色體構(gòu)件在平面書(shū)寫(xiě)板上拼合出的某雜 合植物AaBb減數(shù)第一次分裂中期圖象多種錯(cuò)誤的同源染色體表示中的三個(gè)示 例。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明下面作進(jìn)一步的說(shuō)明。橡膠磁是新式材料，是可以巻曲的軟性板材， 由鐵氧體粉末混合入橡膠板生產(chǎn)工藝中后經(jīng)充磁制得。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?02134329.2、 200410077168.9等文獻(xiàn)公開(kāi)了它的生產(chǎn)工藝。鐵氧體經(jīng)磁化和矯 頑后出現(xiàn)的剩磁，其磁場(chǎng)強(qiáng)度并不高，故對(duì)鐵片的吸附力不會(huì)太大。制作本發(fā)明 平面書(shū)寫(xiě)板，可以剪取同平面書(shū)寫(xiě)板表層和底層相同面積的橡膠磁軟性板材，夾 在平面書(shū)寫(xiě)板的表層和底層中間，三層對(duì)齊疊合后用邊框通過(guò)緊固件固定。表層 可采用書(shū)寫(xiě)白板來(lái)制作，以便水性彩筆在它上面書(shū)寫(xiě)和繪畫(huà)。底層是平板，起襯 托作用，只要其強(qiáng)度能將橡膠磁層壓平即可。平面書(shū)定板制作成后可以固定在墻 面上使用，或在講臺(tái)上用手垂直舉起進(jìn)行展示，也可以放在學(xué)生課桌上作為活動(dòng) 板使用。與平面書(shū)寫(xiě)板相配套的組件需要一支白板書(shū)寫(xiě)筆和一小塊抹布。白板書(shū)寫(xiě) 筆可選用水性的；小塊抹布作為書(shū)寫(xiě)板擦，沾水后用于擦除平面書(shū)寫(xiě)板板面的字 跡。白板書(shū)寫(xiě)筆主要用于畫(huà)植物細(xì)胞壁或動(dòng)物細(xì)胞膜、紡綞絲或星射線、中心粒 等，也能畫(huà)出卵細(xì)胞形成過(guò)程中細(xì)胞質(zhì)不均等分裂等。染色體模型可以通過(guò)著絲點(diǎn)構(gòu)件、長(zhǎng)臂構(gòu)件、短臂構(gòu)件這三種染色體構(gòu)件 自由組合來(lái)形成。三種構(gòu)件內(nèi)部都夾有薄鐵片，外表可以用塑料薄膜來(lái)封裝，著 絲點(diǎn)構(gòu)件呈小小的薄圓片形，短臂構(gòu)件是短而薄的條形片狀物、長(zhǎng)臂構(gòu)件是長(zhǎng)而 薄的條形片狀物。各構(gòu)件可以集裝在染色體模型構(gòu)件盒中。為了方便取用和放置 保管，盒的底面也可以使用橡膠磁制作成帶磁性的，并將眾多構(gòu)件平攤在底面上， 讓它們相互間不疊合，使每一構(gòu)件獨(dú)自占領(lǐng)一小塊面積。為了區(qū)分來(lái)自父方的染色體和來(lái)自母方的染色體，可以同時(shí)配備兩種視覺(jué)
上有明顯差異的顏色的染色體構(gòu)件，例如，配備紅色染色體構(gòu)件和藍(lán)色染色構(gòu)件; 或者配備黃色染色體構(gòu)件和紫色染色構(gòu)件；等等。這樣，就可以在需要的時(shí)候， 用一種顏色的染色體構(gòu)件的組合去表示來(lái)自父方的染色體，而用另一種顏色的染 色體的組合去表示來(lái)自母方的染色體。有鑒于父方和母方染色體出現(xiàn)機(jī)會(huì)的平等 性，保存在染色體模型構(gòu)件盒中的每種顏色的構(gòu)件總數(shù)宜于相等，以便盡可能地 縮小盒的底面尺寸。為了豐富組合出來(lái)的染色體模型，各構(gòu)件可以采用雙面設(shè)計(jì)。每一長(zhǎng)臂構(gòu) 件或每一短臂構(gòu)件，其正反面顏色相同，正面標(biāo)注基因，反面不標(biāo)注。標(biāo)注基因 的辦法是用一條白色橫線表示基因，并在此橫線上用字母A、 a， B、 b， C、 c， D、 d之一表示出基因的名稱(chēng)及基因的顯隱性。大寫(xiě)字母表示顯性基因，小寫(xiě)字 母表示隱性基因；不同的字母表示不同的基因?？陀^物質(zhì)世界中基因有許多種， 這里只作表示四種不同基因的長(zhǎng)臂構(gòu)件或短臂構(gòu)件。每種顏色每一基因字母的長(zhǎng) 臂構(gòu)件或短臂構(gòu)件配備兩款在染色體模型構(gòu)件盒中可以滿(mǎn)足教學(xué)上需要。每種顏 色的著絲點(diǎn)構(gòu)件數(shù)為有限個(gè)不等，正反面顏色相同或用區(qū)別于上述兩種顏色的第 三種、第四種顏色表示其反面。圖l示出了染色體模型構(gòu)件盒盒內(nèi)的一種構(gòu)件配置結(jié)構(gòu)?；駻、 B、 C、 D 紅色長(zhǎng)臂構(gòu)件各有2款；基因a、 b、 c、 d紅色長(zhǎng)臂構(gòu)件各有2款；基因A、 B、 C、 D藍(lán)色長(zhǎng)臂構(gòu)件各有2款；基因a、 b、 c、 d藍(lán)色長(zhǎng)臂構(gòu)件各有2款?；駻、 B、 C、 D紅色短臂構(gòu)件各有2款；基因a、 b、 c、 d紅色短臂構(gòu)件各有2款；基 因A、 B、 C、 D藍(lán)色短臂構(gòu)件各有2款；基因a、 b、 c、 d藍(lán)色短臂構(gòu)件各有2 款。淺紅色著絲點(diǎn)8款；淺藍(lán)色著絲點(diǎn)8款。如果要增多基因的表示種類(lèi)數(shù)量，只須再增加E、 F、 G、 H、……；e、 f、 g、 h、……字母表的兩種顏色的長(zhǎng)短臂構(gòu)件，每一顏色每一基因的構(gòu)件為2款。有了上述染色體模型構(gòu)件盒盒內(nèi)的眾多構(gòu)件，就可以將實(shí)際中的染色體分 解為兩個(gè)臂和一個(gè)著絲點(diǎn)三個(gè)部分，并用長(zhǎng)臂構(gòu)件或短臂構(gòu)件去表示那兩個(gè)臂， 用一個(gè)著絲點(diǎn)去表示那個(gè)著絲點(diǎn)。這樣就可以在平面書(shū)寫(xiě)板上靈活地組合出各種 染色體模型圖2是可拼合出"一"字染色體模型的種類(lèi)及組合形態(tài)。圖中左一、左三為 等臂染色體。左二為不等臂染色體。左四、右一為近端著絲點(diǎn)染色體。右二、右 三為近端著絲點(diǎn)染色體。這里組合四類(lèi)"一"字型染色體共計(jì)七種組合形態(tài)。圖3是可拼合出的"V"字染色體模型的組合形態(tài)。圖中左一、左三為為等 臂V字染色體，左二為不等臂V字染色體，右一為近端著絲點(diǎn)V字染色體。圖4是可拼合出的一些正確染色體復(fù)制"X"字染色體模型。圖5是可拼合出的一些錯(cuò)誤染色體復(fù)制"X"字染色體模型。圖6、圖7分別是拼合出的某雜合動(dòng)物和植物AaBb減數(shù)第一次分裂中期圖 象正確的同源染色體表示。圖8、圖9、圖10是拼合出的某雜合植物AaBb減數(shù)第一次分裂中期圖象錯(cuò) 誤的同源染色體表示。因此，本發(fā)明既可以正確表示教科書(shū)中所有染色體形態(tài)的要求，也可以將 學(xué)生發(fā)揮豐富想象的意圖或?qū)W生對(duì)知識(shí)的錯(cuò)誤理解簡(jiǎn)明地表示出來(lái)。
現(xiàn)有技術(shù)中的染色體教具都是采用一條染色單體整體固定的組合結(jié)構(gòu)。與 它不相同，本發(fā)明可以靈活地組合染色體形態(tài)，把它貼在平面書(shū)寫(xiě)板板面上，任 意一個(gè)染色體的臂與著絲點(diǎn)可以靠得很近，不會(huì)受現(xiàn)有技術(shù)中磁鐵同極相互排斥 的干擾，完全能夠根據(jù)使用者的意圖進(jìn)行拼圖操作。加上利用書(shū)寫(xiě)筆畫(huà)一些既簡(jiǎn) 單又少量的線條，就可以表示出高中教材中幾乎所有關(guān)于染色體的圖形，適用于 動(dòng)植物有絲分裂、減數(shù)分裂、精(卵)細(xì)胞形成過(guò)程、遺傳的基本定律及染色體 組等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)與難點(diǎn)突破，還適用于高三復(fù)習(xí)課的教學(xué)。中華人民共和國(guó)教育部制定的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》(實(shí)驗(yàn))(人民教 育出版社，2003年1月第一版)第16頁(yè)要求"闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂并模擬分裂 過(guò)程中染色體的變化"。本發(fā)明非常適合學(xué)生完成此項(xiàng)要求。此外，本發(fā)明還適 用于普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《生物必修2》(人民教育出版社，2007年1 月第二版)第23頁(yè)"建構(gòu)減數(shù)分裂中染色體變化的模型"的教學(xué)，教科書(shū)中采 用橡皮泥來(lái)做染色體，橡皮泥中含有染料等有毒有害物質(zhì)殘留在學(xué)生手上，對(duì)學(xué) 生的健康有害，橡皮泥使用后不能回收，造成浪費(fèi)和垃圾污染；橡皮泥上標(biāo)記基 因，操作很麻煩。本發(fā)明可以像儀器一樣反復(fù)使用，節(jié)約環(huán)保，安全無(wú)害，無(wú)須 再標(biāo)注基因。《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》(教育部200117號(hào)文件)提出了轉(zhuǎn) 變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的任務(wù)，本發(fā)明可以有效地為實(shí)現(xiàn)這一課堂教學(xué)任務(wù)服務(wù)。將學(xué)生分為四人一學(xué)習(xí)小組，即前排兩位同學(xué)向后轉(zhuǎn)與后排兩位同學(xué)組成 一組，每組發(fā)一套本發(fā)明的染色體模型和一塊活動(dòng)板，讓學(xué)生一邊自學(xué)， 一邊拼 圖，每拼好一個(gè)時(shí)期，教師就可以隨機(jī)抽一個(gè)小組到講臺(tái)上來(lái)講解，全班同學(xué)集 體討論、判斷、評(píng)價(jià)；或者教師每講一個(gè)時(shí)期，就讓學(xué)生在活動(dòng)板上拼出這個(gè)時(shí) 期的圖像，展示評(píng)價(jià)。如果學(xué)生能正確拼圖講解，說(shuō)明理解得較好；但實(shí)際上學(xué) 生拼的總有這樣或那樣的錯(cuò)誤，此時(shí)正是引導(dǎo)學(xué)生觀察的好機(jī)會(huì)，或是引導(dǎo)學(xué)生 發(fā)現(xiàn)別人的錯(cuò)誤，或是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤，因而能夠快速及時(shí)糾正錯(cuò)誤， 使學(xué)生獲得深刻的正確認(rèn)識(shí)。這是過(guò)去的學(xué)習(xí)方式不可能達(dá)到的效果。過(guò)去的學(xué) 習(xí)方式是或是掛圖教學(xué)，讓染色體整個(gè)過(guò)程一覽無(wú)余；或是利用CAI課件，讓 染色體從頭到尾動(dòng)畫(huà)播放。因而學(xué)生自始自終處于被動(dòng)地看、聽(tīng)的地位，缺少主 動(dòng)參與學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，致使學(xué)生學(xué)習(xí)減數(shù)分裂和有絲分裂過(guò)程感到有疑惑存在卻又提 不出具體的問(wèn)題來(lái)。顯然，本發(fā)明為學(xué)生創(chuàng)造了集體溝通與合作的機(jī)會(huì)，使學(xué)生獲得善于與人 共同活動(dòng)的能力，在"做"拼圖中有自主合作的"學(xué)"，錘煉了學(xué)生的主動(dòng)性和 創(chuàng)新精神。因而推廣本發(fā)明將它運(yùn)用到課堂中去可以很好地體現(xiàn)課程改革思想理念o本發(fā)明還給學(xué)生提供了創(chuàng)造和充分想象的空間。4對(duì)等位基因可供學(xué)生自由 選用；染色體上基因標(biāo)記齊全，即一個(gè)基因各種形態(tài)紅藍(lán)顏色的染色體都有。比 如，要表示位于兩對(duì)非同源染色體兩對(duì)等位基因AaBb，減數(shù)第一次分裂中期 圖像，過(guò)去一次只能畫(huà)出一種組合，要想再表示另一種組合情況就要重新再畫(huà)， 這就很容易讓學(xué)生陷入思維定勢(shì)，認(rèn)為就只有教師課堂上板書(shū)的那兩種組合，學(xué)
生在作業(yè)、試巻中畫(huà)的都與教師在黑板上畫(huà)一樣，失去自己的思考；而本發(fā)明表 示兩對(duì)非同源染色體兩對(duì)等位基因A a B b圖像就可以有48種不同的正確排法，學(xué)生完全可以不拘泥教師的兩三種排列。如果不需要表示出基因，這時(shí)也能排出12種正確的圖像。如果對(duì)于有絲分裂中期，表示出基因有48種正確排列，不表 示出基因有24種正確排列，在操作過(guò)程中給學(xué)生以"引起思維"的情境，教師 鼓勵(lì)學(xué)生大膽探究，對(duì)同一個(gè)題目，只要理解正確，學(xué)生可能拼出的圖像不一樣， 但都是對(duì)的。教師巡視中發(fā)現(xiàn)不同后，選擇有代表性的小組到講臺(tái)上展示，讓全 班學(xué)生分享智慧，富有啟發(fā)性。學(xué)生在拼圖操作的時(shí)候不得不積極思考，比如， 拼精原細(xì)胞，放幾條染色質(zhì)細(xì)絲進(jìn)去？染色體復(fù)制后怎樣表示？體驗(yàn)同源染色體 分離，非同源染色體自由組合的情況等等。本發(fā)明還可以簡(jiǎn)明地表示出學(xué)生可能出現(xiàn)的所有錯(cuò)誤，學(xué)生只要有一點(diǎn)不 理解的地方，都可能導(dǎo)致拼錯(cuò)，每個(gè)學(xué)習(xí)小組一套，學(xué)生合作拼圖，抽一兩組到 講臺(tái)上展示，講解，或進(jìn)行某個(gè)時(shí)期的對(duì)比，全班同學(xué)討論評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，分 析原因，當(dāng)場(chǎng)糾正錯(cuò)誤，深刻透徹理解知識(shí)，進(jìn)而提高課堂教學(xué)的效率。比如要表示某雜合生物AaBb減數(shù)第一次分裂中期，在同源染色體分離的同 時(shí)，非同源染色體之間的自由組合，因?yàn)槲覀兲峁┑娜旧w構(gòu)件可以讓學(xué)生自由 選用，學(xué)生完i根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的理解來(lái)拼圖，這部分知識(shí)比較難，學(xué)生會(huì)出現(xiàn) 很多錯(cuò)誤，圖8、圖9示出了兩幅極為常見(jiàn)的錯(cuò)誤。本發(fā)明染色體模型具有強(qiáng)大的容錯(cuò)功能和糾錯(cuò)功能，能夠及時(shí)反饋，大大 提高課堂教學(xué)效率。染色體模型盒，紅藍(lán)分別表示同源染色體，長(zhǎng)、短臂標(biāo)記A和a基因各2 個(gè)，每個(gè)基因設(shè)計(jì)兩個(gè)主要是為了表示復(fù)制后的姐妹染色單體或子染色體。著絲 點(diǎn)兩面顏色不同是為了醒目些，仍然保留與染色體一致的顏色。紅藍(lán)長(zhǎng)、短臂均 有Aa、 Bb、 Cc、 Dd是為了學(xué)生根據(jù)對(duì)知識(shí)的理解進(jìn)行自由選擇，正面標(biāo)記基因 背面沒(méi)有基因僅表示染色體，是為了使組合更加靈活，僅以位于兩對(duì)非同源染色 體兩對(duì)等位基因AaBb減數(shù)第一次分裂中期圖像為例，能排出的圖像可達(dá)上千 種，這種設(shè)計(jì)包含了學(xué)生在拼圖的時(shí)候可能出現(xiàn)的所有錯(cuò)誤，學(xué)生只要有任何一 點(diǎn)不理解的知識(shí)，都將被檢測(cè)出來(lái)。本發(fā)明在某省一級(jí)達(dá)標(biāo)學(xué)校作過(guò)試驗(yàn)，那里的學(xué)生素質(zhì)很好，要求學(xué)生表 示真核生物含兩對(duì)等位基因AaBb (分別位于兩對(duì)同源染色體上)處于減數(shù)第 一次分裂中期圖像，結(jié)果學(xué)生舉起的板錯(cuò)誤較多，其中就有如圖10所示的。經(jīng) 過(guò)展示反饋，班上馬上就有同學(xué)指出錯(cuò)誤，當(dāng)場(chǎng)討'論查明發(fā)生錯(cuò)誤原因(姐妹染 色單體上的基因是復(fù)制來(lái)的， 一般應(yīng)該是相同的，同源染色體一般是大小一樣 的)，教師就讓學(xué)生上來(lái)糾正。最后教師再啟發(fā)學(xué)生觀察，還有沒(méi)有不足之處， 若為動(dòng)物細(xì)胞要改畫(huà)細(xì)胞膜，還有中心體、星射線等沒(méi)有畫(huà)的不足等。這些錯(cuò)誤 都是很常見(jiàn)的，這樣處理使學(xué)生印象非常深刻。又比如"繪制關(guān)于減數(shù)分裂、有 絲分裂過(guò)程中染色體形態(tài)、數(shù)目各時(shí)期圖象"作業(yè)，這節(jié)課布置下去，學(xué)生作業(yè) 交來(lái)，教師批改，作業(yè)反饋給學(xué)生，到下次上課時(shí)講評(píng)糾正，周期較長(zhǎng)，學(xué)生遺 忘得差不多了，而使用本發(fā)明染色體模型，學(xué)生借助活動(dòng)板，直接表達(dá)出來(lái)，及
時(shí)反饋出是否掌握，教師幫助學(xué)生査找錯(cuò)誤，分析原因，全班同學(xué)都可以及時(shí)對(duì) 照、訂正，此項(xiàng)作業(yè)當(dāng)場(chǎng)完成，無(wú)需等到下節(jié)課了。因此可大大提高課堂教學(xué)效 率。還可以利用本發(fā)明教學(xué)用具組件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)有絲分 裂、減數(shù)分裂、遺傳定律中有關(guān)染色體變化的知識(shí)，高二、高三的復(fù)習(xí)課都用得 上。在學(xué)完遺傳的基本定律后，可用本教具安排一次模擬實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明染色體構(gòu)件可反復(fù)使用，節(jié)約環(huán)保。雖然教師制作剪貼圖也有助于 該內(nèi)容的教學(xué)，但剪貼圖局限于講授知識(shí)，學(xué)生仍然處于被動(dòng)聽(tīng)課狀態(tài)，若學(xué)生 也人手一套剪貼圖，則制作耗時(shí)太多，課后就成垃圾。本發(fā)明染色體構(gòu)件根據(jù)教 學(xué)需要四人一套，可以像實(shí)驗(yàn)室里的試管燒杯一樣反復(fù)使用，無(wú)污染。為了存取方便和有序地對(duì)染色體構(gòu)件進(jìn)行管理，染色體模型盒底面上印刷 各構(gòu)件正面的彩色圖案，作為各染色體構(gòu)件放置位置的標(biāo)識(shí)，方便下次使用。教 師檢查也方便。本發(fā)明還可以將著絲點(diǎn)構(gòu)件同長(zhǎng)臂構(gòu)件、短臂構(gòu)件之間通過(guò)凸榫和凹槽等 機(jī)械連接件作固定或自由轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。這樣可以在需要的時(shí)候?qū)⑵唇拥娜旧w單 獨(dú)用手持著向?qū)W生展示，同時(shí)也保留了在平面書(shū)寫(xiě)板上直接拼合的功能。可脫離 平面書(shū)寫(xiě)板連接成一個(gè)整體；也可在平面書(shū)寫(xiě)板上直接拼合成一個(gè)完整的染色體 圖象，各構(gòu)件無(wú)機(jī)械式連接。生產(chǎn)廠家若生產(chǎn)本發(fā)明一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件時(shí) 缺少書(shū)寫(xiě)筆、書(shū)寫(xiě)板擦兩組件，其所制造的產(chǎn)品仍然具有本發(fā)明相同的創(chuàng)造性和 實(shí)用性。因?yàn)?，最終用戶(hù)可以從市場(chǎng)上隨意購(gòu)買(mǎi)到書(shū)寫(xiě)彩筆，可以自己制作抹布 作為書(shū)寫(xiě)板擦使用。因此，缺少書(shū)寫(xiě)筆、書(shū)寫(xiě)板擦兩組件的本發(fā)明也是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件，它包含一平面書(shū)寫(xiě)板、一書(shū)寫(xiě)筆、一書(shū)寫(xiě)板擦，其特征在于還包含一染色體模型構(gòu)件盒；染色體模型構(gòu)件盒的底面包含一橡膠磁層；兩種不同顏色的染色體模型構(gòu)件通過(guò)自身內(nèi)部鐵片吸附在染色體模型構(gòu)件盒的底面上；每種顏色的染色體構(gòu)件皆包含著絲點(diǎn)構(gòu)件、短臂構(gòu)件、長(zhǎng)臂構(gòu)件三種構(gòu)件；著絲點(diǎn)構(gòu)件呈圓點(diǎn)形薄片狀、短臂構(gòu)件呈短條形薄片狀、長(zhǎng)臂構(gòu)件呈長(zhǎng)條形薄片狀；所述平面書(shū)寫(xiě)板包含一橡膠磁層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組 件，其特征是每種顏色的長(zhǎng)臂構(gòu)件正反面顏色相同，正面標(biāo)注基因，背 面不標(biāo)注；標(biāo)注基因字母的長(zhǎng)臂構(gòu)件總數(shù)量為每一顏色每一字母是兩片 或兩片以上；每種顏色的短臂構(gòu)件正反面顏色相同，正面標(biāo)注基因，背 面不標(biāo)注；標(biāo)注基因字母的短臂構(gòu)件總數(shù)量為每一顏色每一字母是兩片 或兩片以上；著絲點(diǎn)構(gòu)件若干，每種顏色的著絲點(diǎn)構(gòu)件正反面顏色相同 或不相同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組 件，其特征是染色體模型構(gòu)件盒底面在攤放各構(gòu)件的每一位置上印刷所 攤放構(gòu)件的正面彩色圖案。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具 組件，其特征是長(zhǎng)臂構(gòu)件、短臂構(gòu)件皆包含A、 B、 C、 D四種顯性基因 標(biāo)注構(gòu)件和a、 b、 c、 d四種隱性基因標(biāo)注構(gòu)件。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組 件，其特征是著絲點(diǎn)構(gòu)件同長(zhǎng)臂構(gòu)件、短臂構(gòu)件之間還可以通過(guò)凸榫和 凹槽等機(jī)械連接件作固定或自由轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可書(shū)畫(huà)又能快速圖示的染色體教學(xué)用具組件，應(yīng)用于中學(xué)生物課堂的染色體教學(xué)。它包含一平面書(shū)寫(xiě)板、一書(shū)寫(xiě)筆、一書(shū)寫(xiě)板擦，其特征在于還包含一染色體模型構(gòu)件盒；染色體模型構(gòu)件盒的底面包含一橡膠磁層；兩種不同顏色的染色體模型構(gòu)件通過(guò)自身內(nèi)部鐵片吸附在染色體模型構(gòu)件盒的底面上；每種顏色的染色體構(gòu)件皆包含著絲點(diǎn)構(gòu)件、短臂構(gòu)件、長(zhǎng)臂構(gòu)件三種構(gòu)件；著絲點(diǎn)構(gòu)件呈圓點(diǎn)形薄片狀、短臂構(gòu)件呈短條形薄片狀、長(zhǎng)臂構(gòu)件呈長(zhǎng)條形薄片狀；所述平面書(shū)寫(xiě)板包含一橡膠磁層。具有各構(gòu)件色彩鮮明，標(biāo)記信息明顯，容易識(shí)別，組合多樣，收藏盒體積小，方便保管；適用知識(shí)點(diǎn)多；容錯(cuò)功能強(qiáng)大；適應(yīng)基礎(chǔ)教育課程的改革需要等的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/00GK101127167SQ20071000932
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者罡 張 申請(qǐng)人:福建省邵武第四中學(xué)