合作學習理論指導下的模型方法的具體應用

蔣選榮

摘 要 結合“真核細胞的基本結構”一課，闡述了模型方法在課前協(xié)作、課堂研討、課后探究等合作學習過程中的具體應用，提出了在合作學習過程中應用模型方法應該考慮教學內(nèi)容、課堂教學、延伸和拓展對原型的認識、及時總結成果等幾方面的問題。

關鍵詞 合作學習 模型方法 真核細胞

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

模型方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質的方法，是邏輯方法的一種特有形式。在高中生物教學中運用模型方法可以促進學生學習方式的變革，引導學生在建構模型、分析模型的過程中加深對原型的認識。合作學習是組織和促進課堂教學并以自主與合作為基本特征的一系列教學方法的總稱，根據(jù)學習任務和學習時間的安排，合作學習的形式可以分為課前協(xié)作、課堂研討、課后探究三種形式。這三種形式可以共同圍繞一個學習主題，也可以分別針對不同學習主題。在合作學習中運用模型方法可以充分發(fā)揮模型在教學中的作用，提高學生進行科學探究的能力，通過共同活動最大程度地促進自己以及他人的學習。

1 在合作學習過程中運用模型方法的教學流程

合作學習的主要特征是學生以小組為單位，通過合作和協(xié)作，完成學習任務。中學階段模型方法的運用具體體現(xiàn)在建立模型、運用模型認識原型、利用模型延伸和拓展對原型的認識等三個方面。學生在建模、運用模型的過程中需要同伴的協(xié)助，通過合作學習應用模型方法是一種有效形式。模型方法可以應用到合作學習的課前協(xié)作、課堂研討、課后探究三種形式中，對應不同的合作學習形式，應用相應的模型方法，如圖1所示。

根據(jù)圖1所示，課前合作學習主要圍繞“模型建構”、課堂研討合作學習主要圍繞“認識原型”、課后探究合作學習主要圍繞“完善模型”。合作學習是學生為達到一定目標而在小組中共同學習的學習環(huán)境，明確學習任務（主題）是開展合作學習的前提。學習任務既有小組共同完成的任務，又有成員獨自完成的任務。以“真核細胞的基本結構”一課為例（下同），組內(nèi)學生的分工包括共同完成的任務：真核細胞結構的資料搜集、制作方案的形成、真核細胞基本結構的組裝等；各成員分工完成的任務有：細胞結構材料的選擇、制作。在合作學習過程學生的分組很重要，教師要根據(jù)學生特質，將學生分成5～6人一組，要協(xié)調好男女比例和組內(nèi)異質和組間同質，指導學生分工，明確組內(nèi)學生的任務。

模型方法在“真核細胞的基本結構”一課的運用主要包括細胞物理模型的制作過程、利用模型揭示原型本質、加工和修改模型。為了引導學生運用模型的方法進行有效的小組合作學習，教學中將合作學習的途徑設計為課前、課中和課后三個時段，具體為：課前小組通過合作學習方式制作真核細胞的物理模型；課堂教學中以小組為單位對真核細胞物理模型中結構和功能進行討論；課后以小組為單位對物理模型進行修改和完善。

1.1 課前協(xié)作，完成模型制作

學生以小組為單位在課前協(xié)作完成動植物細胞模型的制作，根據(jù)學習任務的安排，各學習小組利用教材、圖書館、網(wǎng)絡等課程資源進行自主合作學習，搜集真核細胞基本結構和功能的相關信息，如：真核細胞和細胞膜、細胞器及細胞核的比例大小，動植物細胞結構和功能的差異，完成對真核細胞結構和功能知識的篩選、整理、加工、歸納。在課前模型制作的過程中，教師的指導作用不可或缺，如：指導學生選擇安全的、可回收的廢舊物品制作動植物細胞模型有利于廢物利用和環(huán)境保護；指導學生真核細胞大小一般在10～00 μm之間，制作的各種細胞結構應該與細胞大小成比例等。

以學習小組為單位制作動植物細胞模型是課前合作學習主要任務，制作模型的過程是認識真核細胞原型的過程，也是運用模型方法揭示原型本質的途徑，同時也為課堂合作學習的開展做了鋪墊。學習小組通過材料的選擇、制作方案的形成、成員的分工、模型的組裝和修正、模型結構的標識等學習過程，有助于培養(yǎng)學生合作意識、團隊精神。

1.2 課堂研討，認識原型

教師圍繞課前小組制作的模型，引導小組間交流課前合作學習的成果，延伸和拓展對原型的認識。以模型為依據(jù)，交流發(fā)言的內(nèi)容圍繞教學目標，通過問題的設計和討論，逐步加深對原型的認識。如：說出細胞物理模型中細胞壁、細胞膜、各種細胞器、細胞核的結構名稱；說明細胞中各種結構的形態(tài)大小、結構特點、分布情況等；舉例說明細胞中各種結構的功能。利用模型認識原型的交流發(fā)言的主題由淺到深，即從說出結構名稱到說明結構特點，再到說明結構的功能特性，符合學生的認知規(guī)律，提高了教學的針對性，提升了課堂教學效率。

1.3 繼續(xù)探究，完善模型

在課堂合作學習過程中，模型與原型的關系如圖2所示，借助模型揭示了原型的本質特征，同時，通過認識原型的合作學習的過程，對制作的模型有了新的認識，產(chǎn)生了新的問題。教師要鼓勵學生通過課后合作學習的方式進一步修改模型，借助模型修改過程解決產(chǎn)生的問題。

在評價學生各學習組制作的細胞物理模型的基礎上，教師要說明細胞模型應該依照細胞原型建構。各個學習小組整理修改建議并在課后繼續(xù)完善細胞模型，并結合細胞模型，提出繼續(xù)探究的課題：細胞作為基本的生命系統(tǒng)，其結構復雜而精巧，細胞各組分之間如何分工合作，使各項生命活動能夠有序進行的？課后對模型的修改是課堂合作學習的延續(xù)和深入，課題研究的開展促進學生從系統(tǒng)的角度分析細胞中各組成成分的關系，為學習真核細胞生物膜系統(tǒng)奠定了基礎。

2 在合作學習過程中應用模型方法時需要注意的問題

合作學習是有共同的、需要協(xié)作和合作完成的學習任務，模型方法是一種開展科學研究的方法。在教學實踐中，圍繞教學目標，通過小組合作學習的活動完成學習任務是普遍可行的。模型方法在教學中的應用需要考慮課標要求、教材內(nèi)容、學生情況等因素。所以，教師在合作學習過程中采用模型方法時，需要注意以下幾方面的問題。

2.1 教學內(nèi)容是采用模型方法的依據(jù)

教學內(nèi)容對合作學習沒有限制，模型方法的開展需要適合的教學內(nèi)容，有些教學內(nèi)容是不適合采用模型方法的，如：遺傳的基本規(guī)律教學內(nèi)容適合采用假說—演繹的科學方法，基因與染色體的關系采用類比推理的方法。課程標準針對“細胞結構”教學內(nèi)容明確了“嘗試建立真核細胞的模型”要求，高一學生對真核細胞的結構和功能有最基本的認識，能從最基本的結構和功能區(qū)分動植物細胞。同時，學生通過第二章細胞的化學組成的學習，對組成細胞的分子及其重要作用有了比較全面的了解；通過第三章第一節(jié)“生命活動的基本單位——細胞”內(nèi)容的學習，學生已經(jīng)認識到了原核細胞和真核細胞結構的區(qū)別、細胞的形態(tài)大小等知識。真核細胞模型的制作過程并不復雜，學生可以通過合作和協(xié)作完成。

2.2 模型方法主要應用在課堂合作學習過程

教學任務主要在課堂教學中完成，課前合作學習是為課堂合作學習做好鋪墊，課后合作學習是課堂合作學習的延續(xù)和補充。學生在課前通過合作學習制作的模型應該合理和充分地在課堂合作學習中得到應用。如學生在課前通過合作學習制作好動植物細胞模型后，教師在課堂展示課前合作學習的成果；各學習小組派代表分別介紹植物細胞、動物細胞模型中各種結構的特點和功能（實物展臺放大細胞模型）；其他組的學生對模型提出修改意見，并對細胞中的各種結構的特點和功能作補充發(fā)言。

教師在課堂合作學習中的引導作用不可或缺，可以利用模型，創(chuàng)設問題情境，組織學生開展合作學習。如對照細胞模型，教師提出以下問題：說明動植物細胞的基本結構是什么？說出動植物細胞在結構上的區(qū)別？在學生回答問題的基礎上，繼續(xù)提出問題：真核細胞普遍具有哪些結構呢？這些結構具有哪些特點和功能？教師要啟發(fā)學生小組結合模型，說出真核細胞具有的細胞結構。

學生分組制作的細胞模型反映出對細胞原型的認識，也可以反映出小組合作學習的成效。通過問題的設置促進學生利用模型方法認識細胞原型，同時可以檢驗合作學習的效果。

2.3 利用模型，延伸和拓展對原型的認識

模型是對原型的簡化和理想化的重構。認識原型的結構和功能需要在運用模型方法的基礎上，對知識進行適當延伸和拓展。如在小組合作學習的基礎上，延伸和拓展的知識點內(nèi)容如下：蛋白質分子的種類和數(shù)量與細胞膜功能的復雜程度呈正相關；植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核；核仁與核糖體的形成有關，在細胞有絲分裂中周期性的消失和重現(xiàn)；低等植物細胞含有中心體；染色質主要由DNA和蛋白質構成，染色質和染色體是同一種物質在不同時期的不同形態(tài)；核孔是大分子物質進出細胞核的通道，具有選擇性；在細胞質中，除了細胞器外，還有呈膠質狀態(tài)的細胞質基質；細胞質基質不是簡單的膠狀物質，其中含有很多化學成分，是細胞內(nèi)發(fā)生化學反應的主要場所。教師延伸和拓展真核細胞結構和功能相關知識，充實了合作學習成果，加深了對細胞原型的認識，有利于學生建構核心概念——“細胞是最基本的生命系統(tǒng)，各組分間既分工又協(xié)作”。

2.4 及時總結合作學習的成果

教師在學生分組介紹和討論交流的基礎上，引導學習小組歸納總結，形成結論。如細胞具有膜的結構（細胞膜、細胞核、內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體等；真核細胞內(nèi)的膜結構是真核細胞和原核細胞的最根本區(qū)別之一，最大的內(nèi)膜是內(nèi)質網(wǎng)）；無膜的細胞器（核糖體、中心體）；細胞內(nèi)含有DNA的結構（細胞核、線粒體、葉綠體）；含有色素的細胞器（葉綠體、液泡）等。歸納總結有助于學生進一步認識到已經(jīng)分化的細胞在結構、功能、生理等方面存在特異性，使他們認識到原核細胞和真核細胞在結構上的區(qū)別。總結合作學習成果有利于學生對事物原型的認識，激發(fā)學生學習積極性。

3 教學反思

在合作學習理論指導下運用模型方法，指導學生在課前制作動植物細胞物理模型，極大地調動了學生學習的主動性，部分學生制作了2個以上模型。教師需要跟蹤指導學生模型制作過程，避免出現(xiàn)完全仿造現(xiàn)成模型的做法。課堂合作學習過程中，學生能夠針對模型，主動發(fā)言，提出的問題有一定的針對性。如學生提出的問題有：模型中各種結構大小比例與原型是否一致？在植物細胞原型中是否都具有液泡、葉綠體？細胞在生長過程中，各種結構是否發(fā)生變化？學生在互動交流的過程中，建構了真核細胞原型的基礎知識。

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