構(gòu)建物理模型，促進(jìn)高中生物教學(xué)

林飛明（廣東省中山市華僑中學(xué)）

構(gòu)建物理模型，促進(jìn)高中生物教學(xué)

林飛明
（廣東省中山市華僑中學(xué)）

生物教學(xué)中物理模型的構(gòu)建對于理清繁雜的生物學(xué)概念、記憶眾多的生物學(xué)知識點具有至關(guān)重要的作用，是新課標(biāo)所倡導(dǎo)的有效的教學(xué)方式。緊密聯(lián)系人教版生物學(xué)教材，先后論述了在高中生物教學(xué)中構(gòu)建物理模型的意義、原則以及構(gòu)建的步驟。

物理模型；生物教學(xué)；建構(gòu)主義

高中生物知識點眾多，各個知識點之間又有著錯綜復(fù)雜的聯(lián)系，這些知識點同時又是建立生物學(xué)知識體系大廈的根基，因此，清晰地構(gòu)建出知識框架對于生物的學(xué)習(xí)具有非常重要的意義。生物學(xué)是一門系統(tǒng)性很強(qiáng)的學(xué)科，但是在生物教學(xué)中，教師大多采用滿堂灌的方式進(jìn)行授課，學(xué)生課堂參與度低，學(xué)習(xí)效率低下。面對繁瑣復(fù)雜的生物知識點，學(xué)生往往采用機(jī)械背誦的方式進(jìn)行記憶，無法理解各個知識點之間的本質(zhì)聯(lián)系，因而在遇到問題時難以變通思考，導(dǎo)致成績很難提升。這些都與新課標(biāo)三維目標(biāo)培養(yǎng)的要求相悖，為了改變教師生物教學(xué)以及學(xué)生生物學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，選擇合適的教學(xué)策略幫助學(xué)生靈活掌握知識就顯得極為重要了。

新課標(biāo)中明確要求：教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的過程中要幫助學(xué)生領(lǐng)悟假說演繹、建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的建模思維和建模能力。人教版教材中主要介紹了物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型等三種模型，而其中物理模型的應(yīng)用最為廣泛。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：知識的獲取過程不是簡單的由外到內(nèi)的傳遞和轉(zhuǎn)移，這種被動地接受他人的理論，而應(yīng)該是在某種真實的情景創(chuàng)設(shè)中，學(xué)生積極主動地去探索知識內(nèi)在的聯(lián)系，從而將新舊知識準(zhǔn)確地串聯(lián)起來構(gòu)建屬于自己的知識體系。物理模型的構(gòu)建過程之中，學(xué)生自主地搜集資料、整合信息、動手操作，這正是一種學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程。這種以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變了學(xué)生學(xué)習(xí)的方式，培養(yǎng)了學(xué)生獲取知識的自主性以及獨立性，達(dá)到了情感態(tài)度與價值觀的目標(biāo)。而且學(xué)生的動手與動腦能力都得到了提升，將舊知識與新知識有機(jī)結(jié)合，對于知識的理解更加深刻，邏輯思維能力也得到了發(fā)展，達(dá)到了知識與技能的目標(biāo)。其次，構(gòu)建模型的過程中學(xué)生參與度高，積極與小組成員合作探究，整個學(xué)習(xí)的過程充滿了趣味性。

構(gòu)建物理模型的方法是一種科學(xué)的教學(xué)方法，值得生物廣大教師去普及、去思考探究如何更好地運用物理模型的方法去幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識。人教版的生物教材中講述了四個物理模型的構(gòu)建，分別是《分子與細(xì)胞》模塊中《嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型》，《遺傳與變異》模塊中《模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化》以及《制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊中的《建立血糖調(diào)節(jié)模型》。此外，利用構(gòu)建物理模型的方法來進(jìn)行生物教學(xué)的例子還有許多，如“生物膜的流動鑲嵌模型”“有絲分裂中染色體的變化”以及“建構(gòu)重組DNA分子”等。

構(gòu)建物理模型是一種學(xué)生的創(chuàng)造性活動，為了更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的構(gòu)建，教師有必要在構(gòu)建活動前與學(xué)生講述構(gòu)建模型的原則，使學(xué)生有明確的構(gòu)建目標(biāo)與開放的廣闊的思維，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。物理模型構(gòu)建中的幾條基本原則是：（1）科學(xué)。相比于科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的模型，雖然高中生制作的模型相對簡單，但也應(yīng)具備基本的科學(xué)性以及真實性；（2）可行。難度過大或者內(nèi)容較深的模型會超出學(xué)生的能力水平，降低學(xué)生的積極性，因而在模型的選擇時要依據(jù)新課標(biāo)的要求，選取合適的模型進(jìn)行構(gòu)造。（3）簡約。模型畢竟不是事物的復(fù)雜原型，表示出事物的一系列重要特征即可。因而構(gòu)建的模型應(yīng)簡單直觀，在必要時可以略去某些特點的創(chuàng)設(shè)。（4）美觀。美觀大方的事物總能閱人耳目，模型同樣如此。在能體現(xiàn)原型的各個特征的基礎(chǔ)上應(yīng)力求模型的觀賞性。（5）環(huán)保。應(yīng)教育學(xué)生養(yǎng)成節(jié)約環(huán)保的意識，盡量選取廢舊的材料進(jìn)行模型的構(gòu)建。

明確了物理模型構(gòu)建的原則及其在生物教學(xué)中的作用，接下來就來探討教學(xué)過程中物理模型構(gòu)建的步驟：

一、原型的確定

首先，第一步需要確定模型所需要研究的對象，進(jìn)而根據(jù)所學(xué)的生物知識進(jìn)一步地拓展，分小組去搜集更多的資料并進(jìn)行整理，接著分析討論原型所具有的特征，初步設(shè)計出構(gòu)建方案。例如，在嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型時，真核細(xì)胞中的各個細(xì)胞器的名稱、特征、分布狀況、大小比例、相對數(shù)量這些特點事先都需要清晰地掌握。

二、材料的準(zhǔn)備

生活中的廢舊材料有木質(zhì)的、塑料的、紙質(zhì)的以及金屬或者布料的，制作過程中具體選用哪一種材料應(yīng)該基于對于模型的特點的分析，在保證模型質(zhì)量的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)環(huán)保。例如，在DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作時，需要思考構(gòu)建含氮堿基、磷酸、五碳糖的材料以及它們之間相互連接的材料。

三、模型的構(gòu)建

在構(gòu)建的過程中，各個元素制作的先后次序應(yīng)遵循先框架后細(xì)節(jié)、先大后小、由表及里的原則。明確模型的整體制作過程以及小組中各個成員的任務(wù)分工，在團(tuán)隊的協(xié)作下集思廣益，共同完成模型的構(gòu)建。

四、模型的展示

在全班范圍內(nèi)舉行各個小組模型的展示，并由代表分別講述模型的構(gòu)建過程、其中值得驕傲的閃光點以及制作中遇到的問題以及所采取的解決辦法。

五、模型的評價

根據(jù)教師給定的科學(xué)、可行、簡約、美觀、環(huán)保五個原則，由學(xué)生分別給出各個小組模型的評判，指出其中值得借鑒以及需要修改的地方。同時教師從這五個方面給出各個小組模型的綜合評判，對于閃光的地方給予表揚(yáng)以激發(fā)學(xué)生的自信心，對于不足提出修改意見，鼓勵學(xué)生不斷地完善。同時教師應(yīng)不失時機(jī)地講述蘊(yùn)含在模型中的生物學(xué)知識，這種寓教于樂的教學(xué)方式必能使學(xué)生在輕松的氛圍中深刻理解與鞏固所學(xué)知識。

六、模型的完善

通常一個完美的模型需要反復(fù)地修改與完善才能完成。在觀賞了其他小組的模型展示以及聽取了教師的指導(dǎo)意見后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對模型的反思與修繕，從而得到滿意的結(jié)果。

在物理模型的構(gòu)建中，學(xué)生自主地搜集整理了所學(xué)知識，探索了各個知識點之間的本質(zhì)聯(lián)系，對于知識的理解更加地靈活，記憶更加地深刻，學(xué)會了舉一反三。同時團(tuán)隊的合作培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)體意識，提高了動手動腦的能力，學(xué)會了進(jìn)行科學(xué)研究的模型構(gòu)建方法，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及自主性都得到了極大的提高。因此，生物教師應(yīng)不斷深入思考物理模型的構(gòu)建，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

［1］鄭峰.例談在高中生物教學(xué)中物理模型的構(gòu)建［J］.亞太教育，2015（15）：55.

［2］沈泉.物理模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用［J］.實驗教學(xué)與儀器，2015，32（4）：24，32.

·編輯王團(tuán)蘭