模型方法在生物解題中的有效運用

史華偉

現(xiàn)階段，在對新教材進行改革的過程中，一個重要特點是通過建構(gòu)模型，從而可以呈現(xiàn)出中學生物教學過程中的概念、原理以及過程等內(nèi)容.作為一種現(xiàn)代化的認識手段與思維方式，模型方式在運用過程中所運用的觀念與印象，一方面，可以為學生在知識的獲取中提供重要條件，另一方面，則成為學生認知結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，將模型方式應(yīng)用在中學生物課堂教學中具有重要意義.

一、生物模型方式的內(nèi)涵

1.模型方式的內(nèi)涵

人們?yōu)榱四軌蚯‘數(shù)亟鉀Q一定的問題，則會通過一定的簡化抽象的方式，形成一種新型的客體，稱之為模型，一方面，可以顯現(xiàn)出原型客體的本質(zhì)屬性與物質(zhì)形式，另一方面，則可以呈現(xiàn)出原型客體的思維形式，其中，模型會將原型之中的一些不必要的細節(jié)舍去，去除一些非本質(zhì)的聯(lián)系，通過理想化與簡化的方式，從而對各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)功能以及聯(lián)系進行重現(xiàn)，成為聯(lián)結(jié)理論與應(yīng)用的重要紐帶.而所謂模型方法指的是通過對模型的研究，從而對原型的形態(tài)特征以及本質(zhì)進行揭示，屬于一種邏輯方法的獨特形式.

2.模型方法的主要特點

模型方法具有如下幾點特點，如：首先，類比性.通常情況下，原型都會受到時間與空間的限制，因此，人們不可以對原型進行隨意地分解與檢驗，然而，模型則不會受到時間與空間的限制，人們可以對模型進行隨意的分解與檢驗；

其次，簡略性.模型不僅僅是原型的單純的復(fù)制品，而是人們?yōu)榱诉_到自己的研究目的，從而對一部分的的研究對象內(nèi)容進行再現(xiàn)，為人們對原型進行認識、檢驗以及論證提供更多的便利；

最后，假定性.模型實際上不是真實存在的，人們可以對模型進行檢驗，而且人們可以對模型進行修正，具有較強的可塑性，靈活程度較高.所以，通過模型的運用，可以充分地調(diào)動學生的主觀能動性，加深學生對原型的理解，幫助學生更好地掌握各種生物現(xiàn)象，進而對生物規(guī)律進行總結(jié).

3.模型方法的功能

在解決生物問題時，通過模型方式的應(yīng)用，堅持由實物向理想化模型的，以及由實驗至理論等過程，順應(yīng)了人們由感性認識向理性認識轉(zhuǎn)變的認知規(guī)律，可以進一步地提升學生的認知水平，促使學生掌握科學的方式，將原本抽象的復(fù)雜的生物概念與理論，變得更加的直觀形象，幫助學生更好地理解與記憶生物知識，將復(fù)雜的生物知識簡化，為學生對生物知識進行分類分析提供更多的便利.此外，結(jié)合同一類型的模型，可以連接相關(guān)的知識，從而可以將零散的知識形成模塊化，構(gòu)建學生完整的知識體系，激發(fā)學生的想象力與創(chuàng)造力，提高學生對于生物學習的興趣，提高學生的綜合素質(zhì).

二、生物教學中應(yīng)用模型方法的措施

1.物質(zhì)模型方式

（1）天然模型方式

科學家在展開對人體的生理現(xiàn)象研究過程中，由于考慮到人身健康、倫理道德以及安全性等方面，對人體直接進行實驗操作欠缺妥當性.所以，通常情況下，科學家則會選擇與人體相似的哺乳動物代替，如：老鼠、小貓、小狗等，以其充當問題模型展開對人體生理現(xiàn)象的研究，可以獲得與人體生理學相關(guān)的知識.

例如：首先，在研究細胞凋亡現(xiàn)象時，則會開展對線蟲的研究；其次，在研究人體學習記憶的過程中，則會開展對海兔的研究；最后，在研究人體發(fā)育調(diào)控現(xiàn)象時，則會開展對果蠅的研究.通過天然模型的研究，對生命現(xiàn)行進行一定的描述，從而站在總體的角度上，深入地認識生命原貌，幫助學生理解與掌握生命本質(zhì)特點.

（2）人工模型方式

所謂人工模型方式指的是通過采取人為的方式，進行科學模型的制造.通過運用人工實物模型開展模擬研究活動，從而幫助人們更好地認識宏觀世界與微觀世界.例如：現(xiàn)階段，生物教學課堂中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用人體器官、血液循環(huán)等實物模型，從而可以簡約地展現(xiàn)出一定形態(tài)的分子模擬物.此外，通過計算機的運用，從而演示設(shè)計模型，彌補天然模型之中存在的大小色彩以及視覺等方面的不足.

2.思維模型方式

（1）理想模型方式

為了方便人們進行研究，則會構(gòu)建起對原型進行高度抽象化的思想事物以及客體，從而對研究對象進行純化與簡化的處理，主要是對原型的聯(lián)系以及特點進行反映.通過運用理想模型的方式，幫助人們將生物原型之中的某方面的本質(zhì)屬性抽象出來，并且將原型之中次要的非本質(zhì)屬性去掉，進而可以簡化對象，為人們展開相關(guān)的研究提供更多的便利.

例如：現(xiàn)階段，中學生物教學課堂之中，已經(jīng)存在大腸桿菌的結(jié)構(gòu)模式圖、細胞結(jié)構(gòu)的圖示圖等.此外，還可以通過Flash的應(yīng)用，制作出動畫模型，為學生創(chuàng)設(shè)出直觀的形象的教學情境，幫助提高學生的認知水平，在生物課堂教學過程中，提高學生的科學精神.

（2）數(shù)學模型方式

所謂數(shù)學模型方式指的是通過運用符號公式以及圖像等數(shù)學語言，從而展現(xiàn)出生物學的現(xiàn)象、特點以及狀況.其中，數(shù)學模型一方面可以對真實世界之中存在的一部分的現(xiàn)象特點以及狀況進行描述，另一方面，則可以對生物物質(zhì)的運動過程進行定量地描述.通過數(shù)學模型的運用，可以將復(fù)雜的生物學問題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學問題，而后運用數(shù)學模型之中的推理運算以及求解等方式，從而得到與客觀事物相關(guān)的結(jié)論，從而實現(xiàn)研究生命現(xiàn)象的目標.例如：通過運用概率計算以及統(tǒng)計學的相關(guān)的理論，以及運用乘法原理，從而可以順利地解決大多數(shù)的遺傳計算題.

綜上所述，在生物教學課堂之中運用生物模型方式，成為教育體制改革之中的重要內(nèi)容，幫助學生更好地理解生物現(xiàn)象與規(guī)律，提高生物課堂的教學質(zhì)量，推動學生的綜合素質(zhì)的提升，促進學生的全面發(fā)展，為社會主義建設(shè)輸送大量的優(yōu)秀人才.