高中生物“模型方法”的思考

胡振杰

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，其目的在于認(rèn)識自然，把握自然.模型方法作為一種現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識手段和思維方法，所提供的觀念和印象，不僅是學(xué)生獲取知識的條件，也是學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在生物教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用價值和意義.

下面結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐就高中生物“模型方法”談點(diǎn)體會.

一、生物模型方法的基本特征

1.抽象性.生物模型的建立是舍棄次要因素，把握主要因素、化復(fù)雜為簡單，完成由現(xiàn)象到本質(zhì)、由具體到抽象的過程，反映原物本質(zhì)特征的理想物質(zhì)（過程）或假想結(jié)構(gòu)，用物質(zhì)形式或思維形式對原型客體的本質(zhì)關(guān)系的再現(xiàn)，是科學(xué)思維對生物世界中原形的抽象的反映，具有高度的抽象性.

2.形象性.生物模型雖然具有高度的抽象性，但往往是采用簡約化的手法，用理想化的物質(zhì)（過程）或假想結(jié)構(gòu)來代替復(fù)雜、具體的客體研究對象，是一種簡化的直觀的心理構(gòu)想，反映生物具體的研究對象，因此生物模型方法又具有形象直觀的特點(diǎn).

3.科學(xué)性.生物模型方法是在進(jìn)行生物學(xué)研究時，面對具體復(fù)雜的研究對象，為了便于分析和研究，對實(shí)際問題進(jìn)行科學(xué)的抽象，略去次要因素，保留主要因素，得出一種能反映原型本質(zhì)特性的理想化物質(zhì)（過程），不僅再現(xiàn)了過去自己已經(jīng)感知過的直觀形象，而且要以先前獲得的科學(xué)知識為依據(jù)，經(jīng)過判斷、推理等一系列邏輯上的嚴(yán)格論證.生物模型方法具有深刻的理論基礎(chǔ)，深刻地反映原型的本質(zhì)特性，而且可以被實(shí)驗證實(shí)，因此它又具有科學(xué)性.

4.假定性.生物模型方法是對實(shí)際問題進(jìn)行科學(xué)抽象而形成的心理構(gòu)想，是人們通過科學(xué)思維對生物世界的抽象描述，所以生物模型來源于客觀現(xiàn)實(shí)，但又高于客觀現(xiàn)實(shí).模型不是“真實(shí)”，是抽象的思維結(jié)果，是被實(shí)驗證實(shí)的科學(xué)假想，它并不是研究客體本身，而是實(shí)際客體忽略次要因素的假想反映，需要接受檢驗，也能被隨時檢驗修正，可塑性強(qiáng)，靈活性大，因此生物模型方法又具有假定性.

二、模型方法在高中生物教學(xué)中應(yīng)用的過程

1.建模.主體根據(jù)原型的本質(zhì)特征構(gòu)建模型.模型必須在本質(zhì)特征上與原型相符，否則主體就不能夠通過模型研究原型.這是模型方法關(guān)鍵的一步，是一個質(zhì)的飛躍過程.

2.解模.主體對模型進(jìn)行研究，通過歸納和演繹構(gòu)建理論.在此階段，主體暫時將模型當(dāng)作是原型，研究其產(chǎn)生、發(fā)展和消亡的規(guī)律.

3.推模.主體將從模型中構(gòu)建的理論外推到原型上.主體的最終目的是研究原型而不是研究模型，研究模型只是研究原型的手段.因此，研究者必須將從模型中得出的理論外推到原型上，其研究才有意義.

4.驗?zāi)?主體通過一定的程序和方法對外推的理論進(jìn)行必要的檢驗，考查理論對于原型的適用度.主體并未直接研究原型，而是通過模型來研究，模型與原型畢竟有所不同，因此，從模型中得出的理論是否適用于原型，需要進(jìn)行必要的檢驗.

三、運(yùn)用生物模型方法的基本原則

1.相似性原則.所謂相似性就是同原型結(jié)構(gòu)本質(zhì)上相似，它在某種程度上反映著真實(shí)性，但是沒有必要也不可能做到模型與原型在結(jié)構(gòu)、功能等諸多方面完全一致，相似不是“復(fù)制”.由于原型受時空限制，人們往往不能隨意地反復(fù)分解、檢驗它，而模型則相反.模型作為研究對象，是為了能夠把對模型的研究結(jié)果有效地外推到原型客體，因此，必須要求模型與原型具有相似性，而且是本質(zhì)上的相似.

2.簡單性原則.所謂簡單性就是要化繁為簡，化難為易，使復(fù)雜事物有可能通過比較簡單的模型來進(jìn)行研究.

3.可重復(fù)性原則.任何模型都應(yīng)具有可重復(fù)性，以利于模型方法突破原型在時間上的限制.主體可以利用模型，將時間短暫的現(xiàn)象拉長，將時間極長的現(xiàn)象縮短，以突破客體在時間方面的限制.

4.可驗證性原則.模型方法是通過人為地建立或選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠泶嫠芯康脑蛯ο?，所以對于原型來說，模型方法所得到的結(jié)果具有間接性、主觀性，其研究結(jié)果可靠程度受到限制.因此，用模型方法得到的結(jié)果，其最終價值及真實(shí)程度要用原型去檢驗，因而需要具有可驗證性.

總之，自然界中的任何事物與其他許多事物之間總是存在著千絲萬縷的聯(lián)系，并處于不斷的變化之中.在處理復(fù)雜的問題時，人們總是把復(fù)雜的問題分解成若干個比較簡單的問題，逐個擊破，這恰巧就是模型方法的應(yīng)用.