生物模型在八年級生物教學(xué)中的應(yīng)用研究

姜超

摘要：模型建構(gòu)是以簡化和直觀的形式來顯示復(fù)雜事物或過程的手段，是科學(xué)研究中常用的重要方法之一。生物科學(xué)的發(fā)展離不開模型建構(gòu)的方法，生物學(xué)課程的教學(xué)同樣也可以借助模型建構(gòu)的方法，以改善和提升課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：初中生物；模型；教學(xué)

模型建構(gòu)是人們按照特定的科學(xué)研究目的，在一定的假設(shè)條件下，通過研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法，是以簡化和直觀的形式來顯示復(fù)雜事物或過程的手段。模型建構(gòu)作為一種認(rèn)識手段和思維方式，是科學(xué)研究中常用的重要方法之一。因此，在生物學(xué)教學(xué)中，讓學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容而進(jìn)行模型建構(gòu)是有必要的。

一、模型建構(gòu)的概念類型———哪些概念需要運(yùn)用模型來建構(gòu)

（一）第一類：微觀的概念

這類概念的原型是微觀的、肉眼看不到的、學(xué)生難以想象的。由科技館中的生物模型得到啟示，用橡皮泥、廢電線、毛線等制作“放大版”模型，舍棄其中非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，以簡化、直觀、放大的形式建構(gòu)模型，呈現(xiàn)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)、功能和本質(zhì)，可以使微觀的概念清晰呈現(xiàn)。如細(xì)胞、神經(jīng)元、小腸絨毛等。

（二）第二類：宏觀的概念

這類概念的原型比較宏觀，學(xué)生難以整體把握，制作“縮小版”的模型，讓概念的各部分結(jié)構(gòu)得以整體呈現(xiàn)，便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)、歸納、總結(jié)出實(shí)質(zhì)。如在“生態(tài)系統(tǒng)”的學(xué)習(xí)中讓學(xué)生制作“生態(tài)瓶”，通過“縮小版池塘生態(tài)系統(tǒng)”分析出生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)涵和外延。

（三）第三類：抽象、動(dòng)態(tài)的規(guī)律

此類概念教師常用的方法是圖解法，由于缺乏體驗(yàn)，理解起來有些費(fèi)勁。采用“理想模型法”，讓學(xué)生移一移、動(dòng)一動(dòng)、拼一拼、擺一擺，化靜為動(dòng)，化抽象為具體，在體驗(yàn)中構(gòu)建概念。

二、生物模型在生物教學(xué)中的應(yīng)用

（一）利用概念模型，構(gòu)建知識框架

概念模型是指用文字和符號突出表達(dá)對象的主要特征和聯(lián)系的模型。它是通過分析大量的具體形象來揭示概念的共同本質(zhì)，并將其本質(zhì)提煉到概念中，用概念與概念之間的關(guān)系來表述各類對象之間的關(guān)系。在初中生物教材中，大多數(shù)章節(jié)中的純粹概念理論并不多，我們在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)活動(dòng)組織過程中，以圍繞生物學(xué)的核心概念，精心選擇合適的教學(xué)活動(dòng)，采取多樣教學(xué)方式，在學(xué)生已有的概念基礎(chǔ)上，給學(xué)生提供參與體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，促進(jìn)學(xué)生通過已有概念進(jìn)行歸納總結(jié)抽象的思維過程后，進(jìn)行概念建構(gòu)、概念理解、概念應(yīng)用。通過運(yùn)用概念圖，注重生物學(xué)重要概念之間的互相聯(lián)系，幫助學(xué)生利用概念模型，構(gòu)建知識體系，進(jìn)而更好地學(xué)習(xí)生物學(xué)。

（二）利用物理模型，進(jìn)行簡易制作

物理模型是指用簡單材料通過簡單方法制作相應(yīng)原理的模型，與生物原型相比，雖然簡單，但方便觀察，也為教學(xué)進(jìn)行提供方便。在初中生物教學(xué)中，經(jīng)常遇到一些“只能意會(huì)不可言談”的問題，這些問題正是由于學(xué)生缺乏形象直觀的感知而難以理解被稱為教學(xué)難點(diǎn)。以往的教學(xué)過程中在處理這種教學(xué)難點(diǎn)時(shí)，多采用從知識上、原理上去傳授給學(xué)生，忽視了從物理模型構(gòu)建上讓學(xué)生的親自動(dòng)手參與，并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。如何引導(dǎo)學(xué)生更好地去理解知識難點(diǎn)，通過簡易物理模型制作，一直是筆者努力探索的追求。

在“細(xì)菌”教學(xué)中，生活舉例細(xì)菌無處不在的特點(diǎn)引入，從細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生殖的各特點(diǎn)分析細(xì)菌無處不在的原因，在已知的細(xì)胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過模型構(gòu)建，學(xué)生親手制作體驗(yàn)，能進(jìn)一步認(rèn)識細(xì)菌的結(jié)構(gòu)，并推測細(xì)菌的營養(yǎng)方式。在進(jìn)入細(xì)菌結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)時(shí)，設(shè)計(jì)了以下活動(dòng)，在學(xué)生分組活動(dòng)中，用橡皮泥構(gòu)建細(xì)菌結(jié)構(gòu)模型，小組代表展示本組作品，并介紹通過模型構(gòu)建所了解到的結(jié)構(gòu)，學(xué)生從細(xì)胞結(jié)構(gòu)對比來推測細(xì)菌的營養(yǎng)方式。在此活動(dòng)過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，讓學(xué)生參與模型構(gòu)建，從結(jié)構(gòu)制作中去深入思考，為什么與動(dòng)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有那么多的差別，從而大膽地去推測細(xì)菌的生活方式，構(gòu)建過程中學(xué)生們進(jìn)行了分工合作，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)意識。

（三）建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，樹立模型基礎(chǔ)

數(shù)學(xué)模型就是用字母、數(shù)字及其他數(shù)學(xué)符號建立起來的等式或不等式以及圖表、圖像等描述客觀事物的特征及其內(nèi)在聯(lián)系的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)表達(dá)式。在學(xué)生建構(gòu)了物理模型和概念模型的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生嘗試在草的數(shù)量變化曲線圖（見圖1）中分別用曲線表示出鼠、鷹的數(shù)量隨著草的數(shù)量變化而變化的趨勢。這種曲線型數(shù)學(xué)模型用于觀察事物發(fā)展的趨勢非常直觀明了。

學(xué)生由于第一次接觸這種數(shù)學(xué)模型，而且將概念模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型的能力不足。為了降低學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的難度，先讓學(xué)生構(gòu)建鼠和草之間關(guān)系的概念模型，然后在坐標(biāo)中畫出鼠的數(shù)量隨著草的數(shù)量變化的曲線圖。在這個(gè)基礎(chǔ)上再建構(gòu)鷹與鼠之間關(guān)系的概念模型，畫出鷹的數(shù)量隨鼠的數(shù)量變化的曲線圖。

學(xué)生畫好后，選擇部分學(xué)生建構(gòu)的數(shù)學(xué)模型投影出來，讓大家分析、探討、糾正，進(jìn)行思維的碰撞，教師再給與恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生的思考更有深度。比如當(dāng)草的數(shù)量下降時(shí)，要畫出鼠的數(shù)量變化情況，很多學(xué)生畫成是同步下降的，沒有考慮到草下降的原因是老鼠的增加導(dǎo)致的，所以，鼠應(yīng)該有一段上升的過程。經(jīng)過思考、調(diào)整，最后得到較合理的數(shù)學(xué)模型（見圖 2）。

在學(xué)生建構(gòu)的數(shù)學(xué)模型上，簡約、直觀地展現(xiàn)出草、鼠、鷹的數(shù)量在一定范圍內(nèi)不斷地變化，即保持相對穩(wěn)定，這就是動(dòng)態(tài)平衡。這樣生態(tài)系統(tǒng)能夠生生不息，不斷發(fā)展，維持著生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定，

模型建構(gòu)教學(xué)，教師通過創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極探索，讓學(xué)生獨(dú)立思考，同時(shí)通過師生間、生生間多種交流互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解，加深學(xué)生對知識的掌握程度，還可以有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、合作能力和探究能力?！笆谌艘贼~不如授人以漁”，教師要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，合理利用模型建構(gòu)教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使課堂效率事半功倍。

參考文獻(xiàn)：

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