基于生物教學(xué)的模型理論基礎(chǔ)

孫 瑩

（黑龍江省大慶市第一中學(xué)，黑龍江 大慶）

一、模型的定義

模擬原型基礎(chǔ)上，出現(xiàn)的新型體就是模型，其是在原型基礎(chǔ)上的概括、抽象，但是其并沒有將原型所具備的特征包含在內(nèi)，然而卻能夠反映原型的本質(zhì)。人教版生物教材中提出，基于特定目的，簡化認(rèn)識對象的一個(gè)過程，就是模型，其具有定性、定量的特征，能借助其他形象化手段，對具體實(shí)物進(jìn)行表達(dá)的過程，是抽象形式向具體形式轉(zhuǎn)變的過程。

二、模型的特征

在教育教學(xué)模式轉(zhuǎn)變下，涌現(xiàn)出了全新的教學(xué)模型，這些模型會表現(xiàn)出很多新的特征，模型首先具備的是描述性特征，這一特征強(qiáng)調(diào)了對客體的簡化描述，建構(gòu)了全新的研究目的、原型間的基本關(guān)系，并忽略了次要環(huán)節(jié)。其次，具備的是解釋性特征，這一特征促使人們要對研究結(jié)果進(jìn)行分析，在科學(xué)化、理論化、系統(tǒng)化分析決策的基礎(chǔ)上，重新認(rèn)識、建構(gòu)模型，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)等進(jìn)行解釋，這種模型強(qiáng)調(diào)了人們要對原有現(xiàn)象、正發(fā)生的事實(shí)進(jìn)行分析和預(yù)測。最后，模型具有預(yù)測性特征，這一特征引導(dǎo)人們要擴(kuò)大視野、積極探索。

三、生物模型的分類

生物課程體系中，知識的學(xué)習(xí)需要建立在模型分析基礎(chǔ)上，因?yàn)槟Ｐ偷姆诸悤憩F(xiàn)出多種多樣的形式。從生物科學(xué)發(fā)展來看，模型被劃分為思維模型、物質(zhì)模型；替代模型、天然模型、人工模型。很多實(shí)際情況下，在特定環(huán)境和情況下，很多生物實(shí)驗(yàn)并不能利用特定研究對象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣就要利用其他生物來代替，這種替代性生物實(shí)驗(yàn)的過程，就叫做替代模型。從高中生物教材內(nèi)容來劃分，模型又被分成：數(shù)學(xué)模型、物理模型、概念模型等。

1.數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型在生物課程學(xué)習(xí)中屬于重要內(nèi)容，簡單來說，數(shù)學(xué)模型就是利用數(shù)字字母、符號等式、圖表圖像等描述客觀實(shí)物，并以此建立數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，表達(dá)其內(nèi)在特征的過程。數(shù)學(xué)概念雖然具備抽象性特征，但是其能夠很好地描述變量間的關(guān)系，能很好地描述生物學(xué)基本知識，比如種群增長規(guī)律等。一般情況下，數(shù)學(xué)模型是實(shí)現(xiàn)理論、實(shí)際轉(zhuǎn)換的過程，是將現(xiàn)實(shí)變成數(shù)字的過程，其強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、研究問題間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了對應(yīng)關(guān)系建立的重要性，這種模型常常以數(shù)學(xué)關(guān)系式而出現(xiàn)。

2.物理模型

對于物理模型而言，又被劃分成兩個(gè)類別，分別是天然模型、人工模型，這兩個(gè)模型結(jié)構(gòu)間建立了緊密的關(guān)系，其相互融合在一起，構(gòu)成了現(xiàn)有高中生物教材中的基本模型，具體而言，其定義如下：

天然模型：天然模型在生物模型中發(fā)揮著重要作用，很多情況下，為了更好地探究生物知識、生命規(guī)律，就要利用典型性的、天然性的生物作為科學(xué)模型，強(qiáng)調(diào)對生物知識的學(xué)習(xí)。

人工模型：生物實(shí)驗(yàn)中，很多探究性問題不能建立在替代模型、天然模型分析基礎(chǔ)上，基于此，科學(xué)家就會選擇利用其他方式，重新建構(gòu)新的人工模型，例如，在對生命探索分析中，大多數(shù)人不能再現(xiàn)生命出現(xiàn)時(shí)的情形，因此，1953年著名的美國學(xué)者米勒，在對原始海洋、原始大氣環(huán)境分析的基礎(chǔ)上，在實(shí)驗(yàn)室成功對不同自然條件進(jìn)行了模擬，而諸多研究實(shí)驗(yàn)表明，這種人工模型具有很多優(yōu)勢。

3.概念模型

這一模型建立在文字圖示、符號組合基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)了要用流程圖形式對生命機(jī)理、生命活動(dòng)規(guī)律等進(jìn)行闡述說明。很多情況下，生物學(xué)科知識的概念、內(nèi)涵、外延等都建立在概念模型基礎(chǔ)上。人教版教科書中，所有概念模型都是以概念圖形式出現(xiàn)的，強(qiáng)調(diào)了學(xué)科知識表達(dá)，概念完善中的相互關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)了知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的重要意義。對于知識概念而言，模型的建立表達(dá)，能實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)容間的聯(lián)系、理解。教育教學(xué)活動(dòng)中，概念模型是一種重要的評價(jià)、學(xué)習(xí)、教學(xué)工具，用途也十分廣泛，是一種很好的檢測工具。

與其他類型模型建立相比，概念模型建立相對復(fù)雜，其能簡化問題，能將問題變得更加簡單，能有利于知識的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)，在提高學(xué)生記憶力、理解力和知識遷移等方面發(fā)揮了巨大作用，這一模型更是將知識提升到了新的高度。