基于模型構(gòu)建的高三生物《光合作用和呼吸作用》復(fù)習(xí)課堂研究

劉潤(rùn)祥

【摘要】本文首先指出模型的含義、特點(diǎn)及類型，之后介紹了在高三復(fù)習(xí)中模型方法的應(yīng)用，并細(xì)致性分析了以《光合作用及呼吸作用》復(fù)習(xí)為例，闡述模型思維初步訓(xùn)練及基本模型構(gòu)建，基于此可開始體驗(yàn)解題策略，主動(dòng)構(gòu)建模型，最終深入領(lǐng)悟建構(gòu)模型的實(shí)質(zhì)，學(xué)會(huì)變化與變式，以期學(xué)生可于高三復(fù)習(xí)中訓(xùn)練出他們建立模型時(shí)具體化或抽象化的思維過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】光合作用；模型構(gòu)建；復(fù)習(xí)課堂；高三生物

【基金項(xiàng)目】本文系廣州市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃立項(xiàng)課題“2016年度課題模型構(gòu)建法在生物高考備考中的實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：1201574559）研究成果。

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）33-0261-02

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》，在課程目標(biāo)中將模型及其方法列入到其中，對(duì)發(fā)展科學(xué)探究能力非常重要。特別教師在對(duì)高三復(fù)習(xí)教學(xué)中，合理對(duì)模型方法應(yīng)用組織教學(xué)，是提升學(xué)生教學(xué)有效性及培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑，也是一種主要化提升學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)的方法。本文將致力于探究《光合作用及呼吸作用》復(fù)習(xí)課堂，基于模型構(gòu)建的高三生物基礎(chǔ)上。

一、模型內(nèi)在含義、特點(diǎn)、類型

（一）模型含義

人們做出的對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象一種簡(jiǎn)化概括性描述，為了某種特定的目的，這便是模型，其可描述原型本質(zhì)特征，但是不包含原型全部特征[1]。而人們?yōu)榱藢?duì)自然界中某一復(fù)雜事物或者是對(duì)象發(fā)生的規(guī)律、過(guò)程等認(rèn)識(shí)，通過(guò)抽象的圖表、數(shù)學(xué)公式、語(yǔ)言文字，或者是形象化的具體化實(shí)物，對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象簡(jiǎn)化描述或者是模擬的一種方法，是特有化的邏輯方法的形式。

（二）模型特點(diǎn)

是對(duì)識(shí)對(duì)象系統(tǒng)中主要因素的組成體現(xiàn)；對(duì)實(shí)際對(duì)象的抽象及模仿；對(duì)主要因素間關(guān)系的反映。

（三）模型類型

抽象及形象兩類形式，是通常情況下模型所分成的兩大類，其中概念、模擬及數(shù)學(xué)模型三類是包含于抽象模型中的。

二、高三復(fù)習(xí)中模型方法的應(yīng)用

重視考查生物科學(xué)素養(yǎng)，試題以能力測(cè)試為主導(dǎo)，這是可從全國(guó)各地近三年高考題所看出來(lái)的，體現(xiàn)了新課程的理念?？梢哉f(shuō)課程及高考改革幾乎是同步進(jìn)行的。所以在日常的教學(xué)中，要求教師可以落實(shí)在高三復(fù)習(xí)中一些新課改的理念，準(zhǔn)確化把握課程標(biāo)準(zhǔn)，做到教給學(xué)生獲取知識(shí)的方法，以及學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)，運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題。且模型方法是一把打開生物之門的鑰匙。針對(duì)于模型的構(gòu)建，教師在引導(dǎo)學(xué)生的時(shí)候，需促使學(xué)生領(lǐng)悟生命現(xiàn)象本質(zhì)，對(duì)生物學(xué)核心概念認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷完善，且可提升學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)思維能力[2]。

（一）模型思維初步訓(xùn)練及基本模型構(gòu)建

1.細(xì)胞層次

經(jīng)已有的知識(shí)構(gòu)建細(xì)胞模型，教師積極引導(dǎo)學(xué)生，將不同條件下四種二氧化碳進(jìn)及細(xì)胞中的氧氣進(jìn)出的變化畫出，如圖1所示。其中模型（4）為強(qiáng)光照，光合作用要大于細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度；模型（3）為補(bǔ)償點(diǎn)光照（光合作用等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度）；模型（2）為弱光照（光合作用要小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度）；模型（4）為黑暗（單純性進(jìn)行細(xì)胞呼吸）。

之后可嘗試初步對(duì)學(xué)生進(jìn)行模型構(gòu)建的思維訓(xùn)練，通過(guò)圖2及有關(guān)幾個(gè)問(wèn)題。

思維訓(xùn)練：1）曲線上b點(diǎn)表示什么？此細(xì)胞應(yīng)位于哪一模型？

2）曲線上a點(diǎn)表示什么？此細(xì)胞應(yīng)位于哪一模型？

3）曲線上c點(diǎn)表示什么？此細(xì)胞應(yīng)位于哪一模型？

基于上述基礎(chǔ)，可適當(dāng)化的轉(zhuǎn)換或修改曲線圖（圖3），加深學(xué)生對(duì)曲線關(guān)鍵點(diǎn)含義的理解。

2.生物個(gè)體層次

對(duì)在密閉容器內(nèi)綠色植物氧氣及二氧化碳變化的四種情況進(jìn)一步深入分析，通過(guò)細(xì)胞層次上升到生物個(gè)體水平，見圖4：

當(dāng)學(xué)生將上述建構(gòu)活動(dòng)順利的完成之后，可進(jìn)行有關(guān)小問(wèn)題的思維訓(xùn)練，出示以下光合作用過(guò)程。見圖5：

思維訓(xùn)練：1）此實(shí)驗(yàn)裝置在關(guān)閉白熾燈的情況下等同于哪種模型？2）而相較于基本模型，此實(shí)驗(yàn)裝置增加的變化有哪些？且二氧化碳具備些什么作用？3）實(shí)驗(yàn)裝置在調(diào)節(jié)白熾燈至較強(qiáng)光照的時(shí)候，相當(dāng)于哪種模型？

基于上述基礎(chǔ)，可改變二氧化碳緩沖液為清水，可適當(dāng)性的變化裝置圖，或者是說(shuō)把植物改成煮熟的死葉片或者是新鮮的綠葉，而目的是引導(dǎo)學(xué)生能夠適應(yīng)多變的裝置模型，學(xué)會(huì)拆分復(fù)雜模型為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單模型，如如6所示：

（二）體驗(yàn)解題策略，通過(guò)對(duì)模型的主動(dòng)構(gòu)建

對(duì)于下述問(wèn)題的出示，可提供上述思維訓(xùn)練及模型的構(gòu)建，促使學(xué)生可運(yùn)用模型，主動(dòng)化的擁有解決問(wèn)題的能力，見圖7：

其中葉肉細(xì)胞中細(xì)胞器是圖7C結(jié)構(gòu)模式圖；對(duì)不同光照強(qiáng)度下，通過(guò)對(duì)圖7A裝置的應(yīng)用，植物葉片測(cè)得的氣體體積變化情況是圖7B；針對(duì)物光合作用，應(yīng)用一定溫度下對(duì)其速率測(cè)定的裝置為圖7A。

1.當(dāng)光照強(qiáng)度為10千勒克斯時(shí)，對(duì)葉片來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)圖7C存在箭頭有（填字母），答案是A、B、C、D。

2.對(duì)毛細(xì)刻度管中液滴，標(biāo)記實(shí)驗(yàn)開始時(shí)所在的位置，因不同光照強(qiáng)度照射的時(shí)間均等，當(dāng)光照強(qiáng)度由0漸變?yōu)?.5千勒克斯，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)初始標(biāo)記的液滴所在位置是（）。答案是左側(cè)。

解題策略：此裝置的光照強(qiáng)度為2.5千勒克斯時(shí)相當(dāng)于哪種模型？為補(bǔ)償點(diǎn)光照；而裝置對(duì)于光照強(qiáng)度為0時(shí)是何種模型？?jī)H僅是進(jìn)行呼吸作用，在黑暗的條件下；此裝置的光照強(qiáng)度是10千勒克斯時(shí)為何模型？基于強(qiáng)光照的條件。

分析：得出光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用，則光照強(qiáng)度由0漸變?yōu)?.5千勒克司，而通過(guò)呼吸作用，新鮮的綠葉消耗氧氣，被二氧化碳緩沖液所吸收，且會(huì)放出二氧化碳，因此裝置中的氣體會(huì)越來(lái)越少。

（三）對(duì)建構(gòu)模型實(shí)質(zhì)的深刻領(lǐng)悟，學(xué)會(huì)變化及變式

在高三生物中對(duì)呼吸及光合作用專題的復(fù)習(xí)中，仍然存在較多定量數(shù)據(jù)處理，除了包含裝置圖或上述模式圖、曲線圖有關(guān)定性分析外，數(shù)據(jù)處理可借助模型建構(gòu)。除了曲線圖、裝置圖外，仍然存在很多的和數(shù)據(jù)處理有關(guān)的題型，可提供數(shù)據(jù)表格呈現(xiàn)出來(lái)。

三、構(gòu)建高三生物有效復(fù)習(xí)課堂

（一）教師引導(dǎo)的有效性

提高學(xué)生的能力，便是高三復(fù)習(xí)的重點(diǎn)，且教師是高三復(fù)習(xí)活動(dòng)中合作者、組織及引導(dǎo)者，所以主題及重點(diǎn)均是學(xué)生[3]。教師需設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)那榫?，基于有效目?biāo)提出的前提下，組織課堂，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成構(gòu)建知識(shí)復(fù)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。在對(duì)學(xué)生引導(dǎo)的過(guò)程中，教師需確保信息交流及反饋的流暢性，要對(duì)學(xué)生的反應(yīng)及表現(xiàn)有時(shí)刻的關(guān)注。教師需注重學(xué)生技能及知識(shí)層面的交流，同時(shí)需充分的利用起學(xué)生審題方法、提出質(zhì)疑、合作學(xué)習(xí)后的交流的介紹及訓(xùn)練等環(huán)節(jié)，需建立起健康的考試心理體系，進(jìn)行必要的情感交流。且問(wèn)題的提出是一般化課堂引導(dǎo)設(shè)計(jì)模式，之后分析演示，教師再給予一定程度上的點(diǎn)評(píng)，將相應(yīng)化的結(jié)論得出，從而提出討論題，之后通過(guò)對(duì)已有知識(shí)的應(yīng)用，聯(lián)系起實(shí)際情況，幫助學(xué)生解決問(wèn)題，進(jìn)行回答及思考。且鍛煉學(xué)生圖文轉(zhuǎn)化、識(shí)圖、讀表的能力，之后可對(duì)探究的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范答題，且需提升學(xué)生探究的能力。

（二）目標(biāo)表述的有效性

目標(biāo)是檢測(cè)課堂教學(xué)能力的中心，同時(shí)是對(duì)其提升的關(guān)鍵因素。在高三生物復(fù)習(xí)中，需熟練過(guò)程和創(chuàng)新方法，強(qiáng)化基本技能及知識(shí)，提升技能。復(fù)習(xí)目標(biāo)需接近于學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，需體現(xiàn)出融合性、層次性、整體性，可達(dá)成且有所提升，關(guān)鍵是做到切實(shí)可行。教師需分解有關(guān)知識(shí)點(diǎn)為簡(jiǎn)單的易點(diǎn)及小點(diǎn)，需吃透考綱的考點(diǎn)要求。

（三）學(xué)生能力提升的有效性

在高三生物復(fù)習(xí)的階段，最終的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的提升。所以需注意引導(dǎo)學(xué)生掌握有關(guān)科學(xué)思維方法，以及理解相應(yīng)的知識(shí)。且有效性提升學(xué)生能力訓(xùn)練的手段是典型試題的及時(shí)講評(píng)、變式訓(xùn)練、精講精練、精選精練。教師在精講時(shí)，需注意對(duì)學(xué)生答題時(shí)文字的規(guī)范及準(zhǔn)確性的培養(yǎng)，需注意教學(xué)語(yǔ)言的規(guī)范、簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確，做到重點(diǎn)突出，強(qiáng)調(diào)科學(xué)性。教師還應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)材料新穎情景題，按照高考命題的特點(diǎn)，加強(qiáng)訓(xùn)練學(xué)生的能力。且需注重對(duì)學(xué)生知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)及訓(xùn)練，要以抓基礎(chǔ)知識(shí)為主，達(dá)到幫助學(xué)困生、培養(yǎng)優(yōu)秀生且提升中等生的目的，關(guān)注于人類健康，在設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練時(shí)充分的將完整性、科學(xué)性、層次性體現(xiàn)出來(lái)，做到聯(lián)系科學(xué)發(fā)展成果及生產(chǎn)生活實(shí)際，關(guān)注于環(huán)境的保護(hù)。

（四）情景創(chuàng)設(shè)的有效性

對(duì)于情景的要求，有三個(gè)考綱中知識(shí)目標(biāo)的要求層次均突出，逐漸過(guò)渡到較為復(fù)雜的情景，之前是簡(jiǎn)單到一定難度。學(xué)生需完成考題的預(yù)設(shè)檢測(cè)問(wèn)題，基于上述三種情景之下，要積極的在高三復(fù)習(xí)中創(chuàng)設(shè)出情景。且其需和考查的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系緊密，并且要簡(jiǎn)明及科學(xué)，問(wèn)題、現(xiàn)實(shí)、活動(dòng)情景等是不錯(cuò)的選擇。圍繞科技動(dòng)態(tài)展開的，是基于繞各生物教學(xué)期刊中，屬于新材料有效命題的范圍。且突出操作的真實(shí)體驗(yàn)，是活動(dòng)情景主要內(nèi)容。問(wèn)題情景主線的展開，沿著知識(shí)點(diǎn)易混淆點(diǎn)突破點(diǎn)和方法、知識(shí)點(diǎn)的再現(xiàn)、內(nèi)在的關(guān)聯(lián)[4]。

（五）知識(shí)構(gòu)建的有效性

將扎實(shí)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建出來(lái)是高三生物復(fù)習(xí)的目的之一，可促使學(xué)生掌握各知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系，且掌握一定的內(nèi)容，提升學(xué)生的能力。知識(shí)的構(gòu)建注重于強(qiáng)化重要和熱點(diǎn)的聯(lián)系，達(dá)到點(diǎn)與點(diǎn)之間聯(lián)系要全面。課前需有預(yù)習(xí)卷，用于知識(shí)容量及深度的擴(kuò)大。需按照知識(shí)的特點(diǎn)，應(yīng)用多媒體投影等手段，以及有效方法，突出基礎(chǔ)及主干知識(shí)，營(yíng)造出重點(diǎn)知識(shí)重點(diǎn)考的氛圍，形成學(xué)生前進(jìn)的強(qiáng)勁動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]金琦.淺談“模型構(gòu)建、問(wèn)題和案例教學(xué)”在高三生物復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用——對(duì)“系統(tǒng)的邊界——細(xì)胞膜”一節(jié)復(fù)習(xí)課教學(xué)的思考[J].新課程（教研版），2011，（12）：64-65.

[2]姜麗滿.模型構(gòu)建法在高中生物復(fù)習(xí)教學(xué)中的實(shí)踐研究[D].天津師范大學(xué)，2012.

[3]林升輝.淺談“模型構(gòu)建、問(wèn)題和案例教學(xué)”在高三生物復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用[J].教育界，2012，（29）：101.

[4]張育旗.整體設(shè)計(jì)，博采眾長(zhǎng)，因地制宜——例談“神經(jīng)調(diào)節(jié)”復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)生物學(xué)，2015，31（1）：18-20.