建構(gòu)模型發(fā)展生物核心素養(yǎng)探究

秦杰

摘 要：生物課程模型的構(gòu)建，可以有效地發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。在高中生物課程教學(xué)過程中，教師要通過構(gòu)建物理模型、概念模型以及數(shù)學(xué)模型，引導(dǎo)學(xué)生以直觀化、符號(hào)化的方式理解生物現(xiàn)象，以嚴(yán)密的思維探究生物知識(shí)。

關(guān)鍵詞：高中生物；模型；核心素養(yǎng)；能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G421；G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2018）13-0034-01

高中生物課程涉及生物學(xué)現(xiàn)象以及生命規(guī)律，內(nèi)容抽象，教學(xué)難度較大。因此，教師采用建構(gòu)模型的方法將生物現(xiàn)象和過程以較為具體的、形象的方式展現(xiàn)出來，有助于學(xué)生理解生物現(xiàn)象本質(zhì)，提升學(xué)生科學(xué)探究能力。教師在教學(xué)時(shí)可以結(jié)合教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建生物課程的模型，將生物現(xiàn)象發(fā)生的過程和規(guī)律用模型加以表現(xiàn)，用科學(xué)的方法開展生物探究。下面，將從三個(gè)方面論述如何有效地構(gòu)建生物課程的模型。

一、物理模型，抽象知識(shí)形象化

物理模型是生物課程教學(xué)中常用的一種模型，以其形象、具體的特點(diǎn)廣受教師和學(xué)生的青睞。在實(shí)際教學(xué)過程中，構(gòu)建物理模型就是基于教學(xué)對(duì)象的特征，以實(shí)物或圖畫的形式直接地加以呈現(xiàn)，將抽象的生物知識(shí)以直觀具體的形式展現(xiàn)出來，促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物本質(zhì)的理解，從而有效地發(fā)展學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。比如，在為學(xué)生講解“遺傳信息的攜帶者——核酸”這部分的內(nèi)容時(shí)，教師應(yīng)該要求學(xué)生掌握兩大類核酸，即DNA和RNA。在學(xué)生學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制過程時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生采用一些材料制作相關(guān)的物理模型，以直觀的方式輔助理解DNA復(fù)制過程。DNA、RNA各含有四種堿基，但組成二者的堿基種類有所不同。對(duì)此，教師可鼓勵(lì)學(xué)生選定材料，模仿DNA的結(jié)構(gòu)及復(fù)制過程。學(xué)生采用硬紙板、扣子、訂書釘、毛線和針等日常生活中常見的材料，用于制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)。他們將硬紙板做成堿基、脫氧核糖，將扣子作為磷酸、訂書釘作為氫鍵，按照一定的比例建構(gòu)模型，并用訂書釘加以連接，構(gòu)建出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。基于這一模型的構(gòu)建，學(xué)生對(duì)于DNA分子的結(jié)構(gòu)以及DNA分子復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的過程有了更為直觀的理解，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)起到了一定的鋪墊作用。

教師通過引導(dǎo)學(xué)生制作物理模型，能使生物結(jié)構(gòu)和本質(zhì)以更加直觀的方式呈現(xiàn)出來。這樣，不僅可以使得學(xué)生更加全面地理解相關(guān)的生物現(xiàn)象本質(zhì)，也可以激發(fā)學(xué)生自主地參與科學(xué)探究，從而有效地發(fā)展生物核心素養(yǎng)。

二、概念模型，主要特征符號(hào)化

挖掘生物現(xiàn)象本質(zhì)，是生物探究的重要內(nèi)容。在探究過程中，構(gòu)建概念模型可以基于普遍的生物現(xiàn)象挖掘出其內(nèi)在本質(zhì)關(guān)系，并用概念的形式將這些關(guān)系加以表述。在表述這些關(guān)系的過程中，文字和符號(hào)的應(yīng)用可以使得生物概念符號(hào)化、規(guī)范化，將零碎分散的知識(shí)點(diǎn)整合起來，促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)、全面地理解相關(guān)知識(shí)。比如，在講解“光合作用的原理和應(yīng)用”一課時(shí)，教師應(yīng)該要求學(xué)生掌握光合作用的過程以及發(fā)生反應(yīng)的場(chǎng)所和條件。光合反應(yīng)又分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)不同的階段，但它們本身也統(tǒng)一于同一個(gè)整體。為了說明二者本質(zhì)的統(tǒng)一，教師可以針對(duì)光反應(yīng)與暗反應(yīng)的場(chǎng)所、物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換等方面的內(nèi)容構(gòu)建概念模型。其中，教師可以用文字、符號(hào)簡(jiǎn)要地代替反應(yīng)過程，采用“CO2、H2O、CH2O、O2”等化學(xué)符號(hào)和“酶”“光能”等文字進(jìn)行簡(jiǎn)單的描述，便于學(xué)生的理解和記憶。

在生物教學(xué)過程中，教師通過構(gòu)建知識(shí)點(diǎn)的概念模型，能夠促使學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和理解相關(guān)知識(shí)，幫助學(xué)生將知識(shí)點(diǎn)以文字、符號(hào)等形式進(jìn)行表示，這不僅能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象，而且對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)有著事半功倍的效果。

三、數(shù)學(xué)模型，思維品質(zhì)嚴(yán)密化

數(shù)學(xué)知識(shí)具有嚴(yán)密的邏輯，可以培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維，提升學(xué)生的思維能力。因此，在高中生物教學(xué)過程中，教師可以結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容引入數(shù)學(xué)思維，以生物學(xué)科知識(shí)為主，幫助學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生更高效地掌握生物學(xué)科知識(shí)。比如，在為學(xué)生講解“細(xì)胞的增殖”的時(shí)候，教師可以構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握相關(guān)知識(shí)。首先，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)課本上有絲分裂的相關(guān)知識(shí)，隨后，要求學(xué)生合上課本回憶有絲分裂的過程。不出所料，許多學(xué)生對(duì)有絲分裂過程中各個(gè)時(shí)段的染色體數(shù)量變化的區(qū)分不是很清晰。于是，教師可以要求學(xué)生再次結(jié)合課本內(nèi)容，自行繪制染色體數(shù)量變化圖：以分解階段為x軸，染色體數(shù)量為y軸，構(gòu)建二維坐標(biāo)圖，將染色體各個(gè)階段的數(shù)量在數(shù)學(xué)坐標(biāo)圖中具體標(biāo)注出來。完成繪圖之后，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)：有絲分裂各階段染色體數(shù)量的變化一目了然，并且有圖形輔助記憶，記得會(huì)更牢固。

可見，在生物課堂教學(xué)中借助數(shù)學(xué)模型，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生思維的嚴(yán)密性，進(jìn)而有效地發(fā)展學(xué)生的生物素養(yǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

總的來說，教師在生物教學(xué)中構(gòu)建生物課程模型，不僅可以有效地激發(fā)學(xué)生的課堂參與度，使得課堂教學(xué)的內(nèi)容更加充實(shí)，也可以有效地幫助學(xué)生理解生物現(xiàn)象的本質(zhì)，記憶相關(guān)的生物概念，捕捉生物發(fā)展規(guī)律，從而引導(dǎo)學(xué)生以嚴(yán)密的科學(xué)思維進(jìn)行生物知識(shí)探究，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，有效地發(fā)展學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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