淺談模型構建法及其轉換在高考備考中的應用

溫燕云

【摘要】根據(jù)《新課標》要求的，教師要進一步提升學生對生物學的初步探究能力，這其中包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、模型構建與系統(tǒng)分析等科學研究方法。模型構建是新課標探究教學中研究方法之一。下面就以“遺傳的細胞基礎”為例，探討此內容涉及到模型的種類，構建和轉換在高考備考中的應用。

【關鍵詞】遺傳的細胞基礎 模型構建和轉換 高考備考

【基金項目】廣州市教育科學規(guī)劃（Guangzhou education scientific research project）2016年度課題模型構建法在生物高考備考中的實踐研究（課題編號：1201574559）。

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）37-0143-02

不管是期末復習還是高考前的一輪復習或二輪復習等，都是在為高考備考打基礎，都屬于高考備考階段。單調的復習方式常常會讓學生產(chǎn)生厭學的情緒，所以為了提高學生的學習興趣，在復習中就應該嘗試進行一些激發(fā)學生興趣的教學方法，其中模型建構則是一個很好的激發(fā)學生興趣的方法。模型建構法運用于高中生物教學還利于培養(yǎng)學生的科學思維品質、促進學生自主學習和發(fā)展學生的探究能力。

遺傳的細胞基礎就是一個相對比較抽象和復雜的內容，我們在復習中就可嘗試用多種模型建構來實現(xiàn)。遺傳的細胞基礎主要包含減數(shù)分裂與受精作用和有絲分裂與減數(shù)分裂的綜合兩個考點，根據(jù)近幾年的高考試題分析，此專題的題型以選擇題為主，有絲分裂與減數(shù)分裂的比較常結合分裂圖像及染色體和DNA的數(shù)量變化曲線來考查；配子的形成常結合DNA復制與變異等知識進行考查。所以我們在備考的過程中，應該重點關注細胞分裂圖像的識別、細胞分裂過程中染色體、DNA的數(shù)量變化，還可以采取并列比較法理解減數(shù)分裂和有絲分裂的區(qū)別。此內容相對較抽象，通過模型建構，可將抽象知識形象化，加深理解。

一、不同分裂時期細胞分裂圖像的物理模型構建

高中生物必須1教材中提到模型的形式很多，包括物理模型，概念模型，數(shù)學模型等。以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，這種模型就是物理模型。著名的物理模型當數(shù)沃森和克里克制作的“DNA分子的雙螺旋結構”，既讓他們獲得了諾貝爾的生理學學獎或醫(yī)學獎，也宣告了生命科學從此進入了認識生命本質的新階段。本文則嘗試用紙條作為染色體模型構建不同分裂時期細胞分裂圖像。制作方法簡述如下：

（1）直接利用學生的單行本根據(jù)需要剪成不同長度的小段；紙條部分折疊，折疊后重疊部分表示著絲點，長度不同的紙條紙條或折疊位置的不同可制作形態(tài)不同的染色體，即非同源染色體；一條紙條涂上幾種不同的顏色可以表示不同的染色體片段，也可表示一條染色體上有多個基因；制作大小、形狀和顏色相同的紙條，將兩個紙條折疊部分重疊在一起則可代表染色體復制，此時一條染色體有兩條姐妹染色單體。

（2）根據(jù)班級活動組數(shù)剪出相應數(shù)量、不同顏色和不同長度的紙條，指導學生自己動手制作染色體物理模型（紙條也可以提前叫學生自己準備好）。

（3）根據(jù)需要構建有絲分裂圖或減數(shù)分裂不同時期的圖像

通過體驗，可以使學生做到加深認識并理解模型的過程和直觀性。以上模型的構建材料僅僅是紙條，材料簡單，學生隨手可得，一旦學會了此模型的構建，隨時可以自己制作，觀察和實驗，還可根據(jù)實際需要任意拆卸、組裝，邊學邊制，既提高了學生的學習興趣，還有助于培養(yǎng)學生的動手能力、觀察能力、思考能力、反思能力。例如圖3和圖4僅僅是呈現(xiàn)出一個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個精細胞兩兩相同，原因是圖3.4是同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合的一種形式而已，據(jù)此可以引導學生思考如果非同源染色體重新組合，可能再形成怎樣的4個精細胞。從而可以通過表格的形式引導學生思考在不交叉互換的情況下具有n對同源染色體的個體產(chǎn)生配子的情況。如果在鞏固練習中遇到相關的知識又有疑惑時也可以隨時建構模型，幫助解疑。圍繞該模型組織教學有利于學生深刻理解和掌握染色體的相關知識，并更好的區(qū)分有絲分裂和減數(shù)分裂的主要特色和異同。

二、各種模型間的轉換

利用相對應的模型來簡化一些生物學的知識，十分有利于學生對問題產(chǎn)生一定的認識，這是一種很有用的方式！在復習中，我們經(jīng)常遇到遺傳的細胞基礎此內容不斷以圖片的形式考查，還有曲線圖和柱形圖的形式考查。而曲線圖是數(shù)學模型的一種表現(xiàn)形式，更能直觀地反映出親代與子代的染色體之間的關系，更加具體形象，既能幫助學生加深對知識的理解，激發(fā)學生的探索性和創(chuàng)造性，還能提高學生的綜合分析能力。我們在復習中不僅僅是指導學生構建細胞分裂各時期的圖像，還可根據(jù)構建的圖像進行畫圖，在畫圖中加深對四分體、同源染色體和非同源染色體之間的區(qū)別，以上則是同種模型間的轉換。

要實現(xiàn)物理模型與數(shù)學模型的轉換，則可準備好學案，設計好表格，讓學生在邊構建時邊完成相關的表格，然后還要以曲線圖的形式表示出來，并有相關的鞏固練習呈現(xiàn)。這樣既能調動學生復習的積極性，又能讓學生在做中學，可以更好的培養(yǎng)學生的思維能力，不但培養(yǎng)了學生思維的靈活性，還培養(yǎng)了學生思維的廣闊性。學生在構建物理模型和數(shù)學模型的前提，還是需要熟知構建模型的內容，而這些內容之間的聯(lián)系，還可培養(yǎng)學生構建概念模型，將相關的知識點聯(lián)系起來。概念模型是高中生物復習備考中常用的模型，常利用概念圖組織教學，可以讓學生在給出的情境中將已有的知識進行有機整合，形成完整的知識體系。

模型間的轉換有利于提升學生的生物學知識水平，而且這些知識越來越多的出現(xiàn)在高考當中。所以我們應能多角度思考，善于發(fā)散思維，盡量在教學中幫助學生提升運用所學知識解決問題能力，加強前后知識的聯(lián)系。

三、模型構建和轉換在高考復習解題中的利弊

模型構建和轉換雖然能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主學習的能力，但高考復習時間緊，學生需要爭分奪秒，所以教師不可以從此過多的應用模型，增加學生學習壓力，應該有所取舍，根據(jù)具體情況具體采取不同的教學策略，例如對于基礎好的同學，抽象思維也強，則可注重培養(yǎng)學生用概念模型去構建知識網(wǎng)絡；而對于基礎較差的同學則可引導其構建物理模型或數(shù)學模型。在能激發(fā)學生學習興趣的情況下，盡量做到少花時間有大收貨，盡量做到更有效的備考。

參考文獻：

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[2]《 5年高考3年模擬》2016B版，教育科學出版社和首都師范大學出版社.

[3]陳林等.數(shù)學建模理論應用于高中生物學教學案例研究[J].中學生物教學，2016（10）：31-33.