高中遺傳學(xué)核心概念教學(xué)中類比模型的應(yīng)用研究

■江蘇省江陰市教師發(fā)展中心 吳小峰

一、類比模型的概念

類比模型主要是基于相似屬于這種理念所延伸出來的教學(xué)方法，通過將學(xué)生熟悉的事物與抽象的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行類比，促使學(xué)生能夠在兩者之中找到共性，形成一種思維上的聯(lián)想關(guān)系，進(jìn)而能夠在模仿的基礎(chǔ)上歸納并類比到對(duì)應(yīng)的模型當(dāng)中，將不同知識(shí)點(diǎn)與模型中較為熟悉的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行類比，進(jìn)而促使學(xué)生能夠更好地理解與接受新的知識(shí)內(nèi)容。

二、類比模型在遺傳學(xué)核心概念教學(xué)中的應(yīng)用

概念主要是通過對(duì)事實(shí)的總結(jié)推理而得出的結(jié)論，因此遺傳學(xué)核心概念也需要建立在事實(shí)感知的基礎(chǔ)之上。在遺傳學(xué)的核心概念中，其表征的事物包含了DNA、基因等抽象因素，采用類比模型的方式，將這些抽象因素通過構(gòu)建生物模型的方式，使其更加具象化與直觀化。學(xué)生能夠通過對(duì)模型的觀察，思考出原型中的未知屬性，并發(fā)現(xiàn)其中的問題，充分了解事物中所蘊(yùn)含的規(guī)律。

（一）明確類比模型的構(gòu)建目的

在《DNA 分子的結(jié)構(gòu)》這一章節(jié)中，其主要的核心理念便是DNA 分子主要是由四種小分子（脫氧核苷酸）構(gòu)成的長(zhǎng)鏈，兩條反向平行的長(zhǎng)鏈組成了雙螺旋的結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行教學(xué)的過程中，教師需要充分圍繞著這一核心理念進(jìn)行，通過構(gòu)建類比模型的方式，圍繞著DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的歷史研究進(jìn)展組織學(xué)生的建?；顒?dòng)，將微觀、抽象的DNA 轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦?、直觀的類比模型，以此進(jìn)一步提高學(xué)生的理解程度，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

（二）選擇類比模型的表達(dá)方式

大部分教師在進(jìn)行《DNA分子的結(jié)構(gòu)》這一章內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，通常會(huì)采用兩條電話線、螺旋樓梯等結(jié)構(gòu)與DNA 進(jìn)行類比，這些類比模型雖然能夠有效幫助學(xué)生理解DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)，但在脫氧核苷酸是如何組成DNA 雙鏈這一問題卻沒有能夠涉及。磷酸、堿基與脫氧核糖屬于一種較為復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，因此教師采用不同顏色的小球與帶有凹凸的圓柱充分展示DNA 分子雙螺旋的結(jié)構(gòu)模型。促使學(xué)生能夠親手組裝DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這樣一方面能夠讓學(xué)生直觀地看到DNA模型的具體形態(tài)。

（三）類比模型的具體構(gòu)建方式

構(gòu)建類比模型的過程主要分為聚焦——行動(dòng)——反思構(gòu)成這三個(gè)分部的內(nèi)容：

1.聚焦：讓學(xué)生在課堂中構(gòu)建類比模型不能夠只是單純的手工活動(dòng)，教師更需要注重引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手的過程中針對(duì)課程的核心概念進(jìn)行思考，促使學(xué)生能夠充分了解構(gòu)建這一類比模型的意義與目的所在。

2.行動(dòng)：學(xué)生在進(jìn)行DNA類比模型構(gòu)建時(shí)，教師需要做好學(xué)生觀察與思考的引導(dǎo)工作，充分引導(dǎo)學(xué)生對(duì)DNA 和脫氧核苷酸之間的關(guān)系進(jìn)行討論與思考，對(duì)比DNA類比模型與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之間的相似點(diǎn)，以此提高學(xué)生在進(jìn)行建模時(shí)的思維能力。在課堂的教學(xué)中，教師需要以“基本單位——單鏈——平面雙鏈——立體空間結(jié)構(gòu)”這一流程作為任務(wù)的驅(qū)動(dòng)，采用逐步深入的方式，讓學(xué)生能夠以小組的形式對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行總結(jié)與思考，自主利用好模型盒中的物件構(gòu)建DNA 模型。在進(jìn)行DNA 類比模型構(gòu)建過程中主要分為四個(gè)步驟：第一，讓學(xué)生構(gòu)建四種脫氧核苷酸模型結(jié)構(gòu)；在這一步中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生思考脫氧核苷酸之間是怎樣形成長(zhǎng)鏈的；第二，讓學(xué)生構(gòu)建一條脫氧核苷酸的長(zhǎng)鏈模型；在這一步中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生思考脫氧核苷酸是如何形成DNA分子的；第三步，讓學(xué)生構(gòu)建脫氧核苷酸的雙鏈模型結(jié)構(gòu)；在這一步中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生思考雙鏈DNA是如何盤繞成為雙螺旋結(jié)構(gòu)的；第四步，讓學(xué)生構(gòu)建完整的DNA 立體結(jié)構(gòu)模型。通過這種方式，不但能夠加深學(xué)生對(duì)DNA 結(jié)構(gòu)模型的理解程度，同時(shí)也能夠培養(yǎng)學(xué)生自主思考與自主解決問題的能力，幫助學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、鉆研的思維模式。

3.反思：在學(xué)生構(gòu)建完成DNA 的類比模型結(jié)構(gòu)后，教師需要組織或引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)這一次模型構(gòu)建情況進(jìn)行討論，思考自己所構(gòu)建的類比模型是否準(zhǔn)確，分析其中存在的問題，并針對(duì)問題進(jìn)行改善。對(duì)比各小組之間不同的DNA 模型構(gòu)建情況，找到其中的相同之處與不同之處，以此總結(jié)出DNA 模型堿基數(shù)量與排列順序中的差異，促使學(xué)生充分理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)特點(diǎn)。

三、類比模型構(gòu)建過程中存在的問題

在高中遺傳學(xué)核心概念的教學(xué)中，類比模型的構(gòu)建能夠充分提高學(xué)生的發(fā)展與潛能開發(fā)，改善學(xué)生的思維模式，促使學(xué)生能夠形成科學(xué)思維的方式，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但在采用類比模型構(gòu)建時(shí)，還需要注意對(duì)于不同學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，教師需要采用不同的類比模型表達(dá)方式，注重表現(xiàn)類比關(guān)系的時(shí)間與順序，以此幫助學(xué)生更好理解。

四、結(jié)語

在現(xiàn)階段高中遺傳學(xué)核心概念的教學(xué)中，類比模型這一教學(xué)方式得到了人們的廣泛關(guān)注。通過類比模型的教學(xué)方式，能夠?qū)?fù)雜、抽象的遺傳學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具象、簡(jiǎn)單的模型結(jié)構(gòu)，促使學(xué)生能夠通過思考與觀察更好地對(duì)核心概念進(jìn)行理解。因此，在教學(xué)過程中，教師需要充分利用好這一教學(xué)方法，根據(jù)教學(xué)的目的與內(nèi)容，選擇合適的類比模型結(jié)構(gòu)，通過引導(dǎo)的方式提高學(xué)生的自主思考能力，幫助學(xué)生形成科學(xué)的思維方式。