物理模型在高中生物教學(xué)中的實踐應(yīng)用初探

摘 要：高中生物一直以來都是一門知識點抽象且繁雜的科目。為了幫助學(xué)生更好地理解生物知識點，建立物理模型的教學(xué)方法也被運(yùn)用到了高中生物學(xué)的教學(xué)之中。建立物理模型的教學(xué)方式能夠提供一種直觀的印象給學(xué)生。本文從多方面探討了建立模型的必要性談起，闡述了物理模型應(yīng)用到高中生物教學(xué)的優(yōu)點，希望對高中生物的教學(xué)有所助益。

關(guān)鍵詞：物理模型；高中生物；教學(xué)實踐

生物學(xué)科的一大特點就是知識多而雜，專業(yè)術(shù)語、概念比較抽象，單獨理解知識點比較費力。而生物學(xué)概念在學(xué)生形成科學(xué)完整的知識框架中起到至關(guān)重要的作用，是構(gòu)成生物學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點。生物學(xué)概念的掌握尤其是核心概念的掌握是理解生物學(xué)知識的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)生物學(xué)新知識的奠基石。本文列舉了多個高中生物利用物理模型的教學(xué)例子，闡述了建立物理模型對高中生物教學(xué)的助益，希望對相關(guān)的研究者有所幫助。

一、 模型建構(gòu)的必要性

高中生物在高中階段是一門重要的學(xué)科，在新課標(biāo)的要求中明確寫出，要求學(xué)生了解建立模型等科學(xué)方法，了解其在科學(xué)研究中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的建模思想和建模能力，達(dá)到掌握生物學(xué)的基礎(chǔ)知識的目的。由此可以看出構(gòu)建模型在教學(xué)中的重要性。在美國的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中，也明確指出了模型構(gòu)建是學(xué)生需要掌握的研究方法之一。由此可以看出模型構(gòu)建對于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是必要的，這種教學(xué)方法是符合國際標(biāo)準(zhǔn)的。

二、 高中生物模型建構(gòu)教學(xué)的現(xiàn)狀

在當(dāng)前的高考大背景下，高中生物教學(xué)的導(dǎo)向還是以得分為主，所以高中生物教師主要也是要求學(xué)生熟練地掌握各章節(jié)的知識點，對于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)并不重視，教師對于模型的構(gòu)建也沒有十分重視，就算是有模型，也是為了完成課堂教學(xué)的需要，教師并沒有重視學(xué)生模型建立思維的培養(yǎng)。另一方面，由于許多學(xué)校教學(xué)資源有限，沒有充足的教學(xué)模具和活動場所來給師生進(jìn)行教學(xué)實踐。加上有一些教師思想觀念落后，當(dāng)學(xué)生在模型的建立方面遇到問題時，教師只能紙上談兵，不能幫助學(xué)生解決問題，導(dǎo)致學(xué)生不能完全理解抽象的知識，不能建立建模思想，不會運(yùn)用所學(xué)的知識。教學(xué)質(zhì)量自然不能得到提高。

三、 巧用物理模型，使核心概念變抽象為具體

物理模型在生物學(xué)教學(xué)中運(yùn)用得當(dāng)可以起到事半功倍的效果，讓原本看不見摸不著的生物學(xué)變化過程，變成直觀的形式，更容易讓人接受。在高中生物課堂上運(yùn)用建立物理模型的形式讓學(xué)生掌握抽象的概念，能夠給學(xué)生留下更深刻的印象，讓學(xué)生更好地理解核心內(nèi)容和知識點。

（一） 減數(shù)分裂教學(xué)中物理模型的應(yīng)用

高中生物中，減數(shù)分裂是一個核心內(nèi)容。不同的物種染色體數(shù)目和形態(tài)各不相同，但減數(shù)分裂的規(guī)律是一致的，在細(xì)胞減數(shù)分裂的過程中，同源染色體會有聯(lián)會等復(fù)雜的行為，染色體數(shù)目也會發(fā)生多次變化。這就要求學(xué)生要有很強(qiáng)的空間想象能力。教師在講授減數(shù)分裂過程中染色體的變化過程時，就可以建立合適的物理模型，讓學(xué)生的感受更加直觀。

教師可以分發(fā)給學(xué)生紙片，讓學(xué)生分組合作，自己動手畫出染色體，再將各染色體裁剪下來，還原減數(shù)分裂時同源染色體的動態(tài)變化過程。學(xué)生可以自己模擬出減數(shù)分裂過程中非同源染色體的自由組合過程等，幫助學(xué)生更好地掌握減數(shù)分裂這一知識點。

（二） 性狀分離比教學(xué)中物理模型的應(yīng)用

在高中生物學(xué)中，孟德爾定律是重要的核心內(nèi)容。孟德爾定律揭示出遺傳學(xué)的兩個基本定律，分離定律和自由組合定律，統(tǒng)稱為孟德爾遺傳規(guī)律。雖然書本上通過一些例子和圖像對定律做出了解釋，但是課本上的知識始終是抽象的，為了讓學(xué)生更好地理解，教師在講授分離定律時可以建立一個物理模型給學(xué)生，讓給學(xué)生在實驗中驗證這一定律，能夠更好地理解定律的內(nèi)涵。例如，教師可以準(zhǔn)備兩個小桶，分別代表雌性器官和雄性器官，小桶內(nèi)裝上彩色小球，表示雌雄配子，讓學(xué)生每次從不同的桶里分別抓取一個小球，記下球上的數(shù)字，重復(fù)50到100次再來計算結(jié)果，驗證自由分離定律。

（三） 生物膜教學(xué)中物理模型的應(yīng)用

生物膜是生物學(xué)教學(xué)中的一個基礎(chǔ)知識點，生物膜具有許多特點，諸如選擇透過性，擁有親水性和疏水性等。為了幫助學(xué)生更好地理解生物膜的功能，教師大可以帶領(lǐng)學(xué)生利用身邊的廢舊物品制作一個生物膜的模型。生物膜是一個流動鑲嵌的模型。要想制作生物膜的物理模型，就要搞清楚生物膜的結(jié)構(gòu)層次。制作的過程中有問題學(xué)生可以自主探索，大大地提高了學(xué)習(xí)的效率。制作模型的過程就是一個學(xué)習(xí)的過程，不知不覺中，學(xué)生就掌握了生物膜相關(guān)的知識。制作好的物理模型也能更加直觀的體現(xiàn)生物膜的結(jié)構(gòu)特點，給學(xué)生直觀的感受。建立物理模型對學(xué)習(xí)生物這門學(xué)科，有非常多的好處。

四、 物理模型的建立對高中生物教學(xué)多方面的意義

一方面，物理模型構(gòu)建教學(xué)有利于教師更新教學(xué)觀念，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，解決生物學(xué)教學(xué)上抽象概念教學(xué)的難題。另一方面，構(gòu)建物理模型的生物學(xué)教學(xué)方式能夠讓教師跟學(xué)生有一個近距離的接觸，師生之間形成互動，學(xué)生也能一改被動接受知識的格局，成為課堂的主體，自主探索學(xué)習(xí)，符合當(dāng)下新課標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生多方面綜合能力的要求。

五、 結(jié)語

高中生物教學(xué)中運(yùn)用物理模型來教學(xué)，幫助學(xué)生直觀、形象的理解和記憶生物知識點，能更幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的生物學(xué)理論知識，有助于教師提高課堂質(zhì)量和效率，打造優(yōu)質(zhì)的課堂教育環(huán)境，可以為祖國培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊菲婷.物理模型在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].桂林：廣西師范大學(xué)，2017.

[2]楊娟.巧用模型 提高高中生物核心概念教學(xué)有效性[J].中國教育技術(shù)裝備，2014（15）：16-18.

[3]潘明鳳.物理模型促進(jìn)高中生物學(xué)概念建構(gòu)的教學(xué)策略[J].中學(xué)生物學(xué)，2018，34（6）：8-9.

[4]萬蔡琳.采用自制物理模型構(gòu)建高中生物概念的實踐探索[D].南京：南京師范大學(xué)，2015：6，13，20.

作者簡介：

劉宗巨，甘肅省嘉峪關(guān)市，甘肅省嘉峪關(guān)市第一中學(xué)。