巧用模型建構(gòu)突破高中生物概念教學難點

熊小英

摘 要 概念教學是高中生物教學的核心。本文將從物理模型、數(shù)學模型和概念模型三個維度例析模型建構(gòu)在高中生物概念教學中的應(yīng)用，通過模型建構(gòu)發(fā)展學生生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任等生物學科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞?模型建構(gòu);概念教學;理性思維;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2019）01-0092-01

概念教學是高中生物教學的核心。教師通過模型建構(gòu)在高中生物概念教學中的應(yīng)用，可以發(fā)展學生生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任等生物學科核心素養(yǎng)。

一、物理模型在概念教學中的應(yīng)用

物理模型是以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。

概念1：細胞膜的流動性

1.常規(guī)教學。在講解細胞膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，直接解釋細胞膜流動性的分子基礎(chǔ)，內(nèi)涵、相關(guān)例子等。

2.模型教學。學生活動：學生用彩泥、軟鐵絲作材料，制作細胞膜的流動鑲嵌模型，并模擬細胞膜的流動性。

教師引導：通過播放草履蟲攝食、變形蟲運動、細胞生長等動畫，激發(fā)學生思考“如果這些細胞的細胞膜如同你們手上的模型那么死板，這些生命活動能完成嗎？這些生命活動的完成需要依賴細胞膜的什么特點呢？”

拓展活動：利用構(gòu)建好的模型，模擬細胞膜的流動性，并思考是哪些分子在運動。

教學總結(jié)：在構(gòu)建細胞膜實物模型的基礎(chǔ)上演繹細胞膜的流動性，有助于學生更好地理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學觀點，形成較為完善的生命觀念。

概念2：標志重捕法

1.常規(guī)教學。講解標志重捕法的過程、原理和計算公式，然后通過題目練習來鞏固。

2.模型教學。學生活動：學生用粉筆、燒杯、小勺、紅墨水等作材料，模擬標志重捕法過程。以四人小組為單位，先按1cm長度的規(guī)格制備粉筆若干、放入燒杯，然后用小勺取出兩勺粉筆計數(shù)為n1并用紅墨水染色，待晾干后放回原燒杯混勻，最后用小勺再次隨機取出兩勺粉筆并計數(shù)為n2，同時統(tǒng)計其中紅色粉筆數(shù)為n3。利用所得數(shù)據(jù)計算出原燒杯中粉筆的總數(shù)。

教師引導：是否存在哪些因素導致結(jié)果出現(xiàn)誤差？

拓展活動：誤差演繹和分析（如第二次取粉筆時有意挑選紅色、標記不明顯和脫落等）。

教學總結(jié)：在此模擬實驗中，學生通過對實物的計數(shù)和計算，能更好地理解標志重捕法的原理，形成較為完善的理性思維。

二、數(shù)學模型在概念教學中的應(yīng)用

數(shù)學模型是運用數(shù)理邏輯方法和數(shù)學語言來表達認識對象的特征，如坐標圖、數(shù)學公式等。

概念3：細胞周期

1.常規(guī)教學。講解細胞周期的概念，并分段描述間期和分裂期。2.模型教學。學生活動：以四人小組為單位，在兩種數(shù)學模型中描述細胞周期。

教師引導：播放在一個細胞周期中各時期細胞的動態(tài)變化圖，啟發(fā)學生思考細胞周期各時期的劃分依據(jù)是什么，兩個相鄰的時間段是否為連續(xù)等。

拓展活動：在細胞有絲分裂過程中去體會細胞周期的起止點和連續(xù)性。

教學總結(jié)：在此活動中，同學之間相互提問，對細胞周期的概念有了較為深刻的理解，同時啟發(fā)他們善于利用數(shù)學模型去理解某些生物學知識，體會善用跨學科知識的重要性，提升自身的邏輯思維能力。

概念4：競爭

1.常規(guī)教學。講解競爭概念，舉例說明種群之間的競爭關(guān)系。2.模型教學。學生活動：以四人小組為單位，在坐標圖中繪制不同物種間的競爭關(guān)系。

教師引導：物種間的競爭還有別的類型嗎？思考大草履蟲和小草履蟲之間的競爭有什么不同？

拓展活動：在繪的坐標圖中，對比分析兩種不同類型競爭關(guān)系的原因？學生展示模型，并闡述原因。

教學總結(jié)：通過小組活動，學生不僅深刻理解競爭這個概念，其與人協(xié)作的能力得到鍛煉和提高，樂于科學研究的情懷助推其社會責任感的形成。

三、概念模型在概念教學中的應(yīng)用

概念模型是以命題的形式顯示概念間的意義聯(lián)系，并用具體的事例來展示概念間層次結(jié)構(gòu)的示意圖，一般形式有知識樹、集合、思維導圖等。

概念5：細胞的分化

1.常規(guī)教學。講解細胞分化的概念、例舉各類細胞的來源、闡明細胞分化的結(jié)果和意義。2.模型教學。學生活動：以四人小組為單位，繪制人體細胞分化知識樹。

教師引導：展示人體細胞分化示意圖（圖略），引導學生歸納細胞分化特點，提煉出細胞分化的概念。

拓展活動：修正本小組的知識樹，體會細胞分化的意義。

教學總結(jié)：學生通過對概念模型的自主構(gòu)建，提煉出概念內(nèi)容，其歸納和概括能力得到提高，有助于形成較為完善的理性思維。同時通過對人體各類細胞來源的認識，培養(yǎng)學生積極探索生命奧秘的情懷，幫助學生樹立珍愛生命的意識，以形成較為完整的社會責任核心素養(yǎng)。

真實情景的創(chuàng)設(shè)易于引發(fā)學生思考，模型建構(gòu)易于概念的生成，這樣的教學手段不僅加深了學生對概念廣度和深度的理解，同時對概念形成與獲得有了更直觀、更感性的認識。教學過程體現(xiàn)了教師的引導教學思想，學生學習概念的主動性和積極性得到極大地發(fā)揮，有利于發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]劉恩山.中學生物學教學論[M].北京：高等教育出版社，2004.