高生物模型建構(gòu)的有效應(yīng)用實(shí)例

摘要：模型建構(gòu)是高中生物實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，如何有效利用模型建構(gòu)打造高效課堂，提升學(xué)生的自主探究和合作學(xué)習(xí)的能力是高中生物教學(xué)的難點(diǎn)。文章通過具體的實(shí)例講述模型建構(gòu)課堂中的應(yīng)用，希望能給高中生物教學(xué)研究者提供參考。

關(guān)鍵詞：高中生物;模型;自主探究;減數(shù)分裂

中圖分類號：G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-3872（2019）13-00171-01

模型是人們?yōu)檫_(dá)到某種特定目的，而做的一種簡化的概括性的描述，人們對有些事物進(jìn)行質(zhì)的描述，有些進(jìn)行數(shù)量特征和變化的描述、有些運(yùn)用實(shí)物形象化的方式去體現(xiàn)，有些用抽象的形式去體現(xiàn)。模型有很多常見形式，例如物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型。模型建構(gòu)是指運(yùn)用模型方法把抽象、不可測的事實(shí)或過程，借助身邊的材料、用具或者應(yīng)用數(shù)學(xué)方法、圖像、方程式等加以描述、概括總結(jié)的一種活動。《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)2017》要求：“要讓學(xué)生領(lǐng)悟建立模型的科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的作用?！蓖ㄟ^建構(gòu)模型，能夠去除很多無關(guān)因素，呈現(xiàn)事物的本來面目，使生物學(xué)現(xiàn)象和生命過程簡單直觀，使生物學(xué)的知識和規(guī)律形象而生動。因此，模型建構(gòu)是學(xué)生一項(xiàng)基本技能，是一種必備的科學(xué)方法。

1巧用物理模型培養(yǎng)學(xué)生合作探究能力

物理模型是指客觀實(shí)物的相似模型或客觀現(xiàn)實(shí)的形象顯示，其狀態(tài)變量與原事物基本一致，能夠通過模擬該事物的性質(zhì)和功能，形象解釋認(rèn)識對象，可用特殊的符號、圖形和色彩來反映生命現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展以及生物的結(jié)構(gòu)、生理和相互聯(lián)系，濃縮了大量的生物知識信息，是生物知識的重要表達(dá)方式。

在減數(shù)分裂教學(xué)中教材第三課時(shí)“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”就運(yùn)用了物理模型建構(gòu)。教師在教學(xué)中把教材的內(nèi)容重新整合，在第一課中講解特殊體細(xì)胞的分裂方式——減數(shù)分裂形成精子的過程時(shí)，首先通過導(dǎo)課介紹減數(shù)分裂的概念，用圖片介紹精原細(xì)胞和體細(xì)胞染色體的區(qū)別，學(xué)生思考精原細(xì)胞如何復(fù)制一次后分裂兩次形成精細(xì)胞，染色體行為和數(shù)量該如何進(jìn)行變化。接下來小組討論得出每組的結(jié)論，此時(shí)教師針對重難點(diǎn)概念“同源染色體，姐妹染色單體，四分體，聯(lián)會”進(jìn)行講解，然后學(xué)生再次修正自己組的減數(shù)分裂過程，小組匯報(bào)研究成果，教師評價(jià)，師生達(dá)成一致后，再用兩色橡皮泥構(gòu)建每組自己的預(yù)測過程。構(gòu)建結(jié)束后，讓學(xué)生閱讀教材再次修正，補(bǔ)充完成自己的模型。教師再用多媒體動畫講解減數(shù)分裂的動態(tài)過程，此時(shí)學(xué)生腦海中模糊不清的靜態(tài)過程，就直觀、動態(tài)地顯現(xiàn)在學(xué)生面前。通過實(shí)際操作幫助學(xué)生總結(jié)減數(shù)分裂中染色體行為、數(shù)量變化，操作的直觀性使學(xué)生產(chǎn)生手眼的記憶，幫助大腦建立知識體系。在建構(gòu)過程中，教師注意給學(xué)生兩色橡皮泥，讓他們思考體細(xì)胞染色體的一半來自父本、一半來自母本，思考同源染色體如何用橡皮泥呈現(xiàn)出來，讓抽象的概念形象化以突破難點(diǎn)。學(xué)生在建構(gòu)過程中思考減一和減二的實(shí)質(zhì)，通過橡皮泥的實(shí)際模擬分裂過程，學(xué)生不斷犯錯、不斷糾錯最終合作探究完成正確的分裂過程。減數(shù)分裂過程中染色體的變化以其微觀、動態(tài)、連續(xù)帶來認(rèn)知困難一直是教學(xué)的難點(diǎn)。新課程提倡的探宄式教學(xué)模型建構(gòu)就是解決這一難點(diǎn)的重要的一種方式，在課堂上學(xué)生不斷建立猜想，又不斷利用學(xué)習(xí)的新知打破錯誤猜想，進(jìn)而重建知識框架，利用模型的直觀、動態(tài)打破文字的靜態(tài)晦澀抽象的限制，突出學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)過程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和生物科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而突破了本節(jié)的重難點(diǎn)。

2通過現(xiàn)象看本質(zhì)一巧用數(shù)學(xué)模型，找尋生命過程的本質(zhì)

在減數(shù)分裂教學(xué)中，技能訓(xùn)練明確要求學(xué)生需要學(xué)會繪制減數(shù)分裂染色體數(shù)目和DNA數(shù)目的曲線規(guī)律圖。學(xué)生需要把減數(shù)分裂過程中染色體和DNA的規(guī)律總結(jié)出來，掌握本節(jié)內(nèi)容的同時(shí)整合學(xué)科知識，找到現(xiàn)象下的本質(zhì)，并以數(shù)學(xué)模型曲線的形式呈現(xiàn)出來。教學(xué)中，教師可利用flash動畫顯示染色體數(shù)為4條體細(xì)胞的減數(shù)分裂過程，掌握基本過程后，再以體細(xì)胞染色體數(shù)4條為例，對照flash動畫繪制不同時(shí)期染色體和DNA表格，教師總結(jié)體細(xì)胞4條染色體的減數(shù)分裂的染色體和DNA變化規(guī)律，學(xué)生通過學(xué)習(xí)體細(xì)胞為4條染色體的減數(shù)分裂，再進(jìn)一步探究體細(xì)胞為2n的染色體和DNA變化規(guī)律，繪制數(shù)學(xué)模型表格。教師再利用學(xué)生已有的表格轉(zhuǎn)換出染色體和DNA變化曲線的數(shù)學(xué)模型。教學(xué)時(shí)，教師還可以將《生物》第一冊的有絲分裂的數(shù)學(xué)模型與之進(jìn)行對比找出異同，完成知識的延伸，進(jìn)而讓學(xué)生自己通過形象歸納出本質(zhì)的規(guī)律，突破本節(jié)的難點(diǎn)問題。

3建立生物學(xué)基礎(chǔ)知識的思維框架一巧用概念模型來幫忙

概念模型是以文字表述來抽象概括出事物的本質(zhì)特征的，能對生物學(xué)中的概念、內(nèi)涵、外延進(jìn)行抽象描述，通常以概念圖的形式出現(xiàn)，表達(dá)概念之間的相互關(guān)系，以命題的形式與概念建立意義聯(lián)系，體現(xiàn)知識的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

減數(shù)分裂的概念是本節(jié)的重難點(diǎn)，教學(xué)中首先要界定概念的范圍是有性生殖的生物。另外，學(xué)生要清楚有性生殖的概念是通過精卵結(jié)合生殖的方式，這樣才能理解應(yīng)用的邊界。對減數(shù)分裂概念的理解不能死記硬背，要在各成分中建立相互關(guān)系，設(shè)置一定的情景。如要幫助學(xué)生理解概念中的精原細(xì)胞如何形成精子，教師就需要建立情景模式，讓學(xué)生了解精原細(xì)胞要復(fù)制一次連續(xù)分裂兩次，得到精子。教師還可以將減數(shù)分裂的概念和有絲分裂概念進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)兩者都經(jīng)過了一次復(fù)制，但有絲分裂最終染色體數(shù)目不變，而減數(shù)分裂后的染色體減一半。在概念之間建立一個體系就可以形成更大的體系。

4結(jié)束語

總之，在高中生物教學(xué)中進(jìn)行模型建構(gòu)，既是新課標(biāo)的要求，也是教材內(nèi)容的需要，更是形象教學(xué)、直觀教學(xué)應(yīng)采取的手段，是新時(shí)期改變教與學(xué)的方式，讓學(xué)生主動構(gòu)建、自主發(fā)展的很好的嘗試。

作者簡介：林麗華，女，本科，研究方向：探究實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?gòu)。