數(shù)學(xué)模型建構(gòu)在高中生物課堂教學(xué)中的創(chuàng)新嘗試

韓紅霞

【摘要】生物在高中階段是非常重要的一門課程，教師在高中生物課堂中構(gòu)建數(shù)學(xué)模型能幫助學(xué)生輕松學(xué)習(xí)物理知識(shí)。因此，數(shù)學(xué)模型是一種比較廣泛的教學(xué)方法。當(dāng)前，教師在生物課堂中構(gòu)建數(shù)學(xué)模型還存在各種各樣的問題，本文主要是提出了一些教學(xué)建議，希望能對(duì)教師有所幫助。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)模型;高中生物;創(chuàng)新嘗試

中圖分類號(hào)：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-7485（2020）31-0085-02

An Innovative Attempt of Constructing Mathematical Models in High School Biology Classroom Teaching

（The No.9Middle School of Tianshui City，Gansu Provincec，China）HAN Hongxia

【Abstract】Biology is a very important course in high school，teachers constructing mathematical models in high school bi‐ology classrooms can help students learn physics easily.Therefore，mathematical models are a relatively extensive teaching method.At present，teachers still have various problems in constructing mathematical models in biology classrooms.The article mainly puts forward some teaching suggestions，hoping to be helpful to teachers.

【Keywords】Mathematical model;High school biology;Innovative attempts

一、模型構(gòu)建簡述

模型是為了實(shí)現(xiàn)某種教學(xué)目標(biāo)，在假設(shè)條件中，用物質(zhì)或者思維展現(xiàn)出客體的本質(zhì)，像客體的結(jié)構(gòu)、功能、過程等。比如，在《組成細(xì)胞的分子》的知識(shí)講授中，模型的定義是這樣描述的：“模型是為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所做的描述，描述可以是定性的，也可以是定量的，能夠通過實(shí)物或者形象化的手段，借助抽象的形式表達(dá)出認(rèn)識(shí)對(duì)象?！蹦Ｐ鸵还卜譃槿N：數(shù)學(xué)模型、概念模型、物理模型，接下來著重對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，數(shù)學(xué)模型不是體現(xiàn)對(duì)象的全部特點(diǎn)，而是展現(xiàn)出對(duì)象的本質(zhì)，揭示對(duì)象的特點(diǎn)、形態(tài)和本質(zhì)。

二、數(shù)學(xué)模型在高中生物課堂中的運(yùn)用

（一）調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

與初中生物相比，高中生物是艱澀難懂的，包含著很多抽象的知識(shí)，需要學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)，才能對(duì)知識(shí)產(chǎn)生深刻的理解。以往的教學(xué)方法是枯燥單一的，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也不能突破重難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)，這就給學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)帶來了很大的困難。教師可以讓學(xué)生借助學(xué)習(xí)的生物知識(shí)構(gòu)建模型，將抽象的知識(shí)具象化，加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

（二）加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解

高中生物是理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，生物學(xué)定義是指生物課程中學(xué)生需要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，是理性思維判斷和邏輯推理的根據(jù)，是對(duì)生物學(xué)課程中涉及的內(nèi)容的概括，生物中的每個(gè)字都是非常重要的，學(xué)生需要牢記這些知識(shí)。但是，生物知識(shí)是比較抽象的，學(xué)生如果沒有掌握學(xué)習(xí)方法，單靠死記硬背是很難理解這些知識(shí)的，這給學(xué)生后面的學(xué)習(xí)帶來了困境。因此，學(xué)生如果能將重要的關(guān)鍵詞、文字等聯(lián)系起來，對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行梳理，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)也會(huì)比較容易，也能讓事物的本質(zhì)更加清晰。在實(shí)際的生物知識(shí)講授過程中，教師可以幫助學(xué)生構(gòu)建光合作用、體溫調(diào)節(jié)的圖解，將模型與生物知識(shí)聯(lián)系起來，加深學(xué)生對(duì)生物定義的理解。在語言的概括中，教師運(yùn)用數(shù)學(xué)模型也能提升學(xué)生的閱讀理解素養(yǎng)。

（三）提高教學(xué)效果

以往的教學(xué)方法是比較枯燥單一的，不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。教師在講授生物知識(shí)時(shí)可以通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，按照課本將抽象的知識(shí)簡單化，方便學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。生物課程中的規(guī)律需要通過模型進(jìn)行研究，比如，在“種群的數(shù)量變化”的知識(shí)講授中，在研究細(xì)菌的變化過程時(shí)，教師可以讓學(xué)生根據(jù)細(xì)菌的分裂情況繪制種群數(shù)量隨時(shí)間變化的表格，

然后在表格中描述出數(shù)據(jù)，用比較平滑的曲線進(jìn)行連接，最終得到“J”型曲線。數(shù)學(xué)方程式能表現(xiàn)出細(xì)菌的增長情況，曲線圖能直觀地展現(xiàn)出細(xì)菌的增長趨勢(shì)。教師可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用曲線概括生物學(xué)現(xiàn)象。生物現(xiàn)象是比較奇妙且抽象的，數(shù)學(xué)曲線是比較簡單且直觀的，生物問題是比較復(fù)雜的，學(xué)生很難把握生物問題，而數(shù)學(xué)模型能幫助學(xué)生進(jìn)行探索，總結(jié)出生物學(xué)規(guī)律。學(xué)生在解決生物學(xué)問題時(shí)能感悟出數(shù)學(xué)模型的作用，從而對(duì)生物知識(shí)有強(qiáng)烈的求知欲。在教師的幫助下，學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)過程，更好地學(xué)習(xí)生物知識(shí)，提升思維推理素養(yǎng)。

（四）借助數(shù)學(xué)模型梳理生物知識(shí)點(diǎn)

在生物知識(shí)的講授中，教師可以借助數(shù)學(xué)模型梳理課本中的知識(shí)，優(yōu)化生物教學(xué)過程，這樣學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)也會(huì)更加理性，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，突破所有重難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)。比如，在講授《細(xì)胞的分化》的知識(shí)時(shí)，教師如果孤立地講授每個(gè)時(shí)期細(xì)胞的特點(diǎn)，再讓學(xué)生死記硬背，學(xué)生最終只會(huì)形成不連貫的靜態(tài)圖像，學(xué)習(xí)的知識(shí)是比較松散的，也不能將知識(shí)聯(lián)系起來。教師在講授這部分的知識(shí)時(shí)，需要著重講解染色體、染色質(zhì)、染色單體等幾部分的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建細(xì)胞分類的數(shù)學(xué)模型，為學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)提供方向，加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞的分化的定義及定義間的關(guān)聯(lián)的理解。教師可以借助定義構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生輕松學(xué)習(xí)知識(shí)，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，在繪制減數(shù)分裂過程中的染色體的變化，構(gòu)建關(guān)于染色體的數(shù)學(xué)模型;讓學(xué)生在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型時(shí)，能突破重難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)染色體變化規(guī)律的理解，為學(xué)生更高層次的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，豐富學(xué)生的認(rèn)知。

（五）幫助學(xué)生形成科學(xué)思維

在生物課程中運(yùn)用不同的表達(dá)方式，能讓學(xué)生全方位、多角度地理解知識(shí)。教師將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到生物課程中，能彌補(bǔ)以往教學(xué)過程中的不足，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)思維。數(shù)學(xué)模型要求學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、設(shè)計(jì)、考核、建立，這樣才能加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生深入思考知識(shí)。在構(gòu)建模型的過程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、學(xué)以致用、邏輯推理、觀察延伸、知識(shí)補(bǔ)充素養(yǎng)都能得以提升。

三、結(jié)語

目前，核心素養(yǎng)正在影響教師的教學(xué)方法，模型構(gòu)建是一種科學(xué)有效的教學(xué)方法，能鍛煉學(xué)生動(dòng)手操作素養(yǎng)，鞏固學(xué)生所學(xué)的指示，促使學(xué)生獨(dú)立思考，在高中生物課堂中是非常重要的。但是，構(gòu)建模型提高教學(xué)效果并不是短時(shí)間就能做到的，需要隨著時(shí)代不斷完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳敏.高中生物課堂教學(xué)中數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建初探[J].中學(xué)生物學(xué)，2016（01）.

（責(zé)編 吳娟）