模型建構(gòu)與初中生物概念教學(xué)

何毅瓏

（福建省廈門(mén)市新民中學(xué)，福建廈門(mén) 361000）

引 言

《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》要求教師重視學(xué)生解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠?qū)⑸镏R(shí)與生活實(shí)際進(jìn)行整合。生物概念是生物學(xué)本質(zhì)屬性及特征形式的反映，也是生物學(xué)知識(shí)體系的有機(jī)組成部分，這是生物教學(xué)的重點(diǎn)，運(yùn)用模型構(gòu)建的方式可以大大提升生物教學(xué)實(shí)效。

一、模型建構(gòu)概述

（一）模型建構(gòu)的內(nèi)涵

所謂模型建構(gòu)是以一定的科學(xué)研究目的為依據(jù)，在一定的假設(shè)條件下，以模型研究來(lái)解釋原型形態(tài)、本質(zhì)特征的方法，模型構(gòu)建能夠?qū)?fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，將抽象的問(wèn)題直觀化，是一個(gè)化難為易的過(guò)程。生物模型分為物理模型、數(shù)學(xué)模型及概念模型等，教師可結(jié)合生物教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，合理選擇模型，從生物現(xiàn)象、生物形態(tài)、生物結(jié)構(gòu)等方面入手，幫助學(xué)生高效學(xué)習(xí)概念，深化學(xué)生對(duì)概念的理解和記憶。

（二）模型建構(gòu)的作用

1.模型構(gòu)建能夠提高學(xué)生形象思維能力

學(xué)生在學(xué)習(xí)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、生物現(xiàn)象與生理過(guò)程時(shí)，腦海中先要建立起正確形象，這樣才能夠?qū)⑽淖謨?nèi)容與現(xiàn)實(shí)進(jìn)行有機(jī)整合，進(jìn)而進(jìn)行推理、分析和判斷。舉例來(lái)說(shuō)，如果學(xué)生沒(méi)有建立“腎單位模型”，就不能很好地理解尿液的形成過(guò)程。一部分學(xué)生的生物學(xué)習(xí)效果不佳，就是因?yàn)樗麄兊男蜗笏季S能力差，而模型構(gòu)建能夠幫助學(xué)生培養(yǎng)形象思維，尤其是物理模型構(gòu)建，這是一種最直接、最有效的培養(yǎng)學(xué)生形象思維的方法，可以大大加深學(xué)生對(duì)生物概念的認(rèn)知，為學(xué)生的生物學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

2.模型構(gòu)建能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在教學(xué)改革不斷深入的背景下，在初中生物教學(xué)中，教師要更加關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)造力的培養(yǎng)。但是，由于傳統(tǒng)生物教學(xué)方式單一，教師在教學(xué)中忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，在學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)造力培養(yǎng)方面效果不顯著。而教師在教學(xué)中進(jìn)行模型構(gòu)建，能充分凸顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性。

3.模型構(gòu)建能夠提高學(xué)生的認(rèn)知水平

學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)包括概念系統(tǒng)與表象。以本文研究的概念教學(xué)為例，其中包括概念、原理、規(guī)律、理論等。初中生物概念中包括很多抽象的內(nèi)容，而初中生本身不具備相關(guān)認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，因此，學(xué)習(xí)難度很大，學(xué)習(xí)效果也不明顯。在概念教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型構(gòu)建，幫助學(xué)生獲取系統(tǒng)知識(shí)，完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的提高，提高學(xué)生概念學(xué)習(xí)實(shí)效。

二、初中生物概念教學(xué)的模型構(gòu)建策略

（一）建構(gòu)物理模型

物理模型是模型構(gòu)建的有機(jī)組成部分，在初中生物教學(xué)中引入物理模型，可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)概念的效果，物理模型以實(shí)物、圖形等直觀表現(xiàn)方式展示生物概念特征，其思維要點(diǎn)是將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化[1]。學(xué)生先要掌握生物概念特征，再將這些特征具象化、形象化，從而實(shí)現(xiàn)物理模型構(gòu)建。從某種意義上分析，學(xué)生只要具備有關(guān)生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)形態(tài)的再現(xiàn)能力，就可以掌握構(gòu)建生物模型的能力，生物模型在初中生物概念教學(xué)中能夠起到非常積極的作用。

一種物理模型構(gòu)建是生物實(shí)驗(yàn)室配備齊全的物質(zhì)模型，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型、人體解剖結(jié)構(gòu)模型等，教師可充分利用這些模型，在概念教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生觀察、拆卸和裝配。學(xué)生反復(fù)進(jìn)行這樣的練習(xí)，就可以加深對(duì)概念的記憶和理解。以“心臟結(jié)構(gòu)模型”為例，教師可先讓學(xué)生觀察心臟外觀，再區(qū)分前后，在這個(gè)基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生拆卸模型，觀察心臟四個(gè)腔體及血管連接情況，針對(duì)四個(gè)腔的心壁厚度進(jìn)行觀察，看心臟左右、上下是否相同，以及房室瓣、動(dòng)脈瓣開(kāi)口方向。

這樣的模型構(gòu)建能夠使學(xué)生對(duì)心臟結(jié)構(gòu)模型產(chǎn)生深刻的印象及感性認(rèn)知，此時(shí)，教師可合理提出問(wèn)題來(lái)規(guī)范學(xué)生的思維方向，激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的探究和思考欲望，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)學(xué)習(xí)的過(guò)渡，培養(yǎng)學(xué)生全面、客觀認(rèn)識(shí)問(wèn)題的能力，加深學(xué)生對(duì)概念的理解與記憶。

另外一種就是生物教材中圖形或者表格模型的利用。比如，“食物鏈”概念教學(xué)中，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，那么，教師就可以利用圖形與文字相結(jié)合的方式，引導(dǎo)學(xué)生一邊看圖，一邊思考，使其對(duì)圖形、圖片進(jìn)行對(duì)比分析、說(shuō)明，從而加深對(duì)“食物鏈”概念的理解，正確把握概念內(nèi)容、原理及規(guī)律。

（二）構(gòu)建過(guò)程模型

初中生物中的很多概念在形成過(guò)程中是相對(duì)抽象、復(fù)雜的，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏必須與教師講解的節(jié)奏保持一致，否則就很難理解生物概念的內(nèi)涵和本質(zhì)。而教師采用構(gòu)建過(guò)程模型的方式，可以有效解決這個(gè)問(wèn)題，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)生物概念的理解和記憶。

例如，“人的性狀和遺傳”一節(jié)中的“基因控制生物的性狀”，該概念的形成過(guò)程中涉及隱性基因、顯性基因，及其性狀、傳遞等很多原理及概念，并且這是一個(gè)變化、動(dòng)態(tài)的過(guò)程，單憑教師口頭講述，學(xué)生是很難真正理解其內(nèi)涵的。而教師借助模型教學(xué)，通過(guò)構(gòu)建過(guò)程模型的方式能夠幫助學(xué)生快速理解概念內(nèi)涵。教學(xué)中，教師可使用“A”表示顯性基因，使用“a”表示隱性基因，之后，與學(xué)生一同使用這兩種素材模擬不同基因型與表現(xiàn)型，在這個(gè)基礎(chǔ)上，再指導(dǎo)學(xué)生在白紙上用箭頭、“A”、“a”構(gòu)建“能產(chǎn)生單眼皮后代的雙眼皮父母的基因傳遞過(guò)程及后代性狀表現(xiàn)”的過(guò)程模型（見(jiàn)圖1），并進(jìn)行講解。學(xué)生完成模型構(gòu)建后，教師以人的耳垂形狀為例，鼓勵(lì)學(xué)生自主進(jìn)行遺傳規(guī)律的模型構(gòu)建，以此鞏固學(xué)生對(duì)概念的理解和認(rèn)知，逐步幫助學(xué)生建立完整的概念體系。

圖1

（三）建構(gòu)數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型是生物學(xué)習(xí)中研究生命本質(zhì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的有效手段，通過(guò)數(shù)學(xué)分析綜合、構(gòu)建坐標(biāo)曲線圖等方法，能夠揭示生物體結(jié)構(gòu)、生物生理代謝、生命活動(dòng)及規(guī)律等知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生對(duì)概念的理解與認(rèn)知。教師可以先與學(xué)生一同識(shí)圖、畫(huà)圖，確定橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)，之后建立兩者的聯(lián)系，以及其分別表示什么，在這個(gè)基礎(chǔ)上確定曲線中某些特殊點(diǎn)的生物學(xué)意義，最終分析出曲線的走向與變化趨勢(shì)。

例如，“青春期的身體變化曲線”相關(guān)概念教學(xué)中，在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型前，學(xué)生要了解青春期發(fā)育特點(diǎn)，總結(jié)這些數(shù)據(jù)后構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。如構(gòu)建女生、男生身高增長(zhǎng)速度曲線，通過(guò)構(gòu)建坐標(biāo)曲線圖，學(xué)生能更好地理解和記憶這部分知識(shí)和概念，在增強(qiáng)生物教學(xué)趣味性的同時(shí)，也大大提高了概念教學(xué)實(shí)效。

另外，生物坐標(biāo)軸曲線圖在“光合作用、呼吸作用”等概念教學(xué)中也發(fā)揮著重要作用，以“細(xì)胞分裂”概念為例，教師可引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建染色體細(xì)胞分裂前后數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型X→2X→X，通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，加深學(xué)生對(duì)概念內(nèi)容及意義的理解。

結(jié) 語(yǔ)

初中生物教學(xué)中概念教學(xué)是不可或缺的一部分，概念是學(xué)生學(xué)習(xí)生物的基礎(chǔ)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)生物的重點(diǎn)、難點(diǎn)。模型構(gòu)建是一種培養(yǎng)生物概念學(xué)習(xí)方法的途徑，教師教會(huì)學(xué)生模型構(gòu)建，能使其記憶和理解很多抽象、難懂的概念、規(guī)律、定理等，不僅能提高學(xué)生生物學(xué)習(xí)實(shí)效，還能促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)遷移，提高學(xué)生各個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)能力。