“建立概念模型”學(xué)習(xí)策略在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究

張麗珠

(福建省邵武市第七中學(xué) 福建 邵武 354000)

1.模型建構(gòu)概述

1.1 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)雜的問題簡單化，將抽象的問題直觀化，是一個化難為易的過程。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)生對概念的理解和記憶。

1.2 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)象與生理過程時，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。舉例來說，如果學(xué)生沒有建立“腎單位模型”，就不能很好地理解尿液的形成過程。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，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。

2.初中生物教學(xué)中應(yīng)用概念圖的意義

概念圖和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，它具有明顯的三個特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性和策略性，這三個特點(diǎn)對于初中生物教學(xué)發(fā)展都有著積極地推動意義。

2.1 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。生物現(xiàn)象本是直觀且有趣的，但是將生物現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為具體文字后就會變得抽象和晦澀難懂，傳統(tǒng)生物教學(xué)中老師也只是將書本上的文字加以簡單的描述，學(xué)生根本無法從中理解生物這門學(xué)科的奧妙，自然也就無法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而概念圖是由學(xué)生按照自己對生物現(xiàn)象的理解，調(diào)動自己所學(xué)知識來繪制的認(rèn)知導(dǎo)圖，在整個繪制過程中學(xué)生就可以不斷享受發(fā)散思維所帶來的樂趣，感受到生物現(xiàn)象及生物這門學(xué)科的魅力，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物興趣的目的。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。生物學(xué)雖然知識點(diǎn)分散細(xì)碎，但具有極強(qiáng)的邏輯性和關(guān)聯(lián)性，概念圖教學(xué)可以讓學(xué)生在繪制過程中仔細(xì)梳理生物現(xiàn)象發(fā)生的前后順序，而且概念圖的形式也更直觀系統(tǒng)，可以引發(fā)學(xué)生對生物知識的深入探索和思考，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力。

2.3 提升問題解決能力?？荚囈廊皇俏覈?dāng)前人才選拔的一個重要途徑，所以在培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)的前提下我們還是要提升學(xué)生解決生物問題的能力。如果學(xué)生能養(yǎng)成學(xué)習(xí)和答題時繪制概念圖的好習(xí)慣，那么學(xué)生無論今后面對任何考試難題時都能清晰理出答題思路。

3.初中生物概念教學(xué)的模型構(gòu)建策略

3.1 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)雜的問題簡單化[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，在這個基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生拆卸模型，觀察心臟四個腔體及血管連接情況，針對四個腔的心壁厚度進(jìn)行觀察，看心臟左右、上下是否相同，以及房室瓣、動脈瓣開口方向。

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

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，使其對圖形、圖片進(jìn)行對比分析、說明，從而加深對“食物鏈”概念的理解，正確把握概念內(nèi)容、原理及規(guī)律。

3.2 構(gòu)建過程模型。初中生物中的很多概念在形成過程中是相對抽象、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)建過程模型的方式，可以有效解決這個問題，強(qiáng)化學(xué)生對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，并且這是一個變化、動態(tài)的過程，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)，通過構(gòu)建過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程及后代性狀表現(xiàn)”的過程模型，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。

3.3 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)動規(guī)律的有效手段，通過數(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、生命活動及規(guī)律等知識點(diǎn)，提高學(xué)生對概念的理解與認(rèn)知。教師可以先與學(xué)生一同識圖、畫圖，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。

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、男生身高增長速度曲線，通過構(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和概念，在增強(qiáng)生物教學(xué)趣味性的同時，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，通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，加深學(xué)生對概念內(nèi)容及意義的理解。

3.4 老師利用概念圖開展生物教學(xué)。概念圖和思維導(dǎo)圖作為一種革命性的思維教學(xué)工具，不僅可以用在學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究上，還可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)課本教學(xué)應(yīng)用在生物課堂教學(xué)中。從備課環(huán)節(jié)來講，老師可以利用繪制概念圖的方式對教材的知識結(jié)構(gòu)和具體教學(xué)內(nèi)容有一個清晰系統(tǒng)的了解，也可以簡化備課所花費(fèi)的時間和精力。例如蘇科版八年級生物教材中《生物的遺傳》一節(jié)，講述的就是基因、染色體以及基因中顯性基因、隱形基因與下代遺傳特征的內(nèi)容，其實(shí)這其中包含的知識點(diǎn)是較為抽象的，但如果能利用概念圖的形式進(jìn)行講解，那么就能清晰地表達(dá)出每個知識點(diǎn)間的關(guān)系，提升教學(xué)效率與教學(xué)效果。

3.5 學(xué)生利用概念圖開展自主學(xué)習(xí)。從我國國情出發(fā)，我們現(xiàn)在急需的是具有創(chuàng)新意識和自主探究能力的高素質(zhì)人才，所以自主學(xué)習(xí)能力是不分學(xué)科都必須培養(yǎng)的一個長期教學(xué)目標(biāo)。從預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)來說，學(xué)生可以先把預(yù)習(xí)內(nèi)容先全部羅列出來，然后再利用概念圖的繪制原理，利用一條條知識線將有關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)進(jìn)行連接從而繪制出一個預(yù)習(xí)階段的概念圖，幫助自己對新知識點(diǎn)有個大概的了解認(rèn)知。在上課聽講階段，學(xué)生可以通過自己先前繪制的概念圖來查找問題，然后比照老師所做的概念圖進(jìn)行有針對性的補(bǔ)充更改，從而發(fā)現(xiàn)自己在預(yù)習(xí)和繪圖過程中有哪些不足及問題，這樣學(xué)生既能根據(jù)自己的水平調(diào)整聽講側(cè)重點(diǎn)，又能準(zhǔn)確對自己的知識體系查漏補(bǔ)缺。在課后復(fù)習(xí)階段，學(xué)生可以將老師的概念圖筆記和自己的概念圖相融合，總結(jié)出一個適合自己理解的概念圖學(xué)習(xí)方式，然后做到日日溫習(xí)日日新，讓每個知識板塊的概念圖都印在腦海中。

3.6 利用概念圖改變傳統(tǒng)考試形式。傳統(tǒng)考試形式都是一張卷子就考遍所有的重難點(diǎn)知識，其實(shí)這樣是不利于幫助學(xué)生從整體觀建構(gòu)生物知識體系的，所以我們可以多利用概念圖來改變傳統(tǒng)考察學(xué)生學(xué)習(xí)效果的形式。比如，在考察一個生物現(xiàn)象的原理及這個生物現(xiàn)象可能會導(dǎo)致的后果時，老師就可以讓學(xué)生將起因經(jīng)過結(jié)果都通過繪制概念圖的形式表達(dá)出來，這樣不僅老師能一目了然知道學(xué)生是否真正掌握各生物知識點(diǎn)間的聯(lián)系，還能簡化老師工作難度，使課后評價機(jī)制更加全面、科學(xué)。

結(jié)語

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)會知識遷移，提高學(xué)生各個學(xué)科的學(xué)習(xí)能力。