淺談模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

趙印魁

（河北省霸州市第四中學(xué)，河北 霸州 065700）

模型建構(gòu)是一種重要的科學(xué)方法。高中生物新課標(biāo)要求明確指出：要將提升每一位高中學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)作為整個(gè)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的關(guān)鍵性任務(wù)?，F(xiàn)階段我國(guó)高中生物新教材中與此相呼應(yīng)，也列出了“模型建構(gòu)”的良好教學(xué)方法?！睹绹?guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中也要求學(xué)生：運(yùn)用邏輯和證據(jù)來(lái)構(gòu)造和修改科學(xué)解釋和科學(xué)模型，將其作為進(jìn)行科學(xué)探究所需要地基本能力。人教版高中生物新教材選擇的內(nèi)容充分體現(xiàn)了這種要求，其中含有豐富的模型建構(gòu)的素材。用好這些素材充分發(fā)揮模型的作用，運(yùn)用模型建構(gòu)的方法迫在眉睫。

一、模型的概念、類型及特征

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作地一種簡(jiǎn)化的概括性的描述，是科學(xué)研究中對(duì)復(fù)雜事物的一種簡(jiǎn)單的描述方法。通過(guò)模型，抓住事實(shí)的最主要的特征和功能，以簡(jiǎn)化的形式去再現(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能。

概括性的描述是可以定性的，也可以是定量的，有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)。模型分為三類：物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型。

物理模型的構(gòu)建對(duì)于學(xué)生建立感性和抽象性思維有很大的促進(jìn)作用；數(shù)學(xué)模型則有助于提高學(xué)生借助數(shù)學(xué)工具解釋和歸納生物問(wèn)題的能力，很好地培養(yǎng)跨學(xué)科思維和運(yùn)用能力；概念模型的學(xué)習(xí)是提升學(xué)生抽象思維、邏輯思維的最佳途徑，整體提高學(xué)科素養(yǎng)。

二、模型建構(gòu)在生物教學(xué)中的意義

（一）模型建構(gòu)能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在高中階段，生物作為一門(mén)重要的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活都有很重要的作用，與日常生活以及大自然息息相關(guān)。模型的作用，能夠有效地活躍課堂的學(xué)習(xí)氛圍，能夠?qū)⒊橄箅y懂的生物知識(shí)變得簡(jiǎn)單化，幫助學(xué)生更好地理解和掌握生物知識(shí)，能夠充分的激發(fā)學(xué)生對(duì)生物的學(xué)習(xí)興趣。生物模型的建構(gòu)方法具有多樣性，甚至簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)工具都能讓抽象的知識(shí)變得生動(dòng)直觀，學(xué)生也比較喜歡動(dòng)手制作有趣的模型。模型的構(gòu)建不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，也強(qiáng)化了學(xué)生的主體地位。

（二）模型建構(gòu)有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

在高中生物教學(xué)中應(yīng)用模型教學(xué)法，有效的提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。新課改倡導(dǎo)的教學(xué)理念是以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人。應(yīng)用模型教學(xué)法能夠開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的探索欲望，從而不斷地提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。模型的構(gòu)建需要學(xué)生在腦海中針對(duì)知識(shí)形成一種映射，通過(guò)模型將知識(shí)進(jìn)行直觀的表達(dá)，長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練學(xué)生就會(huì)形成一種獨(dú)立思考的思維，運(yùn)用模型構(gòu)建的方法解決實(shí)際問(wèn)題，也積極鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。在合作中意識(shí)到自身的不足，吸取別人優(yōu)秀的學(xué)習(xí)思路，從而不斷實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。

三、模型建構(gòu)在生物教學(xué)中的應(yīng)用

（一）建構(gòu)物理模型，使知識(shí)形象化、直觀化

物理模型是以實(shí)物或圖畫(huà)形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征，其最顯著的特點(diǎn)是形象直觀。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)模型建構(gòu)與展示，不僅有利于加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的記憶、理解，也能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維、提高學(xué)生的探究能力，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法。例如在學(xué)習(xí)“DNA分子結(jié)構(gòu)”時(shí)，就可以利用物理模型來(lái)進(jìn)行直觀的教學(xué)，能夠讓學(xué)生更好地理解和掌握DNA的分子結(jié)構(gòu)，還能直觀的描述DNA分子結(jié)構(gòu)的特征，幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)和理解生物知識(shí)。

（二）建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，揭示問(wèn)題本質(zhì)

數(shù)學(xué)模型是指用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。一般步驟：觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題——提出合理的假設(shè)——根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用合適的數(shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)——通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和觀察，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)過(guò)程不僅需要學(xué)生掌握其步驟，還需要學(xué)生能夠領(lǐng)悟歸納出其規(guī)律。例如在學(xué)習(xí)“有絲分裂”過(guò)程中染色體、染色單體以及DNA數(shù)量的變化規(guī)律，就可以構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生更好地理解有絲分裂的過(guò)程，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐來(lái)更好地理解和掌握相關(guān)的知識(shí)。

（三）建構(gòu)概念模型，梳理知識(shí)的內(nèi)在關(guān)系

概念模型是以文字表述來(lái)抽象概括出事物本質(zhì)特征的模型?？梢允箤W(xué)生深入理解基礎(chǔ)知識(shí)，辨析知識(shí)之間的聯(lián)系與區(qū)別使知識(shí)結(jié)構(gòu)化，同時(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的歸納、概括和語(yǔ)言表達(dá)能力。例如在學(xué)習(xí)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，在課程結(jié)束時(shí)，可以讓學(xué)生構(gòu)建一個(gè)概念模型，能夠掌握良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。概念模型也可以應(yīng)用于專題復(fù)習(xí)，依據(jù)專題的內(nèi)容構(gòu)建完善的知識(shí)體系，讓學(xué)生直觀了解該專題的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而有效的復(fù)習(xí)。

總之，在高中生物教學(xué)中應(yīng)用模型建構(gòu)的教學(xué)方法，能夠幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)的生物知識(shí)，還能讓學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)得到有效的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展有積極的促進(jìn)作用。