新課程背景下高中生物模型的構建策略

劉蓉蓉

摘 要：高中生物教學中，有效的教學方法之一就是構建生物模型，它有助于學生更好地理解生物概念和原理。通過構建生物模型，學生可以將抽象的知識轉化為具體的形象，提高學習的趣味性和可視化程度。生物模型還可以幫助學生進行實驗和研究，培養(yǎng)學生的科學研究能力和創(chuàng)新意識。然而，在實際教學中，僅僅構建生物模型是遠遠不夠的，還需要將其與實際生物現(xiàn)象和實驗結合起來，引導學生運用所學知識進行科學探究。此外，在生物模型的構建過程中，教師應該注重培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維，并鼓勵學生自主設計和改進生物模型。通過合理有效的運用和引導，生物模型的構建可以成為高中生物教學中的一種重要教學手段，促進學生的科學素養(yǎng)和研究能力的全面發(fā)展。

關鍵詞：高中生物；新課程；模型構建

新課程改革背景下，高中生物教學注重培養(yǎng)學生的科學研究能力和創(chuàng)新意識。構建生物模型是一種重要的教學方法，可以幫助學生更好地理解生物概念與原理，并能夠應用所學知識進行生物實驗和研究。因此，新課程改革提出了發(fā)展學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的目標，并強調學生的主動性和參與性。高中生物教學需要通過創(chuàng)設適宜的學習環(huán)境和教學方法，培養(yǎng)學生科學研究能力和實驗操作技能。構建生物模型作為一種重要的教學手段，可以幫助學生更好地理解抽象的生物概念和原理，提高學生的思維方式和動手能力。本文將結合課堂實踐經驗，探討高中生物模型的構建方法和實施效果，并分析其在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和研究能力方面的作用。

一、高中生物教學存在的問題

（一）知識記憶和應用分離

在傳統(tǒng)的高中生物教學中，往往注重對知識的記憶和理解，忽視了對知識的應用和實踐。學生通過死記硬背來掌握大量的生物知識，卻無法將所學知識運用到實際生活和科學研究中。這使得學生對生物的興趣和動機降低，容易產生厭學情緒。同時，生物知識的應用也是考試和綜合評價的重要內容，不僅僅是知識的掌握程度，更是學生培養(yǎng)科學思維和解決問題能力的重要途徑。

（二）抽象概念難以理解

高中生物學科涉及許多抽象的概念和原理，如細胞結構、遺傳規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)等。學生往往難以把握這些抽象的概念，因為它們無法直接觀察和感知。僅僅通過教科書和講解的方式，學生很難深刻理解這些概念的含義和應用。這導致學生對學科內容的理解程度有限，缺乏對生物原理的整體把握和系統(tǒng)思考能力。

（三）實驗操作技能的欠缺

生物學科是一門實驗性很強的學科，實驗是學生培養(yǎng)科學素養(yǎng)和探究能力的重要途徑。然而，在傳統(tǒng)的教學中，學生往往缺乏對實驗操作的實際經驗和技能，無法獨立設計和完成生物實驗。這不僅限制了學生的實驗探究能力的培養(yǎng)，還影響了學生對生物實驗結果的理解和分析能力。實驗操作的欠缺也使得學生對科學研究的興趣和動機降低，無法體驗到科學研究的樂趣和成就感。

（四）缺乏科學研究能力的培養(yǎng)

高中生物教學應該注重培養(yǎng)學生的科學研究能力和創(chuàng)新意識，但是在實際教學中，往往缺乏對學生科學研究能力的培養(yǎng)，學生缺乏科學研究的基本方法和技能，無法進行科學思辨和科學實踐，僅僅停留在對知識的接受和應用層面，缺乏對生物問題的探究和深入思考。這使得學生的學科素養(yǎng)和科學研究能力無法全面發(fā)展，無法適應未來科學發(fā)展的需求。

二、新課程背景下高中生物模型構建的優(yōu)勢

（一）增強學生的學習興趣和參與度

基于新課程的生物模型構建能夠激發(fā)學生的學習興趣，使學生更加主動地參與學習過程。與傳統(tǒng)的課堂教學相比，生物模型具有形象直觀的特點，可以幫助學生更好地理解和記憶生物知識。通過親自動手構建和操作模型，學生可以親身體驗科學實驗和觀察的過程，感受到科學的樂趣和挑戰(zhàn)。這種積極參與和互動能夠提高學生的學習積極性，使學生更加主動地掌握和運用生物知識。

（二）促進學生的思維能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展

基于新課程的生物模型構建有利于培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力。在模型構建的過程中，學生需要運用科學的方法和思維方式，進行觀察、實驗和推理，從而解決問題和探索新的知識。通過分析和比較不同模型的優(yōu)缺點，學生可以培養(yǎng)系統(tǒng)思維和創(chuàng)新意識。同時，學生還可以根據自己的經驗和思維進行創(chuàng)新，提出新的觀點和解決方法。通過思維訓練對學生的批判性思維、創(chuàng)造性思維和解決問題能力進行培養(yǎng)，為未來的學習和研究奠定基礎[1]。

（三）拓寬學生的學習視野，提高合作能力

基于新課程的生物模型構建能夠拓寬學生的學習視野，提高合作能力。構建生物模型需要學生進行大量的背景知識搜索和信息整合，學生可以通過網絡和圖書館等渠道獲取相關的資料和信息，了解不同領域的研究進展和應用。此外，學生還可以與同學共同合作，通過討論和交流，分享自己的構建經驗和成果，培養(yǎng)學生的團隊合作精神和溝通能力，提高學生解決復雜問題并創(chuàng)新的能力。

（四）提高高中生物教育的實效性和可持續(xù)性

基于新課程的生物模型構建能夠提高高中生物教育的實效性和可持續(xù)性。傳統(tǒng)的教學方式往往依賴于教師的講解和學生的聽課，學生容易遺忘所學的知識。而生物模型具有形象直觀的特點，可以幫助學生更好地理解和記憶生物知識。通過構建生物模型，學生可以將抽象的概念轉化為具體的形象，加深對生物知識的理解和記憶。此外，學生還可以通過拍攝照片或錄制視頻，進一步鞏固所學的知識。這種新穎的學習方式能夠提高學生的學習效果和學習興趣，為高中生物教育的實效性和可持續(xù)性提供支持。

三、新課程背景下高中生物模型構建的策略

（一）以問題為導向的學習促進模型的構建

以問題為導向的教學方法，通過設疑啟發(fā)學生思考，促使學生積極主動地探索和發(fā)現(xiàn)知識。在高中生物教學中，以問題為導向的學習具有重要的意義。首先，以問題為導向的學習可以激發(fā)學生的學習興趣，使他們更加主動地參與到學習中來。其次，以問題為導向的學習可以培養(yǎng)學生的動手能力和實踐能力，幫助他們理解和掌握生物知識。最后，以問題為導向的學習可以培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力，提高他們解決問題的能力[2]。

以“DNA雙螺旋結構”為例，教師可以設計一個實驗，通過控制不同因素的變化來觀察DNA雙螺旋結構的形成和穩(wěn)定性。具體操作步驟如下：①準備實驗材料：DNA樣本、不同濃度的鹽溶液、不同溫度的水浴、顯微鏡等。②實驗操作：將DNA樣本分別放入不同濃度的鹽溶液中，觀察DNA的結構變化；將DNA樣本分別放入不同溫度的水浴中，觀察DNA的結構變化。③實驗結果：學生通過顯微鏡觀察和記錄DNA的結構變化，通過數據比較和分析，得出對于DNA雙螺旋結構形成和穩(wěn)定的影響因素。④結果分析與總結：學生可以將實驗結果進行比較和總結，分析不同因素對DNA雙螺旋結構的影響。他們可以得出結論：鹽溶液濃度和溫度的變化會影響DNA雙螺旋結構的形成和穩(wěn)定性。通過以上的實驗操作，學生不僅可以觀察和記錄DNA雙螺旋結構的變化，還可以通過數據分析和總結得出對于DNA雙螺旋結構的影響因素。這種以問題為導向的學習方式既可以培養(yǎng)學生的科學思維和實踐能力，又可以幫助他們更好地理解和掌握DNA雙螺旋結構的相關知識，并可以培養(yǎng)科學思維和實踐能力，還可以更加深入地理解和掌握相關的知識，更好地理解模型的構建。

（二）引入具體實例和圖像化技術了解模型的構建方法

為了幫助學生理解抽象概念，教師可以引入具體實例和圖像化技術，將抽象的概念轉化為形象的形式。例如：在教授遺傳規(guī)律時，可以通過引入家族遺傳的實例，讓學生了解基因的傳遞規(guī)律和基因型與表型的關系。同時，教師還可以使用動畫、模型、幻燈片等圖像化技術，將細胞結構、遺傳規(guī)律等抽象的概念呈現(xiàn)給學生，使學生更直觀地理解和記憶相關知識。在基于新課程下的高中生物模型構建中，引入具體實例和圖像化技術可以幫助學生更好地理解和記憶達爾文的自然選擇學說。通過具體實例和圖像化的方式，學生可以更加直觀地理解自然選擇的原理和作用。達爾文的自然選擇學說是生物學中非常重要的一種理論，它認為物種的適應性是由于自然選擇的作用，有利于適應環(huán)境的個體有更大的生存和繁殖機會，進而使適應性特征在物種中逐漸積累。為了幫助學生理解自然選擇的原理，教師可以引導學生通過實例構建模型，以圖像化的方式展示自然選擇的過程。

例如：教師可以選擇一種具有明顯適應性特征的動物或植物，如長頸鹿或麥角菌。以長頸鹿為例，教師可以引導學生使用不同長度的木棒代表長頸鹿的頸部，然后模擬食物的高度進行選擇。在模型中，學生可以觀察到食物位于不同高度的情況下，長頸鹿頸部長度對食物獲取的影響。通過這個簡單的模型，學生可以直觀地看到適應性特征對生存和繁殖的重要性，進而理解自然選擇的原理。此外，教師還可以運用圖像化技術，如圖示和動畫，以進一步幫助學生理解和記憶自然選擇的原理。通過圖示展示不同環(huán)境條件下物種適應性特征的變化，可以讓學生更加直觀地了解適應性特征如何隨著環(huán)境的改變而改變。通過動畫展示物種在不同環(huán)境中的競爭和繁殖過程，可以幫助學生更好地理解自然選擇的作用和結果。例如：通過展示鳥嘴的形狀和種子的類型，學生可以了解鳥嘴形狀對不同種子的獲取能力的影響。通過觀察不同鳥嘴形狀的鳥類如何在不同環(huán)境中選擇適合自己的食物，學生可以更加直觀地了解自然選擇如何推動物種適應環(huán)境。學生通過親自操作模型、觀察圖像和動畫，能夠將抽象的概念轉化為具體的形象，加深對自然選擇的理解和記憶。這種圖像化的教學方法不僅能夠提高學生的學習興趣和參與度，還能夠幫助學生更好地掌握和運用生物知識，了解模型的構建方法。

（三）實驗操作與理論知識結合

將實驗操作與理論知識的學習結合起來，才能更好地培養(yǎng)學生的實驗操作技能和實踐能力。在教學過程中，在課本實驗的基礎上，進一步設計一系列有針對性的實驗，放心大膽地讓學生動手操作：觀察、記錄實驗現(xiàn)象、分析實驗結果，并將其與理論知識進行對比和驗證。通過實際操作，學生不僅能夠加深對生物知識的理解，也能培養(yǎng)實驗設計和數據分析的能力。在新課程背景下，高中生物課程強調了理論知識與實驗操作的結合，以幫助學生更好地理解和掌握生物的基本原理和概念。

以“J型曲線變化”為例，教師可以設計一個實驗，通過控制不同因素的變化來觀察J型曲線的變化。教師需要準備實驗材料：營養(yǎng)物質溶液、細菌培養(yǎng)皿、恒溫水浴、顯微鏡等。將營養(yǎng)物質溶液放入不同的細菌培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)條件相同。分別在不同時間點取樣觀察細菌數量的變化。學生通過觀察和記錄細菌數量的變化，繪制J型曲線圖。通過數據比較和分析，得出影響J型曲線變化的因素。學生可以將實驗結果進行比較和總結，分析不同因素對J型曲線變化的影響。他們可以得出結論：營養(yǎng)物質的濃度是影響J型曲線變化的重要因素。通過操作，學生不僅可以觀察和記錄J型曲線的變化，還可以通過數據分析和總結得出影響J型曲線變化的因素。然后，教師可以引導學生通過理論知識來解釋實驗結果，進一步加深學生對J型曲線變化的理解。在這個案例中，學生可以學習到營養(yǎng)物質濃度對細菌生長的影響，從而理解J型曲線變化的原因和機制。

（四）科學研究項目的開展完善模型構建

為了培養(yǎng)學生的科學研究能力和科學思維，教師可以組織學生開展科學研究項目。例如：在生態(tài)系統(tǒng)的教學中，教師可以引導學生選擇一個具體的生態(tài)問題，設計實地考察、實驗和數據分析等環(huán)節(jié)，進行科學研究和探究。通過實際的科學研究，學生能夠培養(yǎng)科學思辨、問題解決和團隊合作等能力，提高學生的科學研究素養(yǎng)。在新課程背景下的高中生物模型構建中，科學研究項目的開展可以培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)學生的學習興趣和科學思維。

以“細胞膜的流動線鑲嵌模型”為例，細胞膜是細胞的外界界面，具有多種重要功能，如維持細胞內外環(huán)境的穩(wěn)定、物質的運輸和信號的傳遞等。在新課程背景下，引入細胞膜的流動線鑲嵌模型可以幫助學生更好地理解細胞膜的結構和功能。首先，教師可以引導學生構建一個細胞膜的流動線鑲嵌模型。學生可以使用不同顏色的線或細棒代表脂質雙層，將這些線或細棒進行交叉排列，形成網格狀的結構。然后，教師可以引導學生觀察和分析模型中細胞膜的流動線的變化和運動方式。通過實驗和觀察，學生可以了解細胞膜的流動性和動態(tài)結構。其次，教師可以引導學生提出問題和假設，進行進一步的實驗和分析。例如：學生可以研究細胞膜的流動線對不同環(huán)境因素的響應，觀察流動線在不同溫度、pH值或離子濃度下的變化。通過實驗數據的收集和分析，學生可以探究細胞膜的流動線鑲嵌模型的特點和功能。為了進一步提高研究項目的可行性和科學性，教師可以引導學生進行文獻調研和數據分析，了解前人的研究成果和思路。學生可以通過檢索相關的科學文獻和資料，了解細胞膜流動線的鑲嵌模型研究進展，并結合實驗數據進行科學討論和解釋。這樣的科學研究項目可以幫助學生深入理解細胞膜的流動線鑲嵌模型，提高學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，進一步完善模型的構建原理。

結束語

總之，新課程背景下的高中生物教學，可以采取以問題為導向的學習、引入具體實例和圖像化技術、實驗操作與理論知識的結合以及科學研究項目的開展等策略來構建生物模型。這些策略旨在提高學生對生物學科的學習興趣和動機，幫助學生理解抽象概念，培養(yǎng)實驗操作技能，提高學生的科學素養(yǎng)和科學研究能力。

參考文獻

[1]丁健峰.分析高中生物新課程中的模型、模型方法及模型建構[J].中國多媒體與網絡教學學報（下旬刊），2023（3）：46-48.

[2]蔡霞.高中生物新課程中的模型建構[J].中學課程輔導（教師教育），2019（12）：70.