淺談高中生物課堂中生物建模應(yīng)用的探究

呂宇蓓

摘 要：在新課改的背景下，學(xué)習(xí)方法不斷進(jìn)步，將建模思想應(yīng)用于高中生物的學(xué)習(xí)，可以在自由探索的氛圍中學(xué)習(xí)生物的相關(guān)知識(shí)，能全面分析，較為深入地理解。同時(shí)可以將抽象的知識(shí)具象化，便于理解和記憶。本文主要從多個(gè)方面淺析生物建模在我們高中生物學(xué)習(xí)中發(fā)揮的重要作用及培養(yǎng)措施。

關(guān)鍵詞：高中生物 生物建模 具體應(yīng)用

一、簡述生物建模的概念及其作用

生物建模既是一種思維方式，也是一種學(xué)習(xí)方法，從本質(zhì)意義上講就是根據(jù)某種假設(shè)條件，借助其他事物和手段建立模型來科學(xué)地解釋生物學(xué)知識(shí)。生物知識(shí)多偏理論化和抽象化，它的習(xí)得需要很強(qiáng)的思維能力，學(xué)習(xí)難度較大。通過生物建模的方法可以使生物知識(shí)更加的直觀和具體，便于理解和分析。此外，還可以鍛煉思維能力，提高問題分析能力。

二、生物建模的主要類型

生物建模的類型主要有物理模型，概念模型，數(shù)學(xué)模型和軟件模型等，除軟件模型，其它三個(gè)模型在實(shí)際學(xué)習(xí)中的應(yīng)用最為廣泛。幾種模型相互結(jié)合，相互聯(lián)系，使生物的學(xué)習(xí)更加簡單。接下來主要從物理模型，數(shù)學(xué)模型和概念模型三個(gè)方面做簡要分析。

（一）物理模型

物理模型是以實(shí)物或者是圖片的形式直觀地將所要研究對(duì)象的三維結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征表示出來，能夠使抽象的東西更加具體化，不僅有利于我們掌握知識(shí)點(diǎn)，還可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，細(xì)胞三維立體結(jié)構(gòu)模型，真核細(xì)胞有絲分裂的結(jié)構(gòu)模型等等。

（二）數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型是用表格，曲線，方程式等數(shù)學(xué)知識(shí)來描述一個(gè)系統(tǒng)或者其性質(zhì)的一種數(shù)學(xué)形式。數(shù)學(xué)模型是發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——探索問題的有效方式之一。將數(shù)學(xué)知識(shí)引入到生物建模中是必不可少的，通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，可以很大程度上簡化生物的教學(xué)，啟發(fā)和鍛煉思維能力。例如：調(diào)查最大環(huán)境容納量的函數(shù)分析模型，表明種間關(guān)系的數(shù)量波動(dòng)模型，減數(shù)分裂過程中染色體和DNA數(shù)目變化的數(shù)量變化模型等等。

（三）概念模型

概念模型是通過符號(hào)，圖片和文字的形式，將生物相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)歸納在一起，形成一個(gè)完整的體系，全面表達(dá)和描述事物的作用機(jī)理及相關(guān)規(guī)律。例如，細(xì)胞分裂圖解，中心法則圖解，光合作用示意圖等。有助于理清學(xué)習(xí)思路，提高生物知識(shí)的運(yùn)用能力，強(qiáng)化高中生物教學(xué)的質(zhì)量。例如生物圈組成的概念模型，人體中激素作用的概念模型，孟德爾遺傳定律的概念模型等等。

三、生物建模在生物課堂中的具體應(yīng)用

生物建?？梢允乖酒D澀難懂，枯燥乏味的生物學(xué)習(xí)變得多姿多彩，使生物的學(xué)習(xí)既簡單又有趣。接下來主要從降低學(xué)習(xí)難度，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力和思維能力三個(gè)方面簡要探究生物建模在生物課堂中的具體應(yīng)用。

（一）增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力

生物學(xué)的知識(shí)多而繁雜，更新迅速，提高自主學(xué)習(xí)的能力是學(xué)好生物這門課的關(guān)鍵。構(gòu)建生物建模的過程也是一個(gè)知識(shí)探索的過程，通過對(duì)生物建模的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，可以逐漸培養(yǎng)并形成一定的自主學(xué)習(xí)能力，為生物的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能是生物的考點(diǎn)之一，在解決這類問題時(shí)，可通過構(gòu)建物理模型，自己進(jìn)行每種細(xì)胞器中的特殊物質(zhì)及結(jié)構(gòu)的制作，模擬物質(zhì)的運(yùn)入和運(yùn)出途徑，從而更加具象地理解知識(shí)，在自主探索與解疑中增強(qiáng)學(xué)習(xí)的能力。

（二）化抽象為具體，降低學(xué)習(xí)難度

生物中所學(xué)的知識(shí)多和我們的生活息息相關(guān)，學(xué)好生物很重要，但是所學(xué)的很多內(nèi)容都是由實(shí)驗(yàn)研究或者觀察總結(jié)所的，對(duì)于我們高中生來說太過陌生和抽象，不容易被理解和接受，此時(shí)生物建模就顯得尤為重要。通過構(gòu)建模型，可以化繁為簡，化抽象為具體，有效降低學(xué)習(xí)難度。例如，在解答抗利尿激素在人體中的負(fù)反饋機(jī)制問題時(shí)，可通過構(gòu)建概念模型，清楚準(zhǔn)確地表述大腦皮層在接受刺激后調(diào)控下丘腦合成并分泌抗利尿激素，經(jīng)體液運(yùn)輸?shù)侥I小管等作用部位，并受到調(diào)節(jié)結(jié)果影響的過程，使問題變得簡單且易于解答。

（三）培養(yǎng)邏輯思維能力

擁有較強(qiáng)的邏輯思維能力在高中生物的學(xué)習(xí)中可以達(dá)到事半功倍的效果。生物知識(shí)的學(xué)習(xí)，背誦記憶只是基礎(chǔ)，要想取得好的成績，理解明白很關(guān)鍵，這就需要學(xué)習(xí)者要有足夠的邏輯思維能力。生物建模在課堂中廣泛應(yīng)用，可以使我們高中生在一次次的思考與探索中，不知不覺地培養(yǎng)和加強(qiáng)自己的邏輯思維能力，并且在之后的學(xué)習(xí)中，更容易掌握所學(xué)知識(shí)。

例：下圖是某動(dòng)物種群遷入適宜環(huán)境后的增長曲線圖，說法不正確的是

A.c點(diǎn)以后環(huán)境阻力明顯變大

B.圖中表示種群增長速率最快的點(diǎn)是b

C.圖中a點(diǎn)時(shí)的年齡組成最可能是增長型，出生率大于死亡率

D.第8年時(shí)該環(huán)境下的K值是100，以后該種群數(shù)量不可能發(fā)生變化

解析：答案選D。

在解答這道問題時(shí)只依靠書本上的知識(shí)可能會(huì)很難，還需要較強(qiáng)的思維能力，通過聯(lián)系構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型做相對(duì)分析，確定其增長曲線，最大增長速率等關(guān)鍵點(diǎn)，這樣這道題就迎刃而解了。

結(jié) 語

應(yīng)用生物模型是高中生物課堂教學(xué)的突破口，借助生物建?？梢钥焖俑咝У赝瓿山膛c學(xué)的目標(biāo)，并提高我們高中生的動(dòng)手能力、思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等等，促進(jìn)我們高中生多方面的發(fā)展和進(jìn)步。同時(shí)對(duì)提高高中生物成績大有裨益。相信經(jīng)過不斷的創(chuàng)新和完善，生物建模在高中生物課堂的應(yīng)用會(huì)更加廣泛，產(chǎn)生的影響也會(huì)越來越大，我們學(xué)生也要積極運(yùn)用，以取得更良好的學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 李亞丹.探索高中生物建模的課堂效應(yīng)[J].2018.01

[2] 俞青.生物建模在高中生物教學(xué)中的運(yùn)用[J].2018.06

[3] 嚴(yán)萍.新課改背景下高中生物教學(xué)建模策略[J]2018.02