关于高中生物复习中模型建构的应用

赵俊霞　孙盼盼

生物这门学科研究的内容中有相当多的一部分或者是很微观，肉眼看不见；或者是很抽象，单凭想象不好理解；或者是较复杂，其中的关系较难理顺。鉴于这些，生物教学中一种很重要的研究方法——模型建构应运而生。

高中生物模型建构物理模型数学模型概念模型模型建构是学习高中生物的得力助手，要运用好这种方法来完成高中生物的学习我们还要讲究层次，由浅入深，由易到难，最终将高中生物知识学透学精。纵观高中生物人教版课本，模型建构的应用无处不在。我们经常用的模型有三种，即物理模型、数学模型、概念模型。

首先，是物理模型。建构物理模型，使知识形象化、直观化。物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，其最显著的特点是形象直观，它清晰直接地将要研究的对象展示到我们眼前，便于我们想象甚至延伸。高中生物课本中关于物理模型的建构就随处可见。关于各种细胞器的结构，动物细胞和植物细胞的结构，这些东西都很微观，我们肉眼看根本看不到，而只凭想象又无法了解到任何东西，这时物理模型发挥了它形象直观的优点。关于细胞器和细胞的结构不仅有图画这种平面模型，还有更为形象直观的三维模型，我们不仅能从模型中了解到其内部的结构，还能明确其整体形态。我们读模型要弄清模型每部分的结构，而且还要能继续拓展延伸想到与模型中每个结构相适应的功能。甚至于要观察模型中各部分的联系，想到各部分功能上的联系。如图是一个动物细胞的模型。

我们要想到它的细胞膜由什么组成，是磷脂、蛋白质、多糖；组成的结构怎样，是流动镶嵌模型；功能有什么，课本上列出了三点功能；各部分结构都与哪些功能有关，比如由于有磷脂和蛋白质，细胞膜有三种物质跨膜运输方式，糖蛋白与信息交流的功能有关；这些结构可能有什么变化又能引起功能上的何种变化；都有哪些细胞器，各个细胞器的结构都是怎样的，它们的功能是什么，与其他的细胞有什么区别，以及他们之间在结构上有什么联系，在功能上又有什么联系，比如分泌蛋白，它涉及到了那些结构，用到了它们的什么功能；另外细胞核的结构是什么，各部分结构的功能是什么，它又与细胞膜细胞器有哪些方面的联系。看到一个模型，不仅要读出这个模型表面的东西，也要读出其中的联系来。

其次，是数学模型。建构数学模型，能够从本质上研究生物课程中的内容，数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式，尤其是曲线图让我们不仅清晰地认识到其中两因素或多因素之间的关系，还能够预测继续发展的结果，通过曲线图也总结了深化了提升了相关内容。高中课本中用到曲线图的地方真是不胜枚举。细胞的物质输入输出，影响各种跨膜运输方式的因素究竟是怎样影响的？酶的活性受到哪些因素的怎样的影响？影响呼吸作用和光合作用的各个外界因素对他们的具体影响是怎样的？这些因素有两个或多个一起作用又会如何？有丝分裂和减数分裂的中DNA和染色体是怎么变化的？自然界中种群的数量是怎样变化的？诸如此类有太多。读曲线图的模型一定要注意先弄清楚横纵坐标表示的意义，有时横纵坐标有区别而曲线图很相似，那么曲线图的意义也大相径庭，比如横坐标是有丝分裂时期纵坐标是细胞核DNA含量，与横坐标是有丝分裂时期纵坐标是每条染色体DNA含量就是曲线图相同但是意义却有别。弄清楚横纵坐标以后就该分析曲线图意义了，注意起点、拐点，以及交点的意义，注意各段的意义，注意曲线图的变化趋势，然后再思考引起这些变化的原因，最后可以将横或纵坐标改改看曲线图应该怎样变化。举个例子，我们很熟悉光照强度对CO2吸收量（净光合速率）的影响。

先弄清起点A是光照强度为零，光合作用强度为零，只有呼吸作用，此时的CO2吸收速率即呼吸速率；曲线与横坐标交点B是吸收CO2为零，光合作用速率等于呼吸作用速率；平衡时的拐点C是光合速率达到最大，以后光照强度在增大光合速率也不变。AD段随着光照强度安增大光合速率增大，限制因素是光照强度。D点以后光合作用不再增大，限制因素是除了光照强度以外其他的能影响光合速率的因素，比如温度、CO2浓度、色素含量，随之可以进行适当的拓展：如为缺镁营养液，则引起B点如何移动？如果适当升温，将引起B点和D点分别如何移动？最后可以再将横坐标改为CO2浓度、一天24小时等重新画图，将纵坐标改为CO2吸收量等重新画图。尤其是曲线图的模型，可以一个模型延伸出许多模型，注意多总结。

再次，是概念模型。概念模型是复习中的一个非常好用的武器，生物学科在理科学科中有一个特点就是知识点多，较为零碎，很多同学为此苦恼。我们如果理清知识间关系，画出初步关系图，建立连接，标明知识间关系，再精心修改完善会帮助我们很多。举个例子，比如说C、H、O、N、P五种元素构成磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，这三部分又构成脱氧核糖核苷酸，进而构成基因，基因构成DNA，DNA和蛋白质构成染色体，他们之间各自什么关系，另外基因和蛋白质，基因和染色体又有什么关系，其中的内容要一一说清楚。构建这样的概念模型，有利于学生对零碎的细小的知识进行加工、储存，全面系统地掌握和记忆知识要点，又能使学生形成完整、系统的知识体系，将所学知识联系起来，避免遇到综合题时有很多东西想不到联系不上的尴尬。其实概念模型应该成为生物学科应用最为广泛的一种模型，它正好符合了生物学科的特点，为苦恼的同学解决大问题，所以一定不要以为这件事情太小或者是太浪费时间而不去做，而是应该将建构概念模型的习惯贯穿于高中生物学习的始终。

模型建构的确是辅助高中生物复习的很好的手段，或更直观，或更深刻，或更系统，其实很多高中知识都是以模型的形式考查，平常用得多、思考得多，自然不会在狭路相逢时束手无策，而是会在知识的海洋中游刃有余。