“解构—建构”教学理念下高中生物模型教学实践

陈 飞

（江苏省洪泽中学）

构建模型是研究客观事物的一种有效手段，是在一定的假设条件下通过思维形式、物质形式的再现来还原客体的本质特征，如客体的原理、结构、属性、过程等。对于高中生物教学而言，常用到DNA 分子双螺旋结构模型、种群增长模型等，对于学生理论知识的学习理解发挥着非常重要的作用，能够在学生观察的基础上，通过科学思维与抽象具体化反应对科学知识的探究过程。因此，教师应教会学生正确认识模型，使学生形成良好的问题意识，这也是高中生物教师在教学过程中应关注的焦点。

一、“解构—建构”模型的特征

在对科学知识的认知过程中，模型的存在是主客体之间的一种媒介。一方面，模型是科学研究工作者创建用以研究客体的工具；同时，模型又是客体的代表。因此，模型既是工具，又是研究对象。另外，模型还具有形成过程抽象性、结果直观性，它能够使复杂问题简单化，使杂乱事物条理化。

对于同一问题而言，不同的人会从不同的角度产生不同的理解与认识，因而也会根据理论与假说的不同建立起不同的模型。因此，模型也不是固定不变的，它需要在人们对其不断的理解与认识过程中不断完善，在实践中不断对比，并对模型不断地完善，这样才能获取对客体的进一步认识。

二、“解构—建构”理念在高中生物教学中的应用

1.强化模型建构，促进学生认知水平的发展

在生物学科教学过程中，注重模型构建能有效促进学生认知水平的发展。模型所提供的观念与影响，不仅能促进学生进一步获取系统知识，还能完善学生的认知结构。对于概念的学习而言，模型构建能发挥出良好的教学效果。如，在学习同源染色体概念时，通过学生对教材中精子形成的图解理解，引导他们用不同颜色的橡皮泥制作一对同源染色体，在对模型的制作过程中，通过自主操作能够发现同源染色体的特征，并且能够理解“在减数第一次分裂前期配对（联会），并且能够形成四分体，然后分裂到不同的生殖细胞中去”。由此可见，模型的构建能够强化学生对于染色体的直观认识，使知识概念更加经验化，使学生的认知水平得到逐步提升。

2.强化模型建构，促进学生能力的发展

创造性思维包括直觉思维、发散思维、逻辑思维、辩证思维等方面，模型构建有助于学生创造性思维能力的培养。对于DNA 双螺旋结构模型的构建而言，需要学生大胆的想象力与创造力。在模型的构建过程中，需要通过科学试验来验证模型。如DNA 分子能够自催化（自我复制）和异催化（能作为模板合成其他分子）。又如，沃森和克里构造出的右手性的双螺旋结构中碱基排列方式会使分子能量处于最低状态，并且与DNA 结晶的x 射线衍射图相符。通过这些具有创造性的努力，他们终于构建出了符合科学事实的DNA 分子模型。

在高中生物教学过程中，学生构建DNA 双分子结构模型，更多是对已知事情的情境再现或模仿，但是这个过程同样能够引导学生体验模型构建的思维过程，掌握模型构建方法，使其对相关生物概念的理解更为深刻。

3.强化模型建构，提高学生科学探究的能力

对于模型的构建而言，应该根据研究目的，提炼出所研究对象的本质特征，舍去一些次要的属性或环节，将所要研究的对象从繁杂的交错关系中明确表达出来，使问题更加简化、明确，并有针对性地找寻问题的解决方法，充分发挥学生的思维能动作用。

模型的构建过程就是一个科学研究的过程，在这一过程中需要学生确定研究对象，对已知与未知进行设置，运用科学的研究方法来检验模型与实际的一致性。就这一层面而言，对模型的构建不应停留在对模型本身结构与性质的探索上，而应注重学生科学能力的发展。在具体的操作过程中，可将原始问题交给学生，通过提供一些提示来引导学生思考问题的解决途径，切实提升学生的科学探究能力。

4.强化模型建构，提高学生的高考解题能力

通过建立模型，还能有效提升学生的解题能力。如，近年来很多高考题中出现了与模型构建相关的知识能力考查。例如，在正常情况下，人体内血液、组织液与细胞内液中K+的含量相对较为稳定，尝试构建体内K+的动态平衡模型。（在图形框中用箭头表示，不考虑血细胞、血管壁细胞等特殊细胞）

该题对于K+的动态平衡模型要求相对简单，以概念图的形式建立理论模型，要求用该平衡来阐述离子平衡调节机理。因此，该题的考查重点在于明确血钾与组织液K+、细胞内液中K+以及尿液中K+之间的内在逻辑关系。这道题目提醒我们在高中生物教学过程中，开展模型构建教学，应注重学生认识模型、理解模型、构建模型以及运用模型等综合能力的培养，尤其应注重培养学生运用模型解决实际问题的能力。

总之，在高中生物教学过程中，教师应深刻理解构建模型的特征，在教学过程中正确引导学生通过构建模型来辅助学习。值得一提的是，教师应注重避免形式选择的简单化、形式化与绝对化。同时，在教学过程中应注重引导学生学习方式的转变，培养学生的创新能力、批判能力与建模运模能力，为综合学科素养的提升打下良好基础。