高中生物“模型方法”的思考

胡振杰

生物学是一门自然科学，其目的在于认识自然，把握自然.模型方法作为一种现代科学认识手段和思维方法，所提供的观念和印象，不仅是学生获取知识的条件，也是学生认知结构的重要组成部分，在生物教学中有着广泛的应用价值和意义.

下面结合自己的教学实践就高中生物“模型方法”谈点体会.

一、生物模型方法的基本特征

1.抽象性.生物模型的建立是舍弃次要因素，把握主要因素、化复杂为简单，完成由现象到本质、由具体到抽象的过程，反映原物本质特征的理想物质（过程）或假想结构，用物质形式或思维形式对原型客体的本质关系的再现，是科学思维对生物世界中原形的抽象的反映，具有高度的抽象性.

2.形象性.生物模型虽然具有高度的抽象性，但往往是采用简约化的手法，用理想化的物质（过程）或假想结构来代替复杂、具体的客体研究对象，是一种简化的直观的心理构想，反映生物具体的研究对象，因此生物模型方法又具有形象直观的特点.

3.科学性.生物模型方法是在进行生物学研究时，面对具体复杂的研究对象，为了便于分析和研究，对实际问题进行科学的抽象，略去次要因素，保留主要因素，得出一种能反映原型本质特性的理想化物质（过程），不仅再现了过去自己已经感知过的直观形象，而且要以先前获得的科学知识为依据，经过判断、推理等一系列逻辑上的严格论证.生物模型方法具有深刻的理论基础，深刻地反映原型的本质特性，而且可以被实验证实，因此它又具有科学性.

4.假定性.生物模型方法是对实际问题进行科学抽象而形成的心理构想，是人们通过科学思维对生物世界的抽象描述，所以生物模型来源于客观现实，但又高于客观现实.模型不是“真实”，是抽象的思维结果，是被实验证实的科学假想，它并不是研究客体本身，而是实际客体忽略次要因素的假想反映，需要接受检验，也能被随时检验修正，可塑性强，灵活性大，因此生物模型方法又具有假定性.

二、模型方法在高中生物教学中应用的过程

1.建模.主体根据原型的本质特征构建模型.模型必须在本质特征上与原型相符，否则主体就不能够通过模型研究原型.这是模型方法关键的一步，是一个质的飞跃过程.

2.解模.主体对模型进行研究，通过归纳和演绎构建理论.在此阶段，主体暂时将模型当作是原型，研究其产生、发展和消亡的规律.

3.推模.主体将从模型中构建的理论外推到原型上.主体的最终目的是研究原型而不是研究模型，研究模型只是研究原型的手段.因此，研究者必须将从模型中得出的理论外推到原型上，其研究才有意义.

4.验模.主体通过一定的程序和方法对外推的理论进行必要的检验，考查理论对于原型的适用度.主体并未直接研究原型，而是通过模型来研究，模型与原型毕竟有所不同，因此，从模型中得出的理论是否适用于原型，需要进行必要的检验.

三、运用生物模型方法的基本原则

1.相似性原则.所谓相似性就是同原型结构本质上相似，它在某种程度上反映着真实性，但是没有必要也不可能做到模型与原型在结构、功能等诸多方面完全一致，相似不是“复制”.由于原型受时空限制，人们往往不能随意地反复分解、检验它，而模型则相反.模型作为研究对象，是为了能够把对模型的研究结果有效地外推到原型客体，因此，必须要求模型与原型具有相似性，而且是本质上的相似.

2.简单性原则.所谓简单性就是要化繁为简，化难为易，使复杂事物有可能通过比较简单的模型来进行研究.

3.可重复性原则.任何模型都应具有可重复性，以利于模型方法突破原型在时间上的限制.主体可以利用模型，将时间短暂的现象拉长，将时间极长的现象缩短，以突破客体在时间方面的限制.

4.可验证性原则.模型方法是通过人为地建立或选择适当的模型来代替所要研究的原型对象，所以对于原型来说，模型方法所得到的结果具有间接性、主观性，其研究结果可靠程度受到限制.因此，用模型方法得到的结果，其最终价值及真实程度要用原型去检验，因而需要具有可验证性.

总之，自然界中的任何事物与其他许多事物之间总是存在着千丝万缕的联系，并处于不断的变化之中.在处理复杂的问题时，人们总是把复杂的问题分解成若干个比较简单的问题，逐个击破，这恰巧就是模型方法的应用.