生物模型在八年级生物教学中的应用研究

姜超

摘要：模型建构是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段，是科学研究中常用的重要方法之一。生物科学的发展离不开模型建构的方法，生物学课程的教学同样也可以借助模型建构的方法，以改善和提升课堂教学效果。

关键词：初中生物；模型；教学

模型建构是人们按照特定的科学研究目的，在一定的假设条件下，通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。模型建构作为一种认识手段和思维方式，是科学研究中常用的重要方法之一。因此，在生物学教学中，让学生结合学习内容而进行模型建构是有必要的。

一、模型建构的概念类型———哪些概念需要运用模型来建构

（一）第一类：微观的概念

这类概念的原型是微观的、肉眼看不到的、学生难以想象的。由科技馆中的生物模型得到启示，用橡皮泥、废电线、毛线等制作“放大版”模型，舍弃其中非本质的细节，以简化、直观、放大的形式建构模型，呈现各种复杂结构、功能和本质，可以使微观的概念清晰呈现。如细胞、神经元、小肠绒毛等。

（二）第二类：宏观的概念

这类概念的原型比较宏观，学生难以整体把握，制作“缩小版”的模型，让概念的各部分结构得以整体呈现，便于学生发现、归纳、总结出实质。如在“生态系统”的学习中让学生制作“生态瓶”，通过“缩小版池塘生态系统”分析出生态系统的内涵和外延。

（三）第三类：抽象、动态的规律

此类概念教师常用的方法是图解法，由于缺乏体验，理解起来有些费劲。采用“理想模型法”，让学生移一移、动一动、拼一拼、摆一摆，化静为动，化抽象为具体，在体验中构建概念。

二、生物模型在生物教学中的应用

（一）利用概念模型，构建知识框架

概念模型是指用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系的模型。它是通过分析大量的具体形象来揭示概念的共同本质，并将其本质提炼到概念中，用概念与概念之间的关系来表述各类对象之间的关系。在初中生物教材中，大多数章节中的纯粹概念理论并不多，我们在教学设计和教学活动组织过程中，以围绕生物学的核心概念，精心选择合适的教学活动，采取多样教学方式，在学生已有的概念基础上，给学生提供参与体验的机会，促进学生通过已有概念进行归纳总结抽象的思维过程后，进行概念建构、概念理解、概念应用。通过运用概念图，注重生物学重要概念之间的互相联系，帮助学生利用概念模型，构建知识体系，进而更好地学习生物學。

（二）利用物理模型，进行简易制作

物理模型是指用简单材料通过简单方法制作相应原理的模型，与生物原型相比，虽然简单，但方便观察，也为教学进行提供方便。在初中生物教学中，经常遇到一些“只能意会不可言谈”的问题，这些问题正是由于学生缺乏形象直观的感知而难以理解被称为教学难点。以往的教学过程中在处理这种教学难点时，多采用从知识上、原理上去传授给学生，忽视了从物理模型构建上让学生的亲自动手参与，并培养学生的实践能力。如何引导学生更好地去理解知识难点，通过简易物理模型制作，一直是笔者努力探索的追求。

在“细菌”教学中，生活举例细菌无处不在的特点引入，从细菌的形态结构、生殖的各特点分析细菌无处不在的原因，在已知的细胞结构基础上，通过模型构建，学生亲手制作体验，能进一步认识细菌的结构，并推测细菌的营养方式。在进入细菌结构环节时，设计了以下活动，在学生分组活动中，用橡皮泥构建细菌结构模型，小组代表展示本组作品，并介绍通过模型构建所了解到的结构，学生从细胞结构对比来推测细菌的营养方式。在此活动过程中，培养了学生的团队意识，让学生参与模型构建，从结构制作中去深入思考，为什么与动植物细胞结构具有那么多的差别，从而大胆地去推测细菌的生活方式，构建过程中学生们进行了分工合作，培养了团队意识。

（三）建构数学模型，树立模型基础

数学模型就是用字母、数字及其他数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图像等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构表达式。在学生建构了物理模型和概念模型的基础上，让学生尝试在草的数量变化曲线图（见图1）中分别用曲线表示出鼠、鹰的数量随着草的数量变化而变化的趋势。这种曲线型数学模型用于观察事物发展的趋势非常直观明了。

学生由于第一次接触这种数学模型，而且将概念模型转化为数学模型的能力不足。为了降低学生建构数学模型的难度，先让学生构建鼠和草之间关系的概念模型，然后在坐标中画出鼠的数量随着草的数量变化的曲线图。在这个基础上再建构鹰与鼠之间关系的概念模型，画出鹰的数量随鼠的数量变化的曲线图。

学生画好后，选择部分学生建构的数学模型投影出来，让大家分析、探讨、纠正，进行思维的碰撞，教师再给与恰当的点拨，引导学生的思考更有深度。比如当草的数量下降时，要画出鼠的数量变化情况，很多学生画成是同步下降的，没有考虑到草下降的原因是老鼠的增加导致的，所以，鼠应该有一段上升的过程。经过思考、调整，最后得到较合理的数学模型（见图 2）。

在学生建构的数学模型上，简约、直观地展现出草、鼠、鹰的数量在一定范围内不断地变化，即保持相对稳定，这就是动态平衡。这样生态系统能够生生不息，不断发展，维持着生态系统的相对稳定，

模型建构教学，教师通过创设情境引导学生进行积极探索，让学生独立思考，同时通过师生间、生生间多种交流互动，促进学生对知识的理解，加深学生对知识的掌握程度，还可以有效培养学生的创新能力、合作能力和探究能力。“授人以鱼不如授人以渔”，教师要改变传统的教学模式，合理利用模型建构教学，充分发挥学生的主观能动性，使课堂效率事半功倍。

参考文献：

[1]史华伟.模型方法在生物解题中的有效运用[J].理科考试研究，2016，23（8）：94-94

[2]孟德民.初中生物课堂教学中的概念模型应用分析[J].读写算，2016（46）：162-162endprint