建构模型发展生物核心素养探究

秦杰

摘 要：生物课程模型的构建，可以有效地发展学生的生物学科核心素养。在高中生物课程教学过程中，教师要通过构建物理模型、概念模型以及数学模型，引导学生以直观化、符号化的方式理解生物现象，以严密的思维探究生物知识。

关键词：高中生物；模型；核心素养；能力培养

中图分类号：G421；G633.91 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）13-0034-01

高中生物课程涉及生物学现象以及生命规律，内容抽象，教学难度较大。因此，教师采用建构模型的方法将生物现象和过程以较为具体的、形象的方式展現出来，有助于学生理解生物现象本质，提升学生科学探究能力。教师在教学时可以结合教材内容，引导学生构建生物课程的模型，将生物现象发生的过程和规律用模型加以表现，用科学的方法开展生物探究。下面，将从三个方面论述如何有效地构建生物课程的模型。

一、物理模型，抽象知识形象化

物理模型是生物课程教学中常用的一种模型，以其形象、具体的特点广受教师和学生的青睐。在实际教学过程中，构建物理模型就是基于教学对象的特征，以实物或图画的形式直接地加以呈现，将抽象的生物知识以直观具体的形式展现出来，促进学生对生物本质的理解，从而有效地发展学生的生物核心素养。比如，在为学生讲解“遗传信息的携带者——核酸”这部分的内容时，教师应该要求学生掌握两大类核酸，即DNA和RNA。在学生学习DNA分子的结构和复制过程时，教师可以鼓励学生采用一些材料制作相关的物理模型，以直观的方式辅助理解DNA复制过程。DNA、RNA各含有四种碱基，但组成二者的碱基种类有所不同。对此，教师可鼓励学生选定材料，模仿DNA的结构及复制过程。学生采用硬纸板、扣子、订书钉、毛线和针等日常生活中常见的材料，用于制作DNA分子双螺旋结构。他们将硬纸板做成碱基、脱氧核糖，将扣子作为磷酸、订书钉作为氢键，按照一定的比例建构模型，并用订书钉加以连接，构建出DNA分子的双螺旋结构。基于这一模型的构建，学生对于DNA分子的结构以及DNA分子复制和转录的过程有了更为直观的理解，为后续内容的学习起到了一定的铺垫作用。

教师通过引导学生制作物理模型，能使生物结构和本质以更加直观的方式呈现出来。这样，不仅可以使得学生更加全面地理解相关的生物现象本质，也可以激发学生自主地参与科学探究，从而有效地发展生物核心素养。

二、概念模型，主要特征符号化

挖掘生物现象本质，是生物探究的重要内容。在探究过程中，构建概念模型可以基于普遍的生物现象挖掘出其内在本质关系，并用概念的形式将这些关系加以表述。在表述这些关系的过程中，文字和符号的应用可以使得生物概念符号化、规范化，将零碎分散的知识点整合起来，促进学生系统、全面地理解相关知识。比如，在讲解“光合作用的原理和应用”一课时，教师应该要求学生掌握光合作用的过程以及发生反应的场所和条件。光合反应又分为光反应和暗反应两个不同的阶段，但它们本身也统一于同一个整体。为了说明二者本质的统一，教师可以针对光反应与暗反应的场所、物质变化和能量转换等方面的内容构建概念模型。其中，教师可以用文字、符号简要地代替反应过程，采用“CO2、H2O、CH2O、O2”等化学符号和“酶”“光能”等文字进行简单的描述，便于学生的理解和记忆。

在生物教学过程中，教师通过构建知识点的概念模型，能够促使学生进一步学习和理解相关知识，帮助学生将知识点以文字、符号等形式进行表示，这不仅能够加深学生对知识的印象，而且对学生后续的学习有着事半功倍的效果。

三、数学模型，思维品质严密化

数学知识具有严密的逻辑，可以培养学生逻辑思维，提升学生的思维能力。因此，在高中生物教学过程中，教师可以结合具体教学内容引入数学思维，以生物学科知识为主，帮助学生建构数学模型，让学生更高效地掌握生物学科知识。比如，在为学生讲解“细胞的增殖”的时候，教师可以构建数学模型，帮助学生系统地掌握相关知识。首先，教师可以带领学生系统地学习课本上有丝分裂的相关知识，随后，要求学生合上课本回忆有丝分裂的过程。不出所料，许多学生对有丝分裂过程中各个时段的染色体数量变化的区分不是很清晰。于是，教师可以要求学生再次结合课本内容，自行绘制染色体数量变化图：以分解阶段为x轴，染色体数量为y轴，构建二维坐标图，将染色体各个阶段的数量在数学坐标图中具体标注出来。完成绘图之后，学生会发现：有丝分裂各阶段染色体数量的变化一目了然，并且有图形辅助记忆，记得会更牢固。

可见，在生物课堂教学中借助数学模型，能够促进学生对生物知识的学习和掌握，在提高学生学习效率的同时，强化学生思维的严密性，进而有效地发展学生的生物素养。

四、结束语

总的来说，教师在生物教学中构建生物课程模型，不仅可以有效地激发学生的课堂参与度，使得课堂教学的内容更加充实，也可以有效地帮助学生理解生物现象的本质，记忆相关的生物概念，捕捉生物发展规律，从而引导学生以严密的科学思维进行生物知识探究，提升学生的科学探究能力，有效地发展学生的生物核心素养。

参考文献：

[1]强文静，温哲，朱玉芳.生物建模新理论：高中生物教学的新向标[J].中学生物教学，2017（06）.

[2]陈志川.生物问题数学化的关键——建模[J].福建教育，2014（11）.