浅谈高中生物课堂中生物建模应用的探究

吕宇蓓

摘 要：在新课改的背景下，学习方法不断进步，将建模思想应用于高中生物的学习，可以在自由探索的氛围中学习生物的相关知识，能全面分析，较为深入地理解。同时可以将抽象的知识具象化，便于理解和记忆。本文主要从多个方面浅析生物建模在我们高中生物学习中发挥的重要作用及培养措施。

关键词：高中生物 生物建模 具体应用

一、简述生物建模的概念及其作用

生物建模既是一种思维方式，也是一种学习方法，从本质意义上讲就是根据某种假设条件，借助其他事物和手段建立模型来科学地解释生物学知识。生物知识多偏理论化和抽象化，它的习得需要很强的思维能力，学习难度较大。通过生物建模的方法可以使生物知识更加的直观和具体，便于理解和分析。此外，还可以锻炼思维能力，提高问题分析能力。

二、生物建模的主要类型

生物建模的类型主要有物理模型，概念模型，数学模型和软件模型等，除软件模型，其它三个模型在实际学习中的应用最为广泛。几种模型相互结合，相互联系，使生物的学习更加简单。接下来主要从物理模型，数学模型和概念模型三个方面做简要分析。

（一）物理模型

物理模型是以实物或者是图片的形式直观地将所要研究对象的三维结构和形态特征表示出来，能够使抽象的东西更加具体化，不仅有利于我们掌握知识点，还可以激发学习兴趣。例如：DNA双螺旋结构模型，细胞三维立体结构模型，真核细胞有丝分裂的结构模型等等。

（二）数学模型

数学模型是用表格，曲線，方程式等数学知识来描述一个系统或者其性质的一种数学形式。数学模型是发现问题——解决问题——探索问题的有效方式之一。将数学知识引入到生物建模中是必不可少的，通过构建数学模型，可以很大程度上简化生物的教学，启发和锻炼思维能力。例如：调查最大环境容纳量的函数分析模型，表明种间关系的数量波动模型，减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的数量变化模型等等。

（三）概念模型

概念模型是通过符号，图片和文字的形式，将生物相关的知识点归纳在一起，形成一个完整的体系，全面表达和描述事物的作用机理及相关规律。例如，细胞分裂图解，中心法则图解，光合作用示意图等。有助于理清学习思路，提高生物知识的运用能力，强化高中生物教学的质量。例如生物圈组成的概念模型，人体中激素作用的概念模型，孟德尔遗传定律的概念模型等等。

三、生物建模在生物课堂中的具体应用

生物建模可以使原本艰涩难懂，枯燥乏味的生物学习变得多姿多彩，使生物的学习既简单又有趣。接下来主要从降低学习难度，增强自主学习能力和思维能力三个方面简要探究生物建模在生物课堂中的具体应用。

（一）增强自主学习能力

生物学的知识多而繁杂，更新迅速，提高自主学习的能力是学好生物这门课的关键。构建生物建模的过程也是一个知识探索的过程，通过对生物建模的学习和应用，可以逐渐培养并形成一定的自主学习能力，为生物的学习打下坚实的基础。例如，细胞器的结构和功能是生物的考点之一，在解决这类问题时，可通过构建物理模型，自己进行每种细胞器中的特殊物质及结构的制作，模拟物质的运入和运出途径，从而更加具象地理解知识，在自主探索与解疑中增强学习的能力。

（二）化抽象为具体，降低学习难度

生物中所学的知识多和我们的生活息息相关，学好生物很重要，但是所学的很多内容都是由实验研究或者观察总结所的，对于我们高中生来说太过陌生和抽象，不容易被理解和接受，此时生物建模就显得尤为重要。通过构建模型，可以化繁为简，化抽象为具体，有效降低学习难度。例如，在解答抗利尿激素在人体中的负反馈机制问题时，可通过构建概念模型，清楚准确地表述大脑皮层在接受刺激后调控下丘脑合成并分泌抗利尿激素，经体液运输到肾小管等作用部位，并受到调节结果影响的过程，使问题变得简单且易于解答。

（三）培养逻辑思维能力

拥有较强的逻辑思维能力在高中生物的学习中可以达到事半功倍的效果。生物知识的学习，背诵记忆只是基础，要想取得好的成绩，理解明白很关键，这就需要学习者要有足够的逻辑思维能力。生物建模在课堂中广泛应用，可以使我们高中生在一次次的思考与探索中，不知不觉地培养和加强自己的逻辑思维能力，并且在之后的学习中，更容易掌握所学知识。

例：下图是某动物种群迁入适宜环境后的增长曲线图，说法不正确的是

A.c点以后环境阻力明显变大

B.图中表示种群增长速率最快的点是b

C.图中a点时的年龄组成最可能是增长型，出生率大于死亡率

D.第8年时该环境下的K值是100，以后该种群数量不可能发生变化

解析：答案选D。

在解答这道问题时只依靠书本上的知识可能会很难，还需要较强的思维能力，通过联系构建的数学模型做相对分析，确定其增长曲线，最大增长速率等关键点，这样这道题就迎刃而解了。

结 语

应用生物模型是高中生物课堂教学的突破口，借助生物建模可以快速高效地完成教与学的目标，并提高我们高中生的动手能力、思维能力和团队协作能力等等，促进我们高中生多方面的发展和进步。同时对提高高中生物成绩大有裨益。相信经过不断的创新和完善，生物建模在高中生物课堂的应用会更加广泛，产生的影响也会越来越大，我们学生也要积极运用，以取得更良好的学习效果。

参考文献

[1] 李亚丹.探索高中生物建模的课堂效应[J].2018.01

[2] 俞青.生物建模在高中生物教学中的运用[J].2018.06

[3] 严萍.新课改背景下高中生物教学建模策略[J]2018.02