高中生物学模型建构教学培养学生科学思维的实践研究

周永银

前言：模型建构教学是我们常见的教学活动之一，因此在开展建构模型活动中，学生可以借助观察、分析、归纳等思维方法解决在学习中遇到的问题，利于学生科学思维的培养。然而，模型建构教学既可以帮助学生正确认识生物学概念，又可以为他们后续的生物学判断、推理思维过程打下扎实的基础。以下结合实际教学经验，整理归纳出可以培养学生科学思维为教学目的的模型建构教学，希望可以为一线教师的工作铺垫扎实的基础。

一、建构模型，使知识形象化、直观化，培养观察、分析能力

物理模型是指根据实物或者图片形式直观的表达对对象特征的模型，主要表现在形象直观，可以模拟客观事物的功能性质，如蛋白质结构模型、细胞结构模型等。合作学习主要是指教师在教学中，将学生按照学习成绩、性格、性别等综合方面的原因进行分组，引导他们在组内探究学习，相互取长补短。鉴于此，高中生物学教师在教学中，可以选取合适的教学内容，鼓励学生在组内开展探讨，以此培养他们合作探究的精神。例如在教学人教版高中生物DNA分子的结构时，为了帮助学生可以概述DNA分子结构的主要特点，以及可以在DNA双螺旋结构模型中，提高分析能力和动手能力，并能认同人类对遗传物质的认识时不断深化的过程。教师可以将课前准备的材料展现出来，并将学生分组引导他们复习DNA分子的组成单位，并在此环节分发碱基、磷酸和脱氧核糖模型，由学生分组建构4种脱氧核糖核苷酸的模型，随后建构多脱氧核苷酸长链模型，在此过程中教师提示脱氧核苷酸之间靠3′-5′磷酸二酯键连接，并纠正学生的错误。接着，教师就可以引导班级内的学生阅读教材促使学生可以继续建构模型，以此培养学生的科学思维能力。这样的教学，可以使学生通过概念图理清生物学知识规律的形成。

二、建构模型，梳理知识间内在关系，培养比较、概括能力

概念模型主要是将文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型，可建构概念模型使学生深入理解基础知识，辨析知识点之间的联系与区别，使知识结构化，同时有利于培养学生的归纳、概括和语言表述能力。鉴于此，高中生物学教师在教学中，要想借助模型建构培养学生的科学思维，可以将多媒体技术与教学内容相结合，借助其图文并茂、声像俱佳的优势，引导学生对生物学的结构以及功能有一个初步的物质和能量观。例如在教学必修2第二章基因和染色体的关系中第2节基因在染色体上时，为了帮助学生可以说出细胞学和遗传规律的有关基础知识，以及可以运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的性质，上课之初，教师可以将学生按照“组内异质，组间同质”的原则分为几个不同的学习小组，引导学生们在组内思考孟德尔遗传规律的现代解释，并借此培养他们科学思维。又如教师在教学《人类遗传病》一课时，为了使学生可以说出人类遗传病的主要类型，以及可以了解遗传病对我们的危害，促使他们可以养成敢于合理表达自我观点的态度。教师可以在课前引导学生搜集一些遗传病的特点，概念类型。在正式学习这节课时，教师就可以引导学生根据课前搜集的资料在组内展开探讨，促使学生们可以懂得遗传病应该如何检测以及遗传病的主要措施。这样的教学设计，不仅拓展了学生们的思维，还调动了他们生物学习的积极性。

三、建构数学模型，揭示问题本质，培养综合、推理能力

数学模型主要是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，如有酶的活性随PH变化而变化的曲线、种群数量增长曲线、孟德尔豌豆杂交实验中的分离比例等。详细来说，建构数学模型主要有这几个步骤：观察研究对象，提出问题—对所提出问题进行假设—根据假设做出实验，将实验数据用适当的数学形式对事物的性质进行表达—通过进一步实验或观察，对模型进行检验或修正。例如在建构种群增长的数学模型的教学中，让学生认识到在理想状态下（食物和空间条件充足、气候适宜、无敌害）种群数量呈指数增长，指导学生作出指数函数曲线图，即种群增长的“J”型曲线。但在自然状态下，食物和生存空间有限的条件下，随着种群数量的增长，种内竞争加剧，种群数量增长达到一定数量时将趋于稳定，不再增长，即呈“S”型增长。此时，教师再指导学生作出相对应的曲线图，即种群增长的“S”型曲线。通过这一数学模型的构建，利于培养学生的比较、综合、分析、抽象、推理等科学思维能力。

结语：总之，高中生物教师在教学中，借助模型建构培养学生科学思维不是一蹴而就的事情，需要教师的坚持努力，以及不断总结教学中的经验，唯有如此，才可以更好的培养学生们的生物学科学思维。