建构物理模型辅助生物概念教学

赖小燕

【摘要】  建构物理模型是生物教学中非常重要的一种学习方法，是使课堂教学形式多样化一种手段，也是做到落实解决高中生物探究性实验的一种途径，有利于提高学生科学探究能力，促进学生逻辑思维的发展，培养学生的创新精神和实践能力。

【关键词】  物理模型 生物概念教学

【中图分类号】  G633.7               【文献标识码】  A     【文章编号】  1992-7711（2019）20-170-010

人教版高中生物必修一对物理模型概念描述是：物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，所以，一切实物或图画模型就是物理模型。课程标准认为“建模思维和建模能力是学生必备的科学素质，进行模拟实验和模型构建能力在科学发展中发挥重要作用”。

一、高中生物教材中的模型实验

人教版高中生物教材中的模型类实验共11个：

二、模型建构误区

（一）认为在课堂建构物理模型无益于纸笔考试。

（二）认为建构模型能让课堂活跃，但容易流于形式，建构结果很难回归概念。

（三）部分教师课堂上直接对着模型讲建构过程，代替了学生自己的建构过程。

三、应对措施

（一）教师改变认识：加深教师对建构物理模型的认知，事实上物理模型可以帮助学生认识、理解微观世界、三维结构、复杂原理、动态变化等。有助于学生进一步把握其主要特征，加深其对知识的记忆和理解，关键是在此过程中能变学生被动学习为主动探求，体会科学研究的一种基本方法。

（二）建立学生学习小组：课后小组自主学习合作探究，课堂共同合作展示成果，遇到疑难问题可以共同解决或者及时请教老师。体验模型构建的过程中，小组分工合作，任务目标明确，相互评价，不断修正完善，建立学习自信心和学习的快乐。

四、模型建构的一般原则

（一）恰当的材料。材料要符合模型的特征，要重视实用性。例如制作细胞模型时，根据细胞的结构和功能特点，尝试用不同的材料来代表不同的细胞结构。有学生直接选用家里的废旧纸板制作细胞壁，材料易得，又有一定的硬度，容易固定;在对制作液泡的选材时，有的学生选用气球，里面装了水，达到了非常好的效果。

（二）符合实验设计的原理。对于原型概念的理解是模拟性实验教学成功的前提，厘清概念，可避免构建模型的盲目性。

1.如性状分离的实验，只有当学生明确模拟性实验中的原型概念，才能了解整个实验的过程原理，进而通过原型过渡到模型。例如可以用不透明的袋子或者其他容器代替小桶，围棋或其他珠子代替乒乓球。

2.只有明确实验原理，才能把握住实验中的重点与难点，进而优化实验细节。如在学习细胞大小与物质运输之间的关系时，学生首先要明白实验原理，才能通過实验操作了解物质的运输关系，进而提出优化方案：将加入酚酞的琼脂块换为萝卜块，NaOH换为红墨水。优点：材料更容易获得，更安全;缺点：需时较长，浸泡时间约30分钟，课本实验仅需10分钟。

（三）及时的交流展示。建构完模型，设置学生之间的互动环节更深化了模型建构的价值，实现了学生学习的提升、合作和共享。例如学习减数分裂时，当学生制作成型后，教师就可以让学生以小组的形式互相交流，找到自身认识的不足，而通过教师指导加深对知识的掌握，增强学生学习生物的自信心。

例如：我们的左右手的大拇指可以想象成是一对同源染色体，同样其他的手指也是，因此手指可以想象成是五对同源染色体。课堂上，教师引导学生一起建构减数分裂过程，交流展示。课后要求学生合作模型建构，模拟五对同源染色体的减数分裂过程。这个模型还可以用在其他相关的课堂上，利用事先准备好的磁铁、彩纸、双面胶等材料用具，分组讨论，大胆想象，制作简单的染色体物理模型，现场动手交流展示有丝分裂以及减数分裂过程中染色体的一系列变化，例如染色体复制，着丝点分裂，染色体分到细胞两极，等位基因分离，非等位基因自由组合等。

综上所述，通过建构物理模型，学生可加深对概念、规律的理解，培养其动脑、动手的能力。学生全员参与，将生物学中抽象难懂的概念变得形象具体，激发了学习兴趣，降低了学习难度，同时也提高了学生在教学中的参与度，让学生置身于探索科学现象、发现科学规律的活动中，在合作交流评价中学习，充分发挥了学生的主观能动性，培养了科学探究能力，增强了合作意识，提高了课堂活动效率。

注：本文系广州市花都区教育科学“十三五”规划2016年度立项课题《建构物理模型对提高教学有效性的探索》（课题编号：2016*29）的研究成果。

[ 参  考  文  献 ]

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