高生物模型建构的有效应用实例

摘要：模型建构是高中生物实验的重要组成部分，如何有效利用模型建构打造高效课堂，提升学生的自主探究和合作学习的能力是高中生物教学的难点。文章通过具体的实例讲述模型建构课堂中的应用，希望能给高中生物教学研究者提供参考。

关键词：高中生物;模型;自主探究;减数分裂

中图分类号：G633.91

文献标志码：A

文章编号：1672-3872（2019）13-00171-01

模型是人们为达到某种特定目的，而做的一种简化的概括性的描述，人们对有些事物进行质的描述，有些进行数量特征和变化的描述、有些运用实物形象化的方式去体现，有些用抽象的形式去体现。模型有很多常见形式，例如物理模型、概念模型、数学模型。模型建构是指运用模型方法把抽象、不可测的事实或过程，借助身边的材料、用具或者应用数学方法、图像、方程式等加以描述、概括总结的一种活动。《高中生物课程标准2017》要求：“要让学生领悟建立模型的科学方法及其在科学研究中的作用。”通过建构模型，能够去除很多无关因素，呈现事物的本来面目，使生物学现象和生命过程简单直观，使生物学的知识和规律形象而生动。因此，模型建构是学生一项基本技能，是一种必备的科学方法。

1巧用物理模型培养学生合作探究能力

物理模型是指客观实物的相似模型或客观现实的形象显示，其状态变量与原事物基本一致，能够通过模拟该事物的性质和功能，形象解释认识对象，可用特殊的符号、图形和色彩来反映生命現象的发生、发展以及生物的结构、生理和相互联系，浓缩了大量的生物知识信息，是生物知识的重要表达方式。

在减数分裂教学中教材第三课时“建立减数分裂中染色体变化的模型”就运用了物理模型建构。教师在教学中把教材的内容重新整合，在第一课中讲解特殊体细胞的分裂方式——减数分裂形成精子的过程时，首先通过导课介绍减数分裂的概念，用图片介绍精原细胞和体细胞染色体的区别，学生思考精原细胞如何复制一次后分裂两次形成精细胞，染色体行为和数量该如何进行变化。接下来小组讨论得出每组的结论，此时教师针对重难点概念“同源染色体，姐妹染色单体，四分体，联会”进行讲解，然后学生再次修正自己组的减数分裂过程，小组汇报研究成果，教师评价，师生达成一致后，再用两色橡皮泥构建每组自己的预测过程。构建结束后，让学生阅读教材再次修正，补充完成自己的模型。教师再用多媒体动画讲解减数分裂的动态过程，此时学生脑海中模糊不清的静态过程，就直观、动态地显现在学生面前。通过实际操作帮助学生总结减数分裂中染色体行为、数量变化，操作的直观性使学生产生手眼的记忆，帮助大脑建立知识体系。在建构过程中，教师注意给学生两色橡皮泥，让他们思考体细胞染色体的一半来自父本、一半来自母本，思考同源染色体如何用橡皮泥呈现出来，让抽象的概念形象化以突破难点。学生在建构过程中思考减一和减二的实质，通过橡皮泥的实际模拟分裂过程，学生不断犯错、不断纠错最终合作探究完成正确的分裂过程。减数分裂过程中染色体的变化以其微观、动态、连续带来认知困难一直是教学的难点。新课程提倡的探宄式教学模型建构就是解决这一难点的重要的一种方式，在课堂上学生不断建立猜想，又不断利用学习的新知打破错误猜想，进而重建知识框架，利用模型的直观、动态打破文字的静态晦涩抽象的限制，突出学生的探究式学习过程，提高了学生的学习兴趣和生物科学素养，进而突破了本节的重难点。

2通过现象看本质一巧用数学模型，找寻生命过程的本质

在减数分裂教学中，技能训练明确要求学生需要学会绘制减数分裂染色体数目和DNA数目的曲线规律图。学生需要把减数分裂过程中染色体和DNA的规律总结出来，掌握本节内容的同时整合学科知识，找到现象下的本质，并以数学模型曲线的形式呈现出来。教学中，教师可利用flash动画显示染色体数为4条体细胞的减数分裂过程，掌握基本过程后，再以体细胞染色体数4条为例，对照flash动画绘制不同时期染色体和DNA表格，教师总结体细胞4条染色体的减数分裂的染色体和DNA变化规律，学生通过学习体细胞为4条染色体的减数分裂，再进一步探究体细胞为2n的染色体和DNA变化规律，绘制数学模型表格。教师再利用学生已有的表格转换出染色体和DNA变化曲线的数学模型。教学时，教师还可以将《生物》第一册的有丝分裂的数学模型与之进行对比找出异同，完成知识的延伸，进而让学生自己通过形象归纳出本质的规律，突破本节的难点问题。

3建立生物学基础知识的思维框架一巧用概念模型来帮忙

概念模型是以文字表述来抽象概括出事物的本质特征的，能对生物学中的概念、内涵、外延进行抽象描述，通常以概念图的形式出现，表达概念之间的相互关系，以命题的形式与概念建立意义联系，体现知识的网络构架。

减数分裂的概念是本节的重难点，教学中首先要界定概念的范围是有性生殖的生物。另外，学生要清楚有性生殖的概念是通过精卵结合生殖的方式，这样才能理解应用的边界。对减数分裂概念的理解不能死记硬背，要在各成分中建立相互关系，设置一定的情景。如要帮助学生理解概念中的精原细胞如何形成精子，教师就需要建立情景模式，让学生了解精原细胞要复制一次连续分裂两次，得到精子。教师还可以将减数分裂的概念和有丝分裂概念进行对比，发现两者都经过了一次复制，但有丝分裂最终染色体数目不变，而减数分裂后的染色体减一半。在概念之间建立一个体系就可以形成更大的体系。

4结束语

总之，在高中生物教学中进行模型建构，既是新课标的要求，也是教材内容的需要，更是形象教学、直观教学应采取的手段，是新时期改变教与学的方式，让学生主动构建、自主发展的很好的尝试。

作者简介：林丽华，女，本科，研究方向：探究实验模型建构。