应用模型建构在初中生物重要概念教学中的实践

凌紫珊

【摘要】模型建构是现代教学的认知手段和思维方式，一方面可以帮助学习者转变自身错误概念，形成科学的概念内涵，系统、完整地学习和理解新知识;另一方面可以让更多学生有动手机会，真正在做中学，领悟思维方法，用生物学模型建构方法去解决生物学科自身问题，形成科学学科知识。

【关键词】模型建构;重要概念;价值

一、重要概念的科学内涵以及在教材中具体的分布和要求

新课程标准要求在初中生物教学中重视重要概念的传递。重要概念是学科的基本骨架，包括对生命的基本现象、规律、理论的理解和解释，更高程度凝练出的学科最核心的知识。标准中共有50个重要概念分布在十个一级主题中，其中“生物体的结构层次”“生物圈中的人”“绿色植物”“动物的运动和行为”以及“生物多样性”这些主题中重要概念的内涵大部分并非抽象概括的原理或规律，更多的是由大量的事实组成概念的内涵。新课标要求初中生物课堂教学的目标不再是单纯向学生传递学科知识，更重要的是帮助学生将孤立的知识融入知识结构中，建立元认知能力。这样才能发展学生的思维能力和提高学生面对新的情景解决问题的能力。如果在课堂教学中没有围绕重要概念进行教学，而是过于强调对事实的传递和记忆，学生对概念的构建和理解就会受到影响，虽然学生凭借记忆可以在考试中取得好成绩，但是考试后很容易将事实性知识迅速遗忘。

所以，帮助学生建构重要概念对学习生物学知识非常重要，对学生将来可持续学习的能力发展起到铺垫作用。教师通过传递重要概念组织教学活动，有利于帮助学生掌握学科的知识框架，从而形成较为完善的知识结构，培养学生的生物科学素养。

二、模型建构在初中生物重要概念教学中的案例探索

（一）模型建构是研究生物教学的常用方法

模型一般可分为物理模型和数学模型两大类。初中生物重要概念教学中主要利用物理模型反映生物体结构、一些生命现象的规律。物理模型不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。它包括实物模型和思想模型两类。模型建构的方法能帮助学生以物质或思维方式来发现原型的形态、特征和本质，是学会逻辑方法的一种有效的体验。

（二）初中生物重要概念使用建构模型的实例

模型作为研究对象的替代物，能够直观呈现复杂的事物和过程，帮助学生理解生命活动的复杂性。在初中生物重要概念传递的过程中，对于一些微观的难以理解的事物，尽管一些教师运用各种媒体手段传递，细致讲解，但实际效果不一定良好。当这些知识再次呈现时，学生的一些错误的前概念仍然没有得到扭转，解决新的情景问题时仍然感到困难。

例如在人教版八年级上册第五章“病毒”的教学过程中，很多教师喜欢使用视频或者直接陈述。笔者围绕本节课重要概念的内容以及建构的形式浏览八年级生物教师用书，并从网络上收集课件、视频等资源，发现绝大部分介绍的只是一些支离破碎的下位概念或者事实的教学组织活动，教学的行为仍然以教师为主体，对学习对象的前概念并没有引起质的认知冲突，学习对象仍然是被动接受概念的传递，更不要说对各种资源围绕重要概念的内涵的效果进行分析，教学效果肯定打折扣。

为了改善这样低效的重要概念建构的课堂教学，笔者以八年级上册第五章“病毒”作为研究对象，开展教学研究。

1.解读重要概念内涵，分析教材编写的意图和安排的学习活动。结合课程标准，解读整个章节所包含的重要概念内涵。

（1）病毒个体微小，借助电子显微镜才能观察到病毒的形态有球形、杆形和子弹三种。病毒没有细胞结构，结构简单，由蛋白质的外壳和内部的遗传物质组成。

（2）病毒营寄生生活，必须寄生在活细胞体内才表现其生命特征，利用寄主细胞内的物质和自己的遗传物质，制造出新的病毒，这样的繁殖称为增殖。

（3）病毒分布广泛，会使各种生物患上疾病，有一定的危害，但人类可以利用病毒研制出疫苗，预防细菌性疾病。

2.精準分析教学对象以及前概念对教学对象的影响。“病毒”是人教版生物八年级上册第五章的内容，前面学习了生物圈的植物、动物、细菌和真菌的生物。教材从病毒的多样性、主要特征以及与人类生物的关系等几个方面进行了介绍。下面是对教学对象的前概念分析。

（1）日常生活中有电脑病毒和引起疾病的病毒，一部分学生很难区分两类病毒的来源，一类是生物，一类是程序。

（2）病毒非常微小，如何微小，教材中的图片的感性认识容易误导学生，因为必须用电子显微镜才能观察。学校没有配备这样精密的放大仪器，所以对病毒结构的学习非常枯燥，只能通过观看视频学习，但图片与实际差距巨大，学生很难想象。

（3）病毒生命力的体现也非常抽象，教材上介绍的只有其繁殖方式体现其生物特征。另外，病毒寄生生活的特点在课本上是用分类的方法介绍的，学生容易忽略。这些对学生而言，与前面学习植物、动物、细菌、真菌的生物特征形成强烈的认知矛盾冲突。

3.智慧选择模型这种支架能帮助学生构建病毒结构，实现形式丰富的例证支持。本节课建构病毒结构模型通过简单的模型制作，课前布置学生自行创作病毒的简图，模拟蛋白质的外壳，用回形针模拟遗传物质，在白卡纸上粘贴，并标注其结构，看似非常容易实现的操作，实质需要学生在制作模型的过程中仔细观察教材中的插图，了解病毒与其他生物本质的区别。关键在于只有明白细胞结构这一特点，才能正确表述其结构有蛋白质的外壳和遗传物质作为核心这一概念的内涵，归纳出“病毒的结构简单，只能寄生生活，一旦离开活的细胞就会失去生命力”的特点。学生在做中学，在做中学会思考，在做中学会总结。

解释重要概念，可以按由上位概念到下位概念的顺序，学习重要概念时则应由下位至上位。这节课学生参与的活动非常丰富，自主阅读、建构模型、展示、表达交流等形式穿插进行，学生之间通过交流展示，既可以巩固病毒的分类以及结构、生命活动和繁殖的方式，也可以利用自己制作的模型呈现过程中出现的小失误进行充分交流，形成强烈的认知冲突，抛弃原有的认知错误。

三、模型建构在初中生物重要概念教学中的价值

在2011版的生物学课程标准中，关于病毒的内容要求为“描述病毒的主要特征以及它们与人类生活的关系”，属于了解层次。教材中安排了病毒发现的科学史，病毒形态、分类以及其生命活动的特点，还有病毒与人类健康关系等相关的知识，意在引导学生认识技术的进步对于科学发展的促进作用。

2017学年广州市番禺区考查病毒的四道题共6分，占卷面分的6%，题型分别为选择题、判断题和填空题三种。其考查的知识主要是围绕重要概念，区分四类微生物以及病毒的特征、生命活动的特点、根据寄主的不同进行分类的方法，没有难度特别大的题目，非常符合课程标准的要求。下面是我校初二年级8个班的得分情况。

从本次全年级的各题得分情况可以看出，本次我区的命题切合课标要求，而本人使用模型建构进行重要概念教学的班级为2班，通过这四道考查的题目的得分对照可知，2班在四道题目中得分最高，与其他班对比明显，可见模型教学在建构重要概念中的效果显著。在重要概念的课堂教学中利用建构模型，一方面能够帮助学习者改变自身错误概念，形成科学的概念内涵，系统、完整地学习和理解新知识;另一方面可以提高学生动手能力，让学生真正在做中学，领悟思维方法，用生物学模型去解决生物学问题。

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