例谈高中生物教学中的模型建构的方法和作用

摘 要：在生物学的科学史上，很多科学家通过模型建构来解决实际问题，其过程体现不同的科学思维和方法。高中生物学习要求学生以发现学习的方式，将学科结构转化为自己脑中的认知结构，主动建构知识，发展自身的创新和实践能力。以新課程理念为指导开展生物教学，重在培养学生的综合能力和科学探究精神。在内容抽象、知识零碎的情况下，生物模型可在较短时间内引起学生的兴趣，帮助学生掌握知识点，形成完整的知识体系，从而提高生物教学效率。

关键词：生物教学;模型建构;能力培养;提高效率

目前我校所用的人教版高中生物必修模块教材对生物模型较为重视，在必修一中明确提出了生物模型的形式主要包括：概念模型、物理模型和数学模型等。

一、 概念模型

用文字、图线和符号将有联系的名词或过程连接起来，表示生命现象和规律。

形式一：表示生物过程先后顺序的流程图模型

【典例】 负反馈调节，模式图如下：

生物体的一些生命活动、环境的变化都是按照一定的顺序进行的，流程图模型可以直观地表示其发生的场所和先后顺序，帮助学生很好地理解、记忆。

形式二：将新旧知识连接在一起的概念图模型

【典例】 根据图示的层次关系，对下列生物进行分类

①噬菌体 ②烟草花叶病毒 ③大肠杆菌

④蓝藻 ⑤硝化细菌 ⑥绿藻

⑦水稻叶肉细胞 ⑧人口腔上皮细胞

当琐碎的知识遇上复杂的文字叙述会让学习更加枯燥无味，概念模型的建构可使知识的内在联系一目了然，便于学生理清知识的层次范围。

二、 物理模型

以实物或者图画的形式，按照一定比例放大或者缩小，表示生物体某部分结构或某个生命过程。

形式一：以实物形式展现的实物模型

【典例】 细胞膜的流动镶嵌模型

结合该模型可获取：

①膜的组成成分，各成分的功能和作用。

②细胞膜内、外侧的识别。

③“流动镶嵌”的含义链接细胞膜的结构特性。

④细胞膜与其他生物膜的异同。

此外，还可链接常见物质的跨膜运输方式，如图：

a. 海带细胞吸收I-

b. 氧气进入组织细胞

c. K+外流

d. 葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞

e. Na+排出神经元

形式二：以图画形式展现的图画模型

【典例】 不同类型细胞结构的归纳与比较

要求：在给出的模板中，添加相应的细胞结构，使其成为不同类型的细胞。

分子与细胞等微观、抽象的知识，学生无法形成直观的认识。物理模型可提取其本质展现在学生面前，化繁为简，使其直观化、形象化。

三、 数学模型

用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、框图等描述事物特征及联系的数学表达式。

【典例】 染色体的变化与细胞分裂的过程

说明：细胞核中，DNA以染色体为载体。DNA因复制数目加倍，一条染色体上有两个DNA。染色体因着丝点分裂数目加倍，一条染色体上有一个DNA。

据此可建立模型图：

图中A段表示有丝分裂和减数第一次分裂前的间期，D段表示有丝分裂和减数第二次分裂的后期，其他线段所表示的时期便可快速做出判断。因此，通过数学模型描述生命现象，逻辑推理并求解，揭示事物的本质和规律，从而解决问题。

模型建构过程中，建构方法、材料选择可灵活运用;突出重点，使其展现原型的本质;建构出的模型要进行验证，使其符合科学知识和认知规律，以此来保证所得到模型的可信度和实用性。

教学中设计恰当的模型建构活动，引导学生发散思维，积极思考，真正参与到“教”与“学”的过程中来;让学生能从对事物现象的观察、分析，逐渐上升到发现问题、提出问题、解决问题能力的培养，促进其归纳推理能力及逻辑分析能力的提高。此外，不断完善、促进模型理论与实践的有效结合，使其真正成为今后教学中的“利器”。

参考文献：

[1]刘艳艳.高中生物模型建构教学现状和实施策略研究[D].曲阜：曲阜师范大学，2015.

[2]朱素娟.例谈高中生物教学中模型构建的有效性[J].新课程，2010（10）：10-11.

[3]魏宏.在高中生物教学中的巧用模型构建[J].教育教学论坛，2010（22）：79.

作者简介：张丹丹，宁夏回族自治区银川市，宁夏回族自治区贺兰县第一中学。