模型建构与初中生物概念教学

何毅珑

（福建省厦门市新民中学，福建厦门 361000）

引 言

《义务教育生物课程标准（2011年版）》要求教师重视学生解决问题能力的培养，使学生能够将生物知识与生活实际进行整合。生物概念是生物学本质属性及特征形式的反映，也是生物学知识体系的有机组成部分，这是生物教学的重点，运用模型构建的方式可以大大提升生物教学实效。

一、模型建构概述

（一）模型建构的内涵

所谓模型建构是以一定的科学研究目的为依据，在一定的假设条件下，以模型研究来解释原型形态、本质特征的方法，模型构建能够将复杂的问题简单化，将抽象的问题直观化，是一个化难为易的过程。生物模型分为物理模型、数学模型及概念模型等，教师可结合生物教学内容、学生学习特点，合理选择模型，从生物现象、生物形态、生物结构等方面入手，帮助学生高效学习概念，深化学生对概念的理解和记忆。

（二）模型建构的作用

1.模型构建能够提高学生形象思维能力

学生在学习物质微观结构、生物现象与生理过程时，脑海中先要建立起正确形象，这样才能够将文字内容与现实进行有机整合，进而进行推理、分析和判断。举例来说，如果学生没有建立“肾单位模型”，就不能很好地理解尿液的形成过程。一部分学生的生物学习效果不佳，就是因为他们的形象思维能力差，而模型构建能够帮助学生培养形象思维，尤其是物理模型构建，这是一种最直接、最有效的培养学生形象思维的方法，可以大大加深学生对生物概念的认知，为学生的生物学习奠定良好的基础。

2.模型构建能够培养学生的创新能力

在教学改革不断深入的背景下，在初中生物教学中，教师要更加关注学生创新能力与创造力的培养。但是，由于传统生物教学方式单一，教师在教学中忽视了学生的学习自主性，在学生创新能力与创造力培养方面效果不显著。而教师在教学中进行模型构建，能充分凸显学生的学习主体性。

3.模型构建能够提高学生的认知水平

学生的知识经验包括概念系统与表象。以本文研究的概念教学为例，其中包括概念、原理、规律、理论等。初中生物概念中包括很多抽象的内容，而初中生本身不具备相关认知经验，因此，学习难度很大，学习效果也不明显。在概念教学中，教师引导学生进行模型构建，帮助学生获取系统知识，完善学生认知结构，从而促进学生认知水平的提高，提高学生概念学习实效。

二、初中生物概念教学的模型构建策略

（一）建构物理模型

物理模型是模型构建的有机组成部分，在初中生物教学中引入物理模型，可以大大提高学生学习概念的效果，物理模型以实物、图形等直观表现方式展示生物概念特征，其思维要点是将复杂的问题简单化[1]。学生先要掌握生物概念特征，再将这些特征具象化、形象化，从而实现物理模型构建。从某种意义上分析，学生只要具备有关生物形态、结构形态的再现能力，就可以掌握构建生物模型的能力，生物模型在初中生物概念教学中能够起到非常积极的作用。

一种物理模型构建是生物实验室配备齐全的物质模型，如细胞结构模型、人体解剖结构模型等，教师可充分利用这些模型，在概念教学中指导学生观察、拆卸和装配。学生反复进行这样的练习，就可以加深对概念的记忆和理解。以“心脏结构模型”为例，教师可先让学生观察心脏外观，再区分前后，在这个基础上，再引导学生拆卸模型，观察心脏四个腔体及血管连接情况，针对四个腔的心壁厚度进行观察，看心脏左右、上下是否相同，以及房室瓣、动脉瓣开口方向。

这样的模型构建能够使学生对心脏结构模型产生深刻的印象及感性认知，此时，教师可合理提出问题来规范学生的思维方向，激发学生对新知识的探究和思考欲望，实现学生从现象到本质学习的过渡，培养学生全面、客观认识问题的能力，加深学生对概念的理解与记忆。

另外一种就是生物教材中图形或者表格模型的利用。比如，“食物链”概念教学中，生产者、消费者、分解者是教学的重点和难点，那么，教师就可以利用图形与文字相结合的方式，引导学生一边看图，一边思考，使其对图形、图片进行对比分析、说明，从而加深对“食物链”概念的理解，正确把握概念内容、原理及规律。

（二）构建过程模型

初中生物中的很多概念在形成过程中是相对抽象、复杂的，因此，学生的学习节奏必须与教师讲解的节奏保持一致，否则就很难理解生物概念的内涵和本质。而教师采用构建过程模型的方式，可以有效解决这个问题，强化学生对生物概念的理解和记忆。

例如，“人的性状和遗传”一节中的“基因控制生物的性状”，该概念的形成过程中涉及隐性基因、显性基因，及其性状、传递等很多原理及概念，并且这是一个变化、动态的过程，单凭教师口头讲述，学生是很难真正理解其内涵的。而教师借助模型教学，通过构建过程模型的方式能够帮助学生快速理解概念内涵。教学中，教师可使用“A”表示显性基因，使用“a”表示隐性基因，之后，与学生一同使用这两种素材模拟不同基因型与表现型，在这个基础上，再指导学生在白纸上用箭头、“A”、“a”构建“能产生单眼皮后代的双眼皮父母的基因传递过程及后代性状表现”的过程模型（见图1），并进行讲解。学生完成模型构建后，教师以人的耳垂形状为例，鼓励学生自主进行遗传规律的模型构建，以此巩固学生对概念的理解和认知，逐步帮助学生建立完整的概念体系。

图1

（三）建构数学模型

数学模型是生物学习中研究生命本质、运动规律的有效手段，通过数学分析综合、构建坐标曲线图等方法，能够揭示生物体结构、生物生理代谢、生命活动及规律等知识点，提高学生对概念的理解与认知。教师可以先与学生一同识图、画图，确定横坐标、纵坐标，之后建立两者的联系，以及其分别表示什么，在这个基础上确定曲线中某些特殊点的生物学意义，最终分析出曲线的走向与变化趋势。

例如，“青春期的身体变化曲线”相关概念教学中，在构建数学模型前，学生要了解青春期发育特点，总结这些数据后构建数学模型。如构建女生、男生身高增长速度曲线，通过构建坐标曲线图，学生能更好地理解和记忆这部分知识和概念，在增强生物教学趣味性的同时，也大大提高了概念教学实效。

另外，生物坐标轴曲线图在“光合作用、呼吸作用”等概念教学中也发挥着重要作用，以“细胞分裂”概念为例，教师可引导学生构建染色体细胞分裂前后数量变化的数学模型X→2X→X，通过构建数学模型，加深学生对概念内容及意义的理解。

结 语

初中生物教学中概念教学是不可或缺的一部分，概念是学生学习生物的基础，也是学生学习生物的重点、难点。模型构建是一种培养生物概念学习方法的途径，教师教会学生模型构建，能使其记忆和理解很多抽象、难懂的概念、规律、定理等，不仅能提高学生生物学习实效，还能促进学生学会知识迁移，提高学生各个学科的学习能力。