高三生物复习中模型构建的运用和思考

摘 要：在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）中，构建模型是高中生必须掌握的科学方法之一，对提高学生生物复习效率、增强其综合分析能力和发展科学思维能力大有裨益。本文分析了模型构建对于高中生物复习的意义，并针对其在高三生物复习中的运用进行了思考。

关键词：高三;生物学科;模型构建;复习

中图分类号：G427                                  文献标识码：A                                       文章编号：2095-9192（2021）03-0052-02

引 言

生物模型是人们采用“简化和理想化”的方法将研究对象非本质的细节和联系舍去，用一种假想结构对原型的本质特性进行的概括性描述。通过模型建构，很多生物学现象和生命活动之间的联系和作用会更加突出和鲜明。我们通过模型构建可以获得更直观、更简单的解释，比简单、枯燥的文字描述更具表现力。《课程标准》也提出：“应用模型与建模等方法來探究、阐释生物现象及其规律，审视或认证生物学社会议题。”[1]通过构建模型开展教学是展示知识的重要途径，也是高三生物复习中的重要方法之一。

一、高三生物复习中进行模型构建的意义

高三复习的主要任务之一是提升学生生物学科素养。教师综合应用物理模型、概念模型、数学模型等工具，不但能使学生全面了解教材中的基础知识，而且对提升学生探究和解决问题的能力具有重要价值。模型构建在复习中的重要作用可以从以下四个方面体现出来。

第一，模型在复习中的应用可以使学生拓展学习深度。学习模型的建立过程是一种主动学习的过程，它要求学生用所掌握的基础知识在头脑中建构一个模型。这一过程不仅能加深学生对知识的认知，优化已掌握的知识结构，还能使他们学会学习，掌握知识获取的方法。第二，模型在复习中的应用可以提高学生学习兴趣和自信心。生物知识模型化能够将学习内容更加生动、直观地表现出来，刺激学生的感官，提升学生的学习主动性。第三，模型在复习中的应用可以提高学生的生物成绩。第四，模型在复习中的应用可以培养学生的科学思维。科学思维可以帮助学生形成对世界的正确认知，使学生用科学的方法和态度来看待和解决问题。

二、模型构建在高三生物复习中的运用

（一）夯实基础知识，储备模型基础

在高三生物复习课堂上，运用模型构建的方法和思路进行复习之前，教师应确保学生已掌握基础知识，在此基础上进行模型建构，能使学生更深刻、准确地理解相关知识。例如，在复习细胞膜的知识时，学生首先要了解构成细胞膜的物质有磷脂、蛋白质、糖类等，还要明确磷脂的结构组成及特点，并熟知蛋白质、糖类的结构与功能。只有在掌握以上基础知识的基础上，学生才能正确构建细胞膜的流动镶嵌模型，深刻理解细胞膜的结构特点和功能。

（二）生物建模方法指导

生物模型构建是一种主动学习的综合性策略，需要调动学生的主观能动性和思维能力。这种教学策略效果会受学生对基础知识和建模方式的掌握程度的影响，需要在教师的指导下完成。根据不同模型的结构和特点，高中阶段构建方法可分为以下三种。

1.物理模型的建构方法（以DNA分子的平面结构模型为例）

（1）基本了解DNA分子的基本组成和空间结构。DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而脱氧核苷酸是由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基三种物质组成。

（2）根据“形似、实用、易得”等原则选取合适的材料。可选用生活中的一些废弃品或便宜易取的材料来作为建构材料，如可用饮料瓶盖作为磷酸，牙签作为氢键等。

（3）确定各分子的大小及数量。磷酸、脱氧核糖、含氮碱基数量比例为1∶1∶1;碱基A与T 数量相等，碱基C与T数量相等;A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键。

（4）制作模型建构的基本单位。将磷酸、脱氧核糖、含氮碱基连接起来，注意连接位点与方式，制成四种脱氧核苷酸。

（5）将基本单位按照一定关系进行连接。将脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成两条单链反向平行放置，注意遵循碱基互补配对原则，碱基A与T配对，C与G配对，并用氢键连接。

2.概念模型的建构方法（以生态系统的能量流动概念模型为例）

（1）明确建构对象的显著特征、变化规律，并作出简要归类，为模型的正确建构奠定知识基础。

各营养级能量来源：第一营养级：太阳能;其他营养级：上一营养级。

各营养级能量去路：最高营养级：呼吸作用散失、流向分解者。

其他营养级：呼吸作用散失、被下一营养级同化、流向分解者。

（2）根据要点，突出显著特征，忽略细节，草拟简图（见图1）。

（3）增加文字注释，使表达更明确;调整箭头、方框大小，使相互之间的关系表达更准确;添加图注（见图2）。

3.数学模型的建构方法

（1）明确自变量和应变量，标出坐标系中横纵坐标轴代表的变量含义，并注明单位;（2）根据变量关系，在坐标系中标注坐标点，要特别注意特征点的标注，如起点、拐点（变化点）、定点、终点等，然后用曲线绘制出总体变化趋势;（3）复查无误后，在坐标系中加粗绘制连贯、美观、平滑的正式曲线;（4）如果需要在同一坐标系中画出多条不同的曲线，还应注意曲线之间的逻辑关系和位置关系，并注明每条曲线的名称，标出相应的图注。

三、复习中模型构建运用的思考

（一）加强教学指导，提升学生能力

高中生思维能力水平及知识储备存在一定的缺陷，直接对学生采用模型教学，会占用大量学习时间，难以提升整体学习效果[2]。因此，在进行模型构建方法指导时，教师可以利用一些典型的模型构建法，让学生通过模仿和学习，领悟一些固定模型构建的简单方法。这样便能让学生快速应用模型构建方法，提升复习效果。

（二）学校助力建模，教师加强储备

新时代，学校应更加重视模型教学，给予教师一定的支持，购置适当的模型建构资源。教师可以主动从生活资源中寻找建模素材，了解周边资源的可利用情况;在复习中，教师应综合考虑教学目标和学生需求的匹配度，时刻践行以学生为主体的教育理念，合理构建和使用模型。

结  语

综上所述，生物建模在高三生物复习教学中的运用，能够让高三学生在思维品质、学习兴趣、解题习惯上发生明显变化，同时也能让教师的教学观念发生较大转变。一方面，在高中生物复习中应用模型构建法，能使学生清晰地掌握知识脉络，从而提高复习效率;另一方面，教师掌握了更为有效的教学策略，能够提高教学水平，促进高中生物教学全面发展，从而更有利于提升学生的生物学科素养。

[参考文献]

中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

张爱燕.数学模型在高三生物复习中的应用研究[D].贵阳：贵州师范大学，2019.

作者简介：毛爱华（1986.7-），女，江苏仪征人，中学一级教师，硕士学位，研究方向为高中生物教学及班级教育管理。