物理模型在高三生物复习中的运用

李湘琳

摘要：《普通高中生物课程标准》将生物学学科核心素养作为课程宗旨，科学探究的重要作用再次得到重视，通过模型构建能培养学生科学探究的能力。对此，本文将以高三年课堂教学为切入点，分析物理模型在生物课堂教学中的应用价值，结合高中生物模型建构运用的现状，列举出高中生物课堂改进的方法，仅作抛砖引玉之用。

关键词：物理模型;高三复习;应用方法

引言：

在实施新课程标准的大背景下，生物学科作为培养学生逻辑思维和实践能力的重要基础学科，在高三生物复习过程中，如果能居于生物学的事实和证据结合模型与建模，尤其通过对物理模型的灵活应用，对学生掌握生物的核心概念，培养学生科学实践能力，在新情境下解决问题，具有重要的意义。

一、高三生物复习过程中模型建构的应用价值

《中国高考评价体系》对学生的科学思维提出明确的要求，要求能运用模型与建模解决生活实践中的问题。《普通高中生物课程标准》也在宏观上明确强调了学习生物的重要价值，而且也提出了一系列的要求，学生需要掌握基本的模型建构方法，由此来展开多元化的探究和分析，在实践的过程中逐步形成建模思想并具备建模能力。模型的构建能够引导学生完善自身的知识结构，形成生物学概念，能够让学生的成长符合教育的标准和需求，培养学生的思维能力，激发出学生的创造力和想象力，符合高校对人才选拔的要求。

二、高中生物模型建构教学的发展现状

绝大部分高三生物教学依旧侧重于研究高考试题，教师培养学生的目的大多是为了提高他们的笔试水平，让学生掌握不同章节的知识点，并没有真正意识到学生动手等综合能力发展的必要价值，对学生模型构建能力的培养没有足够的重视和关注。即便是创设了相应的模型，大多也只是为了满足公开课课堂教学的需要，并没有真正让学生掌握模型建构的思想和方法。再加上很多学校拥有的资源是相对有限的，模型构建在课堂教学中运用的效果并不十分理想。除此之外，一些教师并没有从传统的模式中寻求改革和创新，依旧是”满堂灌”，观念较为落后，让学生通过题海战术来积累更多的考试经验和技巧，这种机械性的练习会让学生产生固有的思维定式，当他们遇到与模型建构有关的问题或者新情境时，往往也会感到手足无措，学生对抽象知识的理解更是无法深入，许多知识只是停留在较为浅显的层面上。

三、物理模型在高中生物复习中的应用方法

（一）应用于减数分裂的教学。减数分裂内容在高中生物中占有重要的地位，这部分内容与遗传的基本定律及生物的变异关系密切，学生在解决问题的过程中受到诸多困扰。虽然这部分内容在复习时可以通过归纳总结等形式让学生去掌握相关的知识点，但在知识的运用方面学生经常感到困难。细胞在减数分裂过程中，染色体的行为和数目是如何变化的？为什么会发生这样的变化？对于这些微观的内容要让学生凭空想象是挺难的，需要具备一定的空间想象能力，虽然可以借助PPT课件来增强学生的感性认识，但效果不很理想。因此，在复习时教师可以引导学生通过物理模型来建构减数分裂过程中染色体变化的各个阶段，这样可以带来更加直观的视觉体验，真正领悟减数分裂的实质。具体做法是：教师可以给学生分发两种不同颜色的纸片，让学生分成不同的小组先自行绘制出染色体，然后再把染色体裁剪下来，进一步还原减数分裂时染色体的动态变化过程，同组的学生可以根据自己的绘制结果自由模拟，自由组合，加深对知识的理解，教师也可以让学生上台进行演示[1]。当然在材料的选择方面，扭扭棒和橡皮泥等也是不错的选择材料。

（二）应用于性状分离比教学。孟德尔遗传定律在高中生物占据重要的地位。分离定律是自由组合定律的基础，尽管教材运用假说-演绎的科学方法并结合相关的数据和图表，对这一定律作出了阐释，但有的学生学生无法理解分离定律的本质和内涵，他们在复习的时候也很容易忽略一些重要的问题。这种情况下，教师可以借助物理模型，让学生能够通过实验探究来验证这一定律。教师可以先准备好两个小桶，分别代表雌性器官和雄性器官，每个小桶内装上两种彩色小球，分别表示两种雌配子和两种雄配子，然后再让学生从不同的小桶里分别抓起一个小球，记录两球结合的结果，当重复50～100次之后，统计出最后的結果，并对这一结果用分离定律作出解释。在模型建构时，应结合相关的问题让学生思考，例如：每个小桶中两种颜色的小球数量要求一样吗？为什么？两个小桶中小球的数量要求相同吗？为什么？不同的小桶里分别抓起一个小球并结合，模拟什么过程？这样带着问题去完成模型建构更具有重要的指导意义。当然，由于高三复习的时间安排较为紧凑，教师也可以鼓励学生通过绘图的形式来建构物理模型，这样的学习过程更具有实效性。

（三）应用于生物膜教学。生物膜学习是打开生物学大门的一把钥匙，生物膜本身也具有明显的特点，例如选择透过性、一定的流动性，亲水性和疏水性等等。生物膜的结构特点决定生物膜的基本功能。为了更好掌握生物膜的结构特点，可以组织学生用身边的废旧物品，制作生物膜的结构模型。由于生物膜具有流动性，所以学生必须要在制作的过程中分清生物膜的结构层次，在任务驱动的引导下，使制作的过程就是一个知识建构的过程，加深对生物膜的理解，更直观掌握生物膜的结构特点。除此之外，教师也可以在课堂上根据不同类型的练习，让学生结合绘图等方法来解决问题，把物理模型运用到解题的过程中[2]。

综上所述，物理模型在高三生物复习中的应用是合理且必要的，这是培养学生科学思维和科学探究的应有之策，也是解决生物抽象概念教学难题的有效措施。本文通过减数分裂，性状分离比，生物膜这三个案例，论述了物理模型的应用方法，具有一定的借鉴作用。

参考文献：

[1] 刘宗巨. 物理模型在高中生物教学中的实践应用初探[J]. 考试周刊，2019（31）.

[2] 罗克超. 模型建构在高三生物复习教学中的应用——以”光合呼吸”专题复习为例[J]. 西部素质教育，2019，005（008）：226-227.

（基金项目：福建省中青年教师教育科研项目“物理模型在理科综合教学中的拓展应用研究”，NO.JZ170422）