浅谈模型建构在高中生物教学中的应用

赵印魁

（河北省霸州市第四中学，河北 霸州 065700）

模型建构是一种重要的科学方法。高中生物新课标要求明确指出：要将提升每一位高中学生的生物科学素养作为整个课程标准实施的关键性任务。现阶段我国高中生物新教材中与此相呼应，也列出了“模型建构”的良好教学方法。《美国国家科学教育标准》中也要求学生：运用逻辑和证据来构造和修改科学解释和科学模型，将其作为进行科学探究所需要地基本能力。人教版高中生物新教材选择的内容充分体现了这种要求，其中含有丰富的模型建构的素材。用好这些素材充分发挥模型的作用，运用模型建构的方法迫在眉睫。

一、模型的概念、类型及特征

模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作地一种简化的概括性的描述，是科学研究中对复杂事物的一种简单的描述方法。通过模型，抓住事实的最主要的特征和功能，以简化的形式去再现原型的各种复杂结构和功能。

概括性的描述是可以定性的，也可以是定量的，有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。模型分为三类：物理模型、概念模型、数学模型。

物理模型的构建对于学生建立感性和抽象性思维有很大的促进作用；数学模型则有助于提高学生借助数学工具解释和归纳生物问题的能力，很好地培养跨学科思维和运用能力；概念模型的学习是提升学生抽象思维、逻辑思维的最佳途径，整体提高学科素养。

二、模型建构在生物教学中的意义

（一）模型建构能够有效地激发学生的学习兴趣

在高中阶段，生物作为一门重要的学科，对学生的学习和生活都有很重要的作用，与日常生活以及大自然息息相关。模型的作用，能够有效地活跃课堂的学习氛围，能够将抽象难懂的生物知识变得简单化，帮助学生更好地理解和掌握生物知识，能够充分的激发学生对生物的学习兴趣。生物模型的建构方法具有多样性，甚至简单的学习工具都能让抽象的知识变得生动直观，学生也比较喜欢动手制作有趣的模型。模型的构建不仅调动了学生的学习主动性，也强化了学生的主体地位。

（二）模型建构有利于提高学生的自主学习能力

在高中生物教学中应用模型教学法，有效的提升学生的自主学习能力。新课改倡导的教学理念是以学生为主体，强调学生是学习的主人。应用模型教学法能够开发学生的思维，提高学生对知识的探索欲望，从而不断地提升学生的自主学习能力。模型的构建需要学生在脑海中针对知识形成一种映射，通过模型将知识进行直观的表达，长时间的训练学生就会形成一种独立思考的思维，运用模型构建的方法解决实际问题，也积极鼓励学生进行合作学习。在合作中意识到自身的不足，吸取别人优秀的学习思路，从而不断实现共同进步。

三、模型建构在生物教学中的应用

（一）建构物理模型，使知识形象化、直观化

物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，其最显著的特点是形象直观。在教学过程中通过模型建构与展示，不仅有利于加深学生对所学知识的记忆、理解，也能够引导学生进行发散思维、提高学生的探究能力，学会科学研究的基本方法。例如在学习“DNA分子结构”时，就可以利用物理模型来进行直观的教学，能够让学生更好地理解和掌握DNA的分子结构，还能直观的描述DNA分子结构的特征，帮助学生更好的学习和理解生物知识。

（二）建构数学模型，揭示问题本质

数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式。一般步骤：观察研究对象，提出问题——提出合理的假设——根据实验数据，用合适的数学形式对事物的性质进行表达——通过进一步的实验和观察，对模型进行检验或修正。数学模型的建构过程不仅需要学生掌握其步骤，还需要学生能够领悟归纳出其规律。例如在学习“有丝分裂”过程中染色体、染色单体以及DNA数量的变化规律，就可以构建数学模型，让学生更好地理解有丝分裂的过程，学生通过动手实践来更好地理解和掌握相关的知识。

（三）建构概念模型，梳理知识的内在关系

概念模型是以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。可以使学生深入理解基础知识，辨析知识之间的联系与区别使知识结构化，同时有利于培养学生的归纳、概括和语言表达能力。例如在学习“物质跨膜运输方式”的相关内容时，在课程结束时，可以让学生构建一个概念模型，能够掌握良好的知识结构，加深对知识点的理解和掌握。概念模型也可以应用于专题复习，依据专题的内容构建完善的知识体系，让学生直观了解该专题的学习内容，从而有效的复习。

总之，在高中生物教学中应用模型建构的教学方法，能够帮助学生更好地理解和掌握相关的生物知识，还能让学生的实践能力和创新意识得到有效的培养，对学生的学习和发展有积极的促进作用。