新课程背景下高中生物模型的构建策略

刘蓉蓉

摘 要：高中生物教学中，有效的教学方法之一就是构建生物模型，它有助于学生更好地理解生物概念和原理。通过构建生物模型，学生可以将抽象的知识转化为具体的形象，提高学习的趣味性和可视化程度。生物模型还可以帮助学生进行实验和研究，培养学生的科学研究能力和创新意识。然而，在实际教学中，仅仅构建生物模型是远远不够的，还需要将其与实际生物现象和实验结合起来，引导学生运用所学知识进行科学探究。此外，在生物模型的构建过程中，教师应该注重培养学生的动手能力和创新思维，并鼓励学生自主设计和改进生物模型。通过合理有效的运用和引导，生物模型的构建可以成为高中生物教学中的一种重要教学手段，促进学生的科学素养和研究能力的全面发展。

关键词：高中生物；新课程；模型构建

新课程改革背景下，高中生物教学注重培养学生的科学研究能力和创新意识。构建生物模型是一种重要的教学方法，可以帮助学生更好地理解生物概念与原理，并能够应用所学知识进行生物实验和研究。因此，新课程改革提出了发展学生科学素养和创新意识的目标，并强调学生的主动性和参与性。高中生物教学需要通过创设适宜的学习环境和教学方法，培养学生科学研究能力和实验操作技能。构建生物模型作为一种重要的教学手段，可以帮助学生更好地理解抽象的生物概念和原理，提高学生的思维方式和动手能力。本文将结合课堂实践经验，探讨高中生物模型的构建方法和实施效果，并分析其在培养学生科学素养和研究能力方面的作用。

一、高中生物教学存在的问题

（一）知识记忆和应用分离

在传统的高中生物教学中，往往注重对知识的记忆和理解，忽视了对知识的应用和实践。学生通过死记硬背来掌握大量的生物知识，却无法将所学知识运用到实际生活和科学研究中。这使得学生对生物的兴趣和动机降低，容易产生厌学情绪。同时，生物知识的应用也是考试和综合评价的重要内容，不仅仅是知识的掌握程度，更是学生培养科学思维和解决问题能力的重要途径。

（二）抽象概念难以理解

高中生物学科涉及许多抽象的概念和原理，如细胞结构、遗传规律、生态系统等。学生往往难以把握這些抽象的概念，因为它们无法直接观察和感知。仅仅通过教科书和讲解的方式，学生很难深刻理解这些概念的含义和应用。这导致学生对学科内容的理解程度有限，缺乏对生物原理的整体把握和系统思考能力。

（三）实验操作技能的欠缺

生物学科是一门实验性很强的学科，实验是学生培养科学素养和探究能力的重要途径。然而，在传统的教学中，学生往往缺乏对实验操作的实际经验和技能，无法独立设计和完成生物实验。这不仅限制了学生的实验探究能力的培养，还影响了学生对生物实验结果的理解和分析能力。实验操作的欠缺也使得学生对科学研究的兴趣和动机降低，无法体验到科学研究的乐趣和成就感。

（四）缺乏科学研究能力的培养

高中生物教学应该注重培养学生的科学研究能力和创新意识，但是在实际教学中，往往缺乏对学生科学研究能力的培养，学生缺乏科学研究的基本方法和技能，无法进行科学思辨和科学实践，仅仅停留在对知识的接受和应用层面，缺乏对生物问题的探究和深入思考。这使得学生的学科素养和科学研究能力无法全面发展，无法适应未来科学发展的需求。

二、新课程背景下高中生物模型构建的优势

（一）增强学生的学习兴趣和参与度

基于新课程的生物模型构建能够激发学生的学习兴趣，使学生更加主动地参与学习过程。与传统的课堂教学相比，生物模型具有形象直观的特点，可以帮助学生更好地理解和记忆生物知识。通过亲自动手构建和操作模型，学生可以亲身体验科学实验和观察的过程，感受到科学的乐趣和挑战。这种积极参与和互动能够提高学生的学习积极性，使学生更加主动地掌握和运用生物知识。

（二）促进学生的思维能力和创新能力的发展

基于新课程的生物模型构建有利于培养学生的科学思维和创新能力。在模型构建的过程中，学生需要运用科学的方法和思维方式，进行观察、实验和推理，从而解决问题和探索新的知识。通过分析和比较不同模型的优缺点，学生可以培养系统思维和创新意识。同时，学生还可以根据自己的经验和思维进行创新，提出新的观点和解决方法。通过思维训练对学生的批判性思维、创造性思维和解决问题能力进行培养，为未来的学习和研究奠定基础[1]。

（三）拓宽学生的学习视野，提高合作能力

基于新课程的生物模型构建能够拓宽学生的学习视野，提高合作能力。构建生物模型需要学生进行大量的背景知识搜索和信息整合，学生可以通过网络和图书馆等渠道获取相关的资料和信息，了解不同领域的研究进展和应用。此外，学生还可以与同学共同合作，通过讨论和交流，分享自己的构建经验和成果，培养学生的团队合作精神和沟通能力，提高学生解决复杂问题并创新的能力。

（四）提高高中生物教育的实效性和可持续性

基于新课程的生物模型构建能够提高高中生物教育的实效性和可持续性。传统的教学方式往往依赖于教师的讲解和学生的听课，学生容易遗忘所学的知识。而生物模型具有形象直观的特点，可以帮助学生更好地理解和记忆生物知识。通过构建生物模型，学生可以将抽象的概念转化为具体的形象，加深对生物知识的理解和记忆。此外，学生还可以通过拍摄照片或录制视频，进一步巩固所学的知识。这种新颖的学习方式能够提高学生的学习效果和学习兴趣，为高中生物教育的实效性和可持续性提供支持。

三、新课程背景下高中生物模型构建的策略

（一）以问题为导向的学习促进模型的构建

以问题为导向的教学方法，通过设疑启发学生思考，促使学生积极主动地探索和发现知识。在高中生物教学中，以问题为导向的学习具有重要的意义。首先，以问题为导向的学习可以激发学生的学习兴趣，使他们更加主动地参与到学习中来。其次，以问题为导向的学习可以培养学生的动手能力和实践能力，帮助他们理解和掌握生物知识。最后，以问题为导向的学习可以培养学生的科学思维和创新能力，提高他们解决问题的能力[2]。

以“DNA雙螺旋结构”为例，教师可以设计一个实验，通过控制不同因素的变化来观察DNA双螺旋结构的形成和稳定性。具体操作步骤如下：①准备实验材料：DNA样本、不同浓度的盐溶液、不同温度的水浴、显微镜等。②实验操作：将DNA样本分别放入不同浓度的盐溶液中，观察DNA的结构变化；将DNA样本分别放入不同温度的水浴中，观察DNA的结构变化。③实验结果：学生通过显微镜观察和记录DNA的结构变化，通过数据比较和分析，得出对于DNA双螺旋结构形成和稳定的影响因素。④结果分析与总结：学生可以将实验结果进行比较和总结，分析不同因素对DNA双螺旋结构的影响。他们可以得出结论：盐溶液浓度和温度的变化会影响DNA双螺旋结构的形成和稳定性。通过以上的实验操作，学生不仅可以观察和记录DNA双螺旋结构的变化，还可以通过数据分析和总结得出对于DNA双螺旋结构的影响因素。这种以问题为导向的学习方式既可以培养学生的科学思维和实践能力，又可以帮助他们更好地理解和掌握DNA双螺旋结构的相关知识，并可以培养科学思维和实践能力，还可以更加深入地理解和掌握相关的知识，更好地理解模型的构建。

（二）引入具体实例和图像化技术了解模型的构建方法

为了帮助学生理解抽象概念，教师可以引入具体实例和图像化技术，将抽象的概念转化为形象的形式。例如：在教授遗传规律时，可以通过引入家族遗传的实例，让学生了解基因的传递规律和基因型与表型的关系。同时，教师还可以使用动画、模型、幻灯片等图像化技术，将细胞结构、遗传规律等抽象的概念呈现给学生，使学生更直观地理解和记忆相关知识。在基于新课程下的高中生物模型构建中，引入具体实例和图像化技术可以帮助学生更好地理解和记忆达尔文的自然选择学说。通过具体实例和图像化的方式，学生可以更加直观地理解自然选择的原理和作用。达尔文的自然选择学说是生物学中非常重要的一种理论，它认为物种的适应性是由于自然选择的作用，有利于适应环境的个体有更大的生存和繁殖机会，进而使适应性特征在物种中逐渐积累。为了帮助学生理解自然选择的原理，教师可以引导学生通过实例构建模型，以图像化的方式展示自然选择的过程。

例如：教师可以选择一种具有明显适应性特征的动物或植物，如长颈鹿或麦角菌。以长颈鹿为例，教师可以引导学生使用不同长度的木棒代表长颈鹿的颈部，然后模拟食物的高度进行选择。在模型中，学生可以观察到食物位于不同高度的情况下，长颈鹿颈部长度对食物获取的影响。通过这个简单的模型，学生可以直观地看到适应性特征对生存和繁殖的重要性，进而理解自然选择的原理。此外，教师还可以运用图像化技术，如图示和动画，以进一步帮助学生理解和记忆自然选择的原理。通过图示展示不同环境条件下物种适应性特征的变化，可以让学生更加直观地了解适应性特征如何随着环境的改变而改变。通过动画展示物种在不同环境中的竞争和繁殖过程，可以帮助学生更好地理解自然选择的作用和结果。例如：通过展示鸟嘴的形状和种子的类型，学生可以了解鸟嘴形状对不同种子的获取能力的影响。通过观察不同鸟嘴形状的鸟类如何在不同环境中选择适合自己的食物，学生可以更加直观地了解自然选择如何推动物种适应环境。学生通过亲自操作模型、观察图像和动画，能够将抽象的概念转化为具体的形象，加深对自然选择的理解和记忆。这种图像化的教学方法不仅能够提高学生的学习兴趣和参与度，还能够帮助学生更好地掌握和运用生物知识，了解模型的构建方法。

（三）实验操作与理论知识结合

将实验操作与理论知识的学习结合起来，才能更好地培养学生的实验操作技能和实践能力。在教学过程中，在课本实验的基础上，进一步设计一系列有针对性的实验，放心大胆地让学生动手操作：观察、记录实验现象、分析实验结果，并将其与理论知识进行对比和验证。通过实际操作，学生不仅能够加深对生物知识的理解，也能培养实验设计和数据分析的能力。在新课程背景下，高中生物课程强调了理论知识与实验操作的结合，以帮助学生更好地理解和掌握生物的基本原理和概念。

以“J型曲线变化”为例，教师可以设计一个实验，通过控制不同因素的变化来观察J型曲线的变化。教师需要准备实验材料：营养物质溶液、细菌培养皿、恒温水浴、显微镜等。将营养物质溶液放入不同的细菌培养皿中，培养条件相同。分别在不同时间点取样观察细菌数量的变化。学生通过观察和记录细菌数量的变化，绘制J型曲线图。通过数据比较和分析，得出影响J型曲线变化的因素。学生可以将实验结果进行比较和总结，分析不同因素对J型曲线变化的影响。他们可以得出结论：营养物质的浓度是影响J型曲线变化的重要因素。通过操作，学生不仅可以观察和记录J型曲线的变化，还可以通过数据分析和总结得出影响J型曲线变化的因素。然后，教师可以引导学生通过理论知识来解释实验结果，进一步加深学生对J型曲线变化的理解。在这个案例中，学生可以学习到营养物质浓度对细菌生长的影响，从而理解J型曲线变化的原因和机制。

（四）科学研究项目的开展完善模型构建

为了培养学生的科学研究能力和科学思维，教师可以组织学生开展科学研究项目。例如：在生态系统的教学中，教师可以引导学生选择一个具体的生态问题，设计实地考察、实验和数据分析等环节，进行科学研究和探究。通过实际的科学研究，学生能够培养科学思辨、问题解决和团队合作等能力，提高学生的科学研究素养。在新课程背景下的高中生物模型构建中，科学研究项目的开展可以培养学生的科学探究能力和创新能力，激发学生的学习兴趣和科学思维。

以“细胞膜的流动线镶嵌模型”为例，细胞膜是细胞的外界界面，具有多种重要功能，如维持细胞内外环境的稳定、物质的运输和信号的传递等。在新课程背景下，引入细胞膜的流动线镶嵌模型可以帮助学生更好地理解细胞膜的结构和功能。首先，教师可以引导学生构建一个细胞膜的流动线镶嵌模型。学生可以使用不同颜色的线或细棒代表脂质双层，将这些线或细棒进行交叉排列，形成网格状的结构。然后，教师可以引导学生观察和分析模型中细胞膜的流动线的变化和运动方式。通过实验和观察，学生可以了解细胞膜的流动性和动态结构。其次，教师可以引导学生提出问题和假设，进行进一步的实验和分析。例如：学生可以研究细胞膜的流动线对不同环境因素的响应，观察流动线在不同温度、pH值或离子浓度下的变化。通过实验数据的收集和分析，学生可以探究细胞膜的流动线镶嵌模型的特点和功能。为了进一步提高研究项目的可行性和科学性，教师可以引导学生进行文献调研和数据分析，了解前人的研究成果和思路。学生可以通过检索相关的科学文献和资料，了解细胞膜流动线的镶嵌模型研究进展，并结合实验数据进行科学讨论和解释。这样的科学研究项目可以帮助学生深入理解细胞膜的流动线镶嵌模型，提高学生的科学素养和创新能力，进一步完善模型的构建原理。

结束语

总之，新课程背景下的高中生物教学，可以采取以问题为导向的学习、引入具体实例和图像化技术、实验操作与理论知识的结合以及科学研究项目的开展等策略来构建生物模型。这些策略旨在提高学生对生物学科的学习兴趣和动机，帮助学生理解抽象概念，培养实验操作技能，提高学生的科学素养和科学研究能力。

参考文献

[1]丁健峰.分析高中生物新课程中的模型、模型方法及模型建构[J].中国多媒体与网络教学学报（下旬刊），2023（3）：46-48.

[2]蔡霞.高中生物新课程中的模型建构[J].中学课程辅导（教师教育），2019（12）：70.