学习进阶理论下建模教学在初中生物教学中的应用路径分析

作者简介：石媛媛（1983～），女，汉族，江苏南京人，江苏省南京市江宁开发区学校，研究方向：生物教学。

摘 要：当前建模教学在生物课堂中发挥了巨大的育人价值，初中生物教师在教学实践中不断探究建模教学的应用。学习进阶理论使初中生物的建模教学更符合学生的认知规律，能使学生在建模教学中更加扎实地掌握生物的本质与规律。文章分析了当前初中生物课堂教学的现状，阐述了建模教学在初中生物教学中的应用价值，陈述了学习进阶理论对初中生物建模教学的促动意义，指出了学习进阶理论下建模教学在初中生物教学中应用的策略，旨在为提升学生的建模学习能力提供一些借鉴经验。

关键词：学习进阶；建模教学；初中生物

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2024）42-0145-04

随着新课标的推行，初中生物教师在不断探究以学生为主的新型教学方法，建模教学便是初中生物教师所热议的教学方法之一。在生物课堂中应用建模教学能够使学生借助生物模型深入研究生物知识体系，促使学生在模型的建构、分析及应用中深入掌握整个生物课程体系。而学习进阶理论重在围绕学生的最近发展区引导学生由简入繁、由易入难逐层深入到生物课堂的研究中，推进学生对生物知识体系的深度学习，促进学生生物核心素养的快速提升。在初中生物建模教学中，教师应以学习进阶理论为指导思想，科学引导学生进行生物探究，使学生在合理的教学指导中强化建模意识，提升建模能力，系统完成生物知识的内化与输出过程，助力学生生物核心素养的全面提升。

一、当前初中生物课堂教学的现状分析

（一）教学活动相对缺乏系统性

当前初中生物课堂的教学仍然以零碎的知识点讲授为主，整个教学活动缺乏系统性。教师在课堂上多按照教材的设置逐个进行知识点的讲解，学生则通过被动聆听获取知识点，这样的教学活动使得学生无法主动建构生物知识体系。生物教学中，教师将更多精力投入到学科知识的理论讲解中，过于重视学生对学科知识的机械输入，忽略了学生对生物知识的创新应用，学生对生物知识缺乏深刻的理解与灵活的应用。总之，当前初中生物教学活动未能关注学生的核心素养发展状况，未能体现课堂教学的系统性。

（二）学生的生物探究兴趣较弱

学生在课堂上处于被动接收的学习状态，学生的主观思维及主动学习行为受到了严重的限制，他们在被动式的学习中很难发现生物中的问题，很难通过自主探究获取问题的解决方法。同时，处于青春期的初中生正处于好奇心重，自我表现欲强的时期，他们更希望获得充分展现自我的舞台，更希望在解决问题的过程中验证自己丰富的猜想，更希望通过解决困难收获知识，收获自信。然而，初中生的这一心理却在应试教学法中受到了压抑。此外，生物本就是一门抽象性高且内容繁多复杂的学科，这在很大程度上挫伤了学生主动学习的兴趣，使得初中生对生物的探究兴趣普遍比较低。

（三）学生的学习行为缺乏深度

随着新课标的推行，学生需要通过主动建构系统的生物知识体系，深度体验和掌握生物的本质，并运用生物知识解决现实问题。然而，当前初中生对生物的学习却处于浅尝辄止的阶段，学生对生物课堂的参与度不高，对生物知识的认知也仅仅处于浅层阶段，学生缺乏主动建构生物知识体系的意识。此外，受应试教学环境的影响，当前很多初中生过于关注生物课堂中的考点，学生的学习行为主要是为了成功应对考试，学生对生物知识的探究局限在了考试范围内，这种状况下学生对生物知识探究的广度及深度远远不足，学生的思维能力、学习能力及品格价值观很难得到有效提升。

二、建模教学在初中生物教学中应用的价值

（一）使生物课堂教学更具系统性

建模教学在初中生物课堂中的应用首先能推进生物教学的系统性，科学指导学生的学习行为，有序提升学生生物核心素养。建模教学中教师需要本着学生对生物知识的应用，引入生物模型概念，指导学生以模型为依据逐步建构生物知识体系。建模教学中，教师通过组织学生主动建构认知体系不断建构相关生物模型，系统生成生物理论知识系统。在现实问题的解决中，教师可以引导学生通过建模操作不断研究条件的变化，科学解决现实问题，从而实现对生物知识的创新应用输出。建模教学中，初中生物教师能以模型的建构与完善统领整个课堂教学，贯穿学生的整个学习行为，建构生物知识之间的联系，推进系统性课堂教学模式的形成。

（二）激发学生对生物的学习兴趣

建模教学是一种主动建构的教学模式而非被动接收的学习方法，建模教学在初中生物课堂中的应用突出了学生的主体地位，给学生提供了充分发挥主观能动的空间。建模教学的实施改变了以往生物课堂中机械化的教学状态，为学生提供了主动思考、主动探究的空间，使学生能够对生物问题展开自主探究，这在很大程度上切合学生初中生的认知特点，能帮助学生在主动探究中建构适合自己的认知体系，助力学生建立主动学习的自信心。除此之外，建模教学能为学生提供真实客观的生物模型研究依据，将抽象的生物知识具体化、形象化。学生则能通过对具象的模型研究发现生物的本质与规律，降低对生物学科的恐惧心理，从而激发学生对生物的学习兴趣。

（三）进一步强化学生课堂学习深度

建模教学的系统性决定了学生学习行为的深刻性，系统化的建模教学能够拓展学生对生物的认知，深化学生的生物探究行为。在建模教学中，学生需要主动探究生物课堂的知识体系，对所学内容进行深入思考探究，根据自身个性化的理解主动建构模型。学生需要结合教师提出的话题对所建构的模型进行实际操作及谨慎分析，一边尝试对生物问题进行主动分析，一边完善所建构的模型。在模型的具体应用中，学生需要综合所学内容进行整体性的应用，通过自主探究利用模型解决实际问题。这一系列的建模学习行为不仅能帮助学生主动建构完善的生物认知体系，还能深化学生对生物知识的探究行为，深化学生课堂学习。

三、学习进阶理论对初中生物建模教学的促动意义

学习进阶理论是一种循序渐进的教学理念，旨在由易入难引导学生由浅入深地探究生物知识。学习进阶理论在初中生物建模教学当中的应用能使教学的教学设计更符合学生的认知特点，能科学有序地推进学生对生物知识的主动建构学习。学习进阶理论下教师在建模教学的实施中首先需要以教材为核心组织学生拓展对生物知识的认知，使学生在拓展认知广度的同时能够积累建构生物模型的基础知识。接下来，教师可以带领学生深挖生物知识中的问题及内涵，带领学生通过具体操作生物模型不断尝试探究生物的本质及规律。最后，教师应进一步组织学生利用生物模型具体解决现实生活中的问题。这种进阶式的学习方法能够推进学生建模学习效果的提升，促进学生生物核心素养的快速发展。因此，学习进阶理论对初中生物建模教学具有深刻的促动意义。

四、学习进阶理论下建模教学在初中生物教学中应用的具体策略

（一）引入模型案例，激发学生建模兴趣

建模教学是一种新型的教学方法，它在初中生物课堂上的应用能转变传统应试化的教学模式，强化学生对生物课堂的探究。学习进阶理论的融合能使建模教学设计以学生的兴趣为前提，使教学设计更符合学生的具体情况，为学生的主动探究创设良好的条件。学习进阶理论下，初中生物教师在建模教学中应时刻关注学生的学习兴趣，根据学生的实际情况科学设计教学过程，不断引导学生在兴趣的驱动下投入建模研究中。当前科学领域不乏一些成功的模型案例，许多科学专业人士在生物模型的辅助下破解了诸多科技难题，学习进阶理论下，教师应在生物课堂上引入与教学内容相关的成功的模型案例，以此激发学生建模的兴趣及对课堂内容的探究欲。以苏教版七年级生物上册《我们身边的生物学》教学为例，教师可以在本堂课程中带领学生探究建模教学法的应用与价值，培养学生对建模的兴趣。课堂上，教师可以引入中国科学家首次研发仿生关节外骨骼模型的成功案例。西安交大教授徐光华及其团队通过对甲壳类动物及昆虫类动物的观察研究，首先研发出了运用于康复领域的仿生关节模型，这一模型大大提升了我国康复领域的水平。通过这一案例，学生能深刻认识到模型的重要意义及实用价值，能够感受到建模对突破科学难题，获取科学奥秘的重要意义。在建模成功案例的引导下，学生能对生物建模产生浓厚的研究兴趣，进而投入到建模的学习中。

（二）立足生物概念，启发学生建模意识

应试教学环境下初中生在生物课堂上缺乏建模意识，教师应从生物基础知识出发逐渐启发学生的建模意识。概念是初中生物课堂的基础内容，初中阶段几乎每堂课程中学生都要认识一些新的生物概念并基于这些概念深入研究相关的生物现象与本质。教师在生物教学中应重视学生对生物概念的深度理解，夯实学生的基础知识，引导学生从概念出发扩散相关知识。初中生物教师应带领学生以建模的形式对生物概念进行循序渐进的研究，鼓励学生深入理解生物概念，将微观概念、抽象概念及整体性概念以直观的模型展示出来，强化学生的深度学习。以苏教版七年级生物上册《植物细胞的结构和功能》的教学为例，细胞这一概念不仅是本堂课程的基础，更是整个生物教学体系的基础，为了引导学生深入了解细胞及其各结构的概念，教师可以布置任务安排学生运用彩泥制作包含各个结构的植物细胞模型。在概念学习过程中，学生始终带着建模任务探究植物细胞的结构都有哪些？不同结构有着怎样的功能？各结构如何分布在植物细胞中？这样学生会发挥想象力，认真思考如何将这些微观的概念呈现在生物模型中。同时，学生也会在概念的探究学习中逐渐形成建模意识，养成建模的学习习惯，对生物知识进行深入学习。

（三）剖析课堂内容，培养学生建模能力

当前初中生的学习方法大多是在应试学习环境中积累得来的，学生大多缺乏建模学习的经验，因此学生的建模能力普遍处于比较低的水平。学习进阶理论下，教师应重视学生建模能力的培养，使学生在高水平的建模过程中逐步深入对生物课堂的研究学习。建模教学中，教师应树立以学生为主的教学理念，引导学生通过自主探究的形式深度剖析生物课堂中的内容，在深入理解生物知识的基础上展开建模，进一步剖析生物的本质，通过具体的建模将复杂的问题简单化，将晦涩难懂的生物知识进行形象化处理，进而逐渐掌握生物建模的技巧，培养自身的建模能力，实现对生物知识的深度学习。以苏教版七年级生物上册《植物茎的疏导功能》教学为例，教师可以带领学生深度剖析木本植物茎与草本植物茎的基本结构及疏导功能，鼓励学生围绕植物茎的疏导功能进行建模。建模过程中，学生需要具体了解植物茎的每一个结构分布，精确掌握疏导功能的具体工作流程。比如，导管和筛管具体有多少？导管和筛管在水、无机盐及有机养料的输送中是分工疏导的还是合并疏导的？每项疏导工作的末端是植物的哪些部位等？这样学生才能在详细的生物知识体系指导下进行准确的建模，以真实生动的建模呈现深度学习的成果。在深度剖析生物知识的过程中，学生能够有效提升建模能力，推进对生物知识的深度学习。

（四）巧设生物话题，组织学生分析建模

学习进阶理论下，初中生物教师应重视引导学生自主分析生物话题，深度掌握生物的本质与规律。建模教学中，生物模型的完成并不是学习活动的终结，教师需要引导学生对生物模型进行详细研究分析，使学生能够通过模型操作具体解释生物理论，阐述生物的本质与规律。学习进阶理论下，初中生物教师应结合学生所建模型巧妙地设置生物话题，引导学生利用直观的生物模型进行生物话题的研究分析，这样学生能展现自己对生物知识的理解与认识，具体分析模型的建构成果，从生物知识的研究分析中促进生物模型的健全与完善。以苏教版七年级生物下册《人体的消化与吸收》的教学为例，教师可以组织学生建构人体的消化系统及吸收器官的模型。在学生成功建构模型后，教师可以设置这样的话题：“请具体阐述食物在进入人类的口腔后都要经历哪些过程”。学生需要一边深入分析模型的各个组成及功能，一边讲述人体消化及吸收食物的具体过程。在具体分析建模的过程中，学生能通过生物话题的探讨发现建模过程中存在的问题，及时纠正及完善模型，并进一步探究和巩固课堂知识。

（五）聚焦现实问题，强化学生建模应用

建模应用是学生利用生物模型对生物知识体系进行创新应用的过程。学习进阶理论中，教师需要逐步引导学生层层递进探究生物知识，最终落脚于学生对生物知识的创新应用。学习进阶理论下，生物教师应在建模教学中重视学生对生物知识输出环节的设置，引导学生通过操作建模实现对生物知识的创新应用。教师在生物课堂上应结合课堂知识引入现实生活中的问题，强化学生的建模应用能力，使学生在建模应用中巩固课堂所学，完善整合建模学习过程。以苏教版七年级生物下册《人体内的血液循环》教学为例，教师在建模教学中便可以引入当前社会比较普遍存在的心脑血管问题。当前心脑血管疾病成为困扰中老年人的主要难题，而心脏支架手术与心脏搭桥手术也成为比较常见的临床手术。教师可以将心脏手术问题引入到学生的建模学习中，组织学生通过生物模型操作展示心脏支架手术与心脏搭桥手术的操作原理。学习进阶理论下，聚焦现实生活问题能借助具体的生物模型帮助学生深入分析现实生活中的问题，鼓励学生在模型操作中解决现实生活的问题，提升学生对知识的应用能力，促进学生的建模应用。

五、结论

总而言之，新课标背景下建模教学在生物课堂中的应用为学生提供了深度探究生物知识的空间，推进了特色生物课堂的建构。而学习进阶理论的应用使生物课堂的建模教学更符合学生的认知特点，使建模教学更具可操作性，凸显学生的主体地位，给学生带来深刻的学习体验，推进学生生物核心素养的提升。

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