開展建模活動(dòng) 落實(shí)自主探究

摘要 模型的構(gòu)建過程是一個(gè)科學(xué)探究的過程。在此過程中，教師通過點(diǎn)燃學(xué)生建模興趣，提供寬松的時(shí)間，營造融洽氛圍等方式，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，激勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)探究，為學(xué)生終生學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 構(gòu)建模型 落實(shí) 自主探究

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的課程設(shè)計(jì)思路明確提出：幫助學(xué)生“領(lǐng)悟假說演繹、建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用”。它表明中學(xué)生物教學(xué)對(duì)構(gòu)建模型的重視。建模教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與和積極思維的意識(shí)及學(xué)生自主、合作、探究、創(chuàng)新能力。那么，如何開展構(gòu)建模型活動(dòng)，才能更好地落實(shí)自主探究呢?通過相關(guān)的實(shí)踐，筆者談幾點(diǎn)做法。

1 點(diǎn)燃建模興趣，激發(fā)自主探究

我國古代著名的教育家孔子說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”從心理學(xué)角度來講，興趣是認(rèn)識(shí)事物過程中產(chǎn)生的良好情緒，這種心理狀況會(huì)促使學(xué)習(xí)者積極尋求認(rèn)識(shí)、了解事物的途徑和方法，并表現(xiàn)出一種強(qiáng)烈的責(zé)任感和旺盛的探究精神。所以，要激發(fā)、調(diào)動(dòng)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)生物的積極性，興趣是基礎(chǔ)，只有感興趣才可能有學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。那又該如何點(diǎn)燃學(xué)生對(duì)建構(gòu)活動(dòng)的“愛”之火焰，讓更多的學(xué)生自主探究呢?教師可用較奇特的現(xiàn)象、懸念式提問、特別的建模方法等，來吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

如制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型之前，筆者用課件向?qū)W生展示動(dòng)物細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)。學(xué)生首先看到的是慢慢旋轉(zhuǎn)的細(xì)胞立體透視結(jié)構(gòu)，其主要細(xì)胞器的大小和空間位置形象地展現(xiàn)出來，而且圖像還會(huì)飛入到細(xì)胞內(nèi)并放大顯示各細(xì)胞器。奇特的動(dòng)態(tài)圖像讓學(xué)生發(fā)出“哇哇一”的聲音!這就能使學(xué)生在好奇與興趣中進(jìn)行建模探究。

又如學(xué)習(xí)“激素調(diào)節(jié)的實(shí)例”內(nèi)容時(shí)，教師先問學(xué)生：“你吃了早(午)餐嗎?”并投影顯示人吃東西的圖片；接著問：“那么，到現(xiàn)在你體內(nèi)的血糖含量有沒有超出0.8-1.2 gm這范圍呢?為什么?”教師顯示血糖的來源和去向的圖，再追問：“人體要調(diào)節(jié)這種平衡主要通過什么激素?它們是怎樣對(duì)血糖水平進(jìn)行調(diào)節(jié)的呢?”這樣層層設(shè)疑可引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生求知欲望，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)踐探究的積極性，把學(xué)習(xí)變成學(xué)生內(nèi)在的需求。

2 提供寬松時(shí)間，充分自主探究

要使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、充分探究，教師就應(yīng)為學(xué)生提供寬松的時(shí)間。例如：要制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，筆者會(huì)提早多天就讓學(xué)生自己去預(yù)習(xí)模型建構(gòu)實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)備活動(dòng)所需的材料。這樣，小組的成員才會(huì)更充分地探討用什么材料去建模型。他們有的會(huì)用廢舊塑料盆做細(xì)胞膜，用壞的乒乓球做細(xì)胞核，用泡沫、塑料袋和硬紙板等做各種細(xì)胞器，這能很好地變廢為寶。還有的以常見的蔬菜瓜果為材料做出模型，較好地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

在課堂中，教師要注意留給學(xué)生充分的合作探究時(shí)間，不讓建模學(xué)習(xí)匆匆而過。例如：用文字、箭頭構(gòu)建一個(gè)植物種群、鼠種群與貓頭鷹種群之間負(fù)反饋調(diào)節(jié)的概念模型時(shí)，學(xué)生分小組開展建構(gòu)模型活動(dòng)，用了近10 man討論并寫出三者的負(fù)反饋調(diào)節(jié)關(guān)系，然后由部分小組主動(dòng)上講臺(tái)用實(shí)物投影儀展示和解說本組構(gòu)建的概念模型。由于有充足的時(shí)間進(jìn)行活動(dòng)，有的小組的概念模型圖文并茂，所添加的草、鼠和貓頭鷹簡圖都挺形象、生動(dòng)的。有的小組還將討論過程中產(chǎn)生的疑問當(dāng)場提出來，如提問負(fù)反饋調(diào)節(jié)的概念是什么。師生還共同評(píng)價(jià)所展示概念模型的優(yōu)點(diǎn)和尋找改進(jìn)之處。由此可見，只有在寬松的狀態(tài)下，才能激發(fā)學(xué)生的潛質(zhì)，才能給學(xué)生提供體驗(yàn)過程，才能讓學(xué)生真正探究起來，并探究到一些真正的東西。

3 營造融洽氛圍，鼓勵(lì)自主探究

為在建模教學(xué)中營造寬松、和諧、民主、融洽的氣氛，教師得有和藹可親的教態(tài)，有耐心和愛心，要尊重、理解學(xué)生。這樣，學(xué)生的身心才能獲得自由和解放，他們也才會(huì)以一種輕松愉悅的心境參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，思維也會(huì)更加活躍。如當(dāng)學(xué)生在臺(tái)上做血糖調(diào)節(jié)的模擬示范時(shí)，筆者會(huì)坐在空的學(xué)生椅子上，與學(xué)生一道留心看臺(tái)上學(xué)生的操作和所寫的內(nèi)容有何改進(jìn)之處，使學(xué)生覺得老師不是高高在上，而是他們中的一份子。在探討問題時(shí)，筆者會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，如：當(dāng)示范小組完成了第一個(gè)模擬活動(dòng)，臺(tái)下學(xué)生見用過的胰島素卡仍被乙(胰島)拿在手中，提出了不同的看法，有的說用過的胰島素卡應(yīng)貼在黑板上，有的認(rèn)為應(yīng)將卡撕爛扔掉，還有的說應(yīng)放在講臺(tái)上……在他們各自說理由時(shí)筆者并沒有立即表態(tài)，而是鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)自由探討下去，使學(xué)生在融洽的氛圍中樂于學(xué)習(xí)。最后，由老師提議學(xué)生舉手表決支持哪一方的觀點(diǎn)，據(jù)此做出評(píng)估，使課堂保持“動(dòng)中有節(jié)，亂中有序”的狀態(tài)，形成積極，健康向上的課堂氛圍。

4 創(chuàng)建互動(dòng)課堂，深入自主探究

新課程強(qiáng)調(diào)，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者，引導(dǎo)者和參與者，教學(xué)過程是師生交流，共同發(fā)展的互動(dòng)過程。所以，在建模的互動(dòng)過程中既有自然的交流，也可能有理性的爭辯；既有觀點(diǎn)的認(rèn)同，也可能有認(rèn)知的沖突。例如在學(xué)生上臺(tái)示范運(yùn)動(dòng)時(shí)血糖調(diào)節(jié)的模擬活動(dòng)中，學(xué)生乙拿胰高血糖素卡粘在丙手中糖卡的背面，想表示胰高血糖素使糖原分解為葡萄糖。但因筆者準(zhǔn)備的胰高血糖素卡只單面有黏性，學(xué)生想將沒粘性一面粘在黑板上，咋辦?情急之下，學(xué)生將卡在嘴前一涂抹，就將卡粘在黑板上。臺(tái)下的學(xué)生發(fā)出了一陣笑聲。隨即我問：“為什么笑啊?”有學(xué)生主動(dòng)站起并說：“不用將兩卡粘在一起，而應(yīng)將胰高血糖素卡接觸下糖卡后就拿開。這樣，翻轉(zhuǎn)糖卡后就可粘在黑板上了。”筆者也提出：“應(yīng)將胰高血糖素卡接觸代表肝臟的丙同學(xué)，而不接觸糖卡。”這又引發(fā)了師生、生生間的討論和爭辯。在這樣的互動(dòng)下，學(xué)生得以更加深入探地究此模型，使所學(xué)知識(shí)更加牢固，學(xué)習(xí)能力不斷增強(qiáng)，從根本上促進(jìn)了學(xué)生認(rèn)知、能力、個(gè)性的發(fā)展，甚至完美人格的形成。

5 創(chuàng)設(shè)建模活動(dòng)，豐富自主探究

教師根據(jù)教學(xué)需要，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一些建構(gòu)模型的活動(dòng)，既可輔助教學(xué)，又可為學(xué)生提供更多的自主探究機(jī)會(huì)。如：為突破教學(xué)難點(diǎn)“自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響”，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生分組開展活動(dòng)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組有一塊綠色塑料草皮(25 cm×5 cm)，由小組學(xué)生往塑料草皮上均勻撒下綠、白色小球各100粒。接著，小組各成員同時(shí)用鑷子夾小球，看誰在20s內(nèi)夾的球多。這樣，既可進(jìn)行比賽又可減少誤差。然后，各小組將每個(gè)成員所夾的球總數(shù)、白球數(shù)、綠球數(shù)記錄起來，并思考以下幾個(gè)問題：①被夾得多的是什么顏色的球?為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?②假如這些小球代表的是某種可以給人吃的小動(dòng)物，那么，剛才哪個(gè)學(xué)生可獲得最多的營養(yǎng)物質(zhì)呢?③若從小動(dòng)物角度考慮，哪種顏色的小動(dòng)物易存活?各小組的成員為了夾更多的球，會(huì)多夾易看見的白球，令白球的剩余數(shù)量少。此實(shí)驗(yàn)使學(xué)生易于理解生物為了生存，為了得到更多的食物，一般會(huì)找容易看到的來吃，使被食的種群數(shù)量減少的原因，從而在一定程度上化解了教學(xué)難點(diǎn)。

再結(jié)合剛才的模擬實(shí)驗(yàn)，想想工業(yè)化之前，棲息在英國曼徹斯特地區(qū)淺色樹干上的樺尺蠖是黑色的多還是淺色的多?工業(yè)化之后呢?最后教師創(chuàng)設(shè)數(shù)字化問題情景，由學(xué)生自主探究出自然選擇定向改變種群基因頻率。通過創(chuàng)設(shè)的建模活動(dòng)給學(xué)生參與，可強(qiáng)化學(xué)生主動(dòng)意識(shí)，利于培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。6課外適度拓展，延伸自主探究

在構(gòu)建模型的過程中，若學(xué)生產(chǎn)生一些新想法、新問題，、但又受時(shí)空限制而不能在課堂上及時(shí)解決的，如在建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型時(shí)，有學(xué)生提出：除了用橡皮泥外，還能用什么材料來表示染色體?有學(xué)生提出：能否做一個(gè)更具動(dòng)態(tài)的減數(shù)分裂模型?筆者鼓勵(lì)他們課外繼續(xù)探究。這樣，既可鞏固課內(nèi)所學(xué)到知識(shí)，又可開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維；利于養(yǎng)成深度質(zhì)疑、不斷探究的習(xí)慣。建模課結(jié)束時(shí)，還應(yīng)給學(xué)生繼續(xù)思考和探究的機(jī)會(huì)，教師可以提出一些具有拓展性、研究性的問題來延伸學(xué)生自主探究的內(nèi)容。如在課堂上學(xué)生完成了減數(shù)分裂中染色體變化的模型后，筆者啟發(fā)學(xué)生：“大家課后有興趣建立有絲分裂中染色體變化的模型嗎?可自找材料去建模噢!”像這種既不是簡單重復(fù)，又不會(huì)讓人覺得高不可攀的問題，很容易激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究欲望，利于進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的自主探究能力。

總之，在構(gòu)建模型的過程中落實(shí)學(xué)生自主探究，讓學(xué)生成為了建構(gòu)活動(dòng)的主人，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，真正做到規(guī)律讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)，方法讓學(xué)生自主尋找，思路讓學(xué)生自主探究，問題讓學(xué)生自主解決。這既提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，又使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，還利于學(xué)生適應(yīng)未來的學(xué)習(xí)化社會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉恩山等，普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))解讀[M]，南京：江蘇教育出版社，2004

[2]李琴主編，教師如何讓課堂更加生動(dòng)有趣[M]，長春：吉林大學(xué)出版社，2008

[3]李瑾瑜等，課程改革與教師角色轉(zhuǎn)換[M]，北京，中國人事出版社。2003