高中生物模型教學(xué)法初探

【摘要】在高中生物學(xué)的課程中，模型教學(xué)法起著非常重要的作用，在教學(xué)中被廣泛應(yīng)用，本文對(duì)高中生物模型方法進(jìn)行分析，并且給出生物模型教學(xué)法構(gòu)建的建議，以作參考。

【關(guān)鍵詞】模型方法 生物教學(xué) 模型構(gòu)建

【中圖分類號(hào)】G633.91【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】2095-3089（2012）08-0205-01

一、引言

在生物學(xué)的課程中，模型教學(xué)法在教學(xué)中起著非常重要的作用，在生物教學(xué)中被廣泛應(yīng)用，生物教學(xué)中很多的實(shí)驗(yàn)過程以及生物概念的解決都需要運(yùn)用到生物模型教學(xué)法。《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中還把模型方法歸類為教學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)，并且還把其固定為高中生必須要掌握的知識(shí)，教師在授課過程中，如果能夠熟練運(yùn)用模型方法進(jìn)行教學(xué)，就能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象的生物概念的理解，提升學(xué)生的生物成績。

二、模型方法的歸類

（一）人工模型法

人工模型法就是通過人為制作的方法做出科學(xué)模型，是以實(shí)物為參照而做出的仿制品。代表例子有：動(dòng)植物細(xì)胞模型圖以及由克里克和沃森做出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型圖。人工模型法就是對(duì)人體的器官、組織、血液循環(huán)等一系列復(fù)雜的對(duì)象，做出了實(shí)物模型，便于教學(xué)；同時(shí)，對(duì)于細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)以及DNA分子等的結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用人工模型法，把生物的原型對(duì)象，進(jìn)行建造，以一定形態(tài)的分子模擬物表現(xiàn)出來。與此同時(shí)，可以通過計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)模型等一些生物結(jié)構(gòu)進(jìn)行演示，能夠有效避免由于大小不一、色彩等影響天然模型的教學(xué)等的不利因素。

（二）概念模型

概念模型就是通過對(duì)具體形象進(jìn)行大量的分析，對(duì)于要表達(dá)的對(duì)象的聯(lián)系以及主要特點(diǎn)，用符號(hào)或者文字加以表達(dá)，這就是概念模型的含義。例如：在進(jìn)行光合作用教學(xué)的時(shí)候，教師就是運(yùn)用光合作用的概念圖對(duì)光合作用的主要反映過程進(jìn)行詳細(xì)的講解，能夠幫助學(xué)生理解，熟悉光合作用反應(yīng)的全過程。

（三）天然模型

生物學(xué)中，對(duì)于人體生理現(xiàn)象等的一些對(duì)人體進(jìn)行研究的現(xiàn)象中，由于不能直接在人體中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采取操作措施，要充分考慮人身安全、倫理以及人身健康等各方面的因素，所以，對(duì)于人體生理現(xiàn)象的研究，科學(xué)家們一般是采取與人體結(jié)構(gòu)相似或者相近的腐乳類動(dòng)物來代替對(duì)人體的研究，例如把老鼠、貓或者狗來代替人體研究，通過這種方式的轉(zhuǎn)換，能夠迅速得到與人體生理學(xué)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。如對(duì)于人體學(xué)習(xí)記憶的研究中，科學(xué)家利用海兔代替人體進(jìn)行研究，通過運(yùn)用天然模型的方法進(jìn)行研究，能夠從總體上了解人體生命的原貌，從而在學(xué)習(xí)過程中更加清楚生命的本質(zhì)，對(duì)于生命的本質(zhì)特征也能夠快速掌握。

（四）思維模型方法

一般來說，思維模型方法包括理論模型、數(shù)學(xué)模型以及理想模型這三種模型方法。

1.理論模型

理論模型方法就是通過多年積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及科學(xué)事實(shí)，在此基礎(chǔ)上，綜合分析要進(jìn)行研究的對(duì)象，對(duì)于研究中提出的問題，采用理論進(jìn)行說明和回答，并且在固有答案的基礎(chǔ)上，提出新的科學(xué)預(yù)見，往往是一種科學(xué)學(xué)說，表現(xiàn)為“假說-演繹體系”，這就是理論模型的主要定義。例如：酶的作用模型以及細(xì)胞學(xué)說等，都是用理論模型表現(xiàn)出來的。

2.數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型方法一般是用數(shù)學(xué)語言如圖像、公式或者符號(hào)等把生物學(xué)中的狀況、特征以及現(xiàn)象表現(xiàn)出來，這種表現(xiàn)方式一般被稱為數(shù)學(xué)模型方法。數(shù)學(xué)模型能夠把生物學(xué)由復(fù)雜化變?yōu)楹唵位臄?shù)學(xué)問題，對(duì)于生物運(yùn)動(dòng)的全過程，都能夠通過數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行表現(xiàn)，一般是運(yùn)用數(shù)學(xué)模型中的運(yùn)算、邏輯推理以及求解方式等，從而對(duì)客觀事實(shí)獲取相關(guān)的結(jié)論，對(duì)生物現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)、具體的研究，達(dá)到研究目的。在生物學(xué)中，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行表現(xiàn)的研究對(duì)象有：在細(xì)胞分裂過程中染色體的變量用曲線圖、條形圖以及統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)行表現(xiàn)，用反應(yīng)曲線表現(xiàn)在同一植物體內(nèi)，生長素濃度對(duì)不同器官的影響。通過運(yùn)用數(shù)學(xué)方法中的統(tǒng)計(jì)學(xué)以及概率計(jì)算的原理對(duì)于大部分的生物遺傳計(jì)算題充分解決。通過數(shù)學(xué)模型方法的運(yùn)用，還可以鍛煉學(xué)生的分析能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)科中相關(guān)知識(shí)，解決生物學(xué)中的問題。

3.理想模型方法

理想模型方法是通過簡化或者純化抽象化的生物研究對(duì)象，從簡單的角度表現(xiàn)了生物研究對(duì)象原型的聯(lián)系和主要特征。運(yùn)用這種模型方法進(jìn)行表現(xiàn)的生物研究對(duì)象有：各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)。細(xì)胞器的模式圖，大腸桿菌的結(jié)構(gòu)模式圖以及生物膜的系統(tǒng)圖解等一系列的生物研究對(duì)象，都可以采用理想模型方法進(jìn)行研究表現(xiàn)。理想模型方法還可以運(yùn)用動(dòng)畫效果進(jìn)行表現(xiàn)，是抽象的生物研究對(duì)象可以通過具體的動(dòng)畫形式表現(xiàn)出來，便于教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，從而加強(qiáng)學(xué)生的理解。

三、模擬教學(xué)的方法

在教學(xué)過程中，要充分利用到理想模型也稱文字圖像、數(shù)學(xué)模型、動(dòng)態(tài)模型以及實(shí)物模型等不同類型的模型來構(gòu)建課堂的教學(xué)，同時(shí)在構(gòu)建課堂教學(xué)的過程中要充分認(rèn)識(shí)到模型的構(gòu)建機(jī)制、發(fā)展原理及其完善機(jī)制方面，從而更好地來構(gòu)建課堂的教學(xué)，進(jìn)而多層次和多角度地挖掘?qū)W生的認(rèn)知模型能力，促進(jìn)其在認(rèn)知圖式方面的發(fā)展。模擬教學(xué)的方法具體表現(xiàn)在：

（一）充分利用模型來進(jìn)行教學(xué)

模型的好處就在于能夠使得教學(xué)研究對(duì)象更加趨于簡單明了化和直觀易懂化，這樣可以方便教學(xué)研究，同時(shí)還能夠非常簡單地來描述教學(xué)研究的成果，從而使得學(xué)生很好地理解教學(xué)內(nèi)容，這也就有利于教學(xué)活動(dòng)的有效傳播，另外，這種教學(xué)方法還能夠進(jìn)行推導(dǎo)和計(jì)算，發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性思維，使得學(xué)生在觀察上得到延伸，更好地得出教學(xué)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。所以說，教師要充分應(yīng)用模型教學(xué)的方法，并利用好這一資源，使得學(xué)生更夠更加具體而客觀地學(xué)習(xí)到新知識(shí)。

（二）模型的建立過程

在生物學(xué)科中進(jìn)行模型教學(xué)，并不僅僅是簡單的運(yùn)用模型結(jié)論，同時(shí)還要重視模型結(jié)構(gòu)構(gòu)建的過程。在生物模型教學(xué)的過程中，教師在模型構(gòu)建的過程中，引導(dǎo)學(xué)生積極區(qū)探討生物學(xué)的研究對(duì)象，例如，教師在對(duì)孟德爾分離定律進(jìn)行講解的時(shí)候，對(duì)于學(xué)生的知識(shí)教授不能只停留在數(shù)學(xué)結(jié)論中，要對(duì)這個(gè)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行充分的推導(dǎo)，在推導(dǎo)過程中加強(qiáng)學(xué)生的理解，構(gòu)建嚴(yán)密、科學(xué)的建模過程，提高學(xué)生的上課效率，充分掌握生物知識(shí)。

四、結(jié)束語

本文對(duì)生物教學(xué)中的各種模型方法進(jìn)行了分析，并且給出一些構(gòu)建生物模型教學(xué)的建議，以供參考。

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