例析彩色卡紙模型在生物教學中的應用

劉曉菊

文件編號： 1003 - 7586（2015）10 - 0011 - 02

高中生物必修1教材中這樣描述“模型”：“模型”是人們為了某中特定的目的而對認識對象作一種簡化的概括性的描述。這種描述可以是定性的，也可以是定量的，有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。模型的形式包括物理模型、概念模型、數學模型。用彩色卡紙制成的教具模型是用實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，屬于物理模型。

讓學生參與模型教具的制作，因其形象直觀，能幫助學生理解知識、運用知識，又能激發學生的學習興趣和學習主動性。在制作過程中遇到的問題能促使學生動腦筋解決，并參與小組的合作交流，提高了學生的語言表達能力和運用知識解決問題的綜合能力。

案例1：人教版高中生物必修1第二章第二節“生命活動的主要承擔者——蛋白質”一節的教學。

在講解氨基酸之間脫水縮合時，筆者讓某小組的學生制作了彩色卡紙折疊模型（圖1），并在全班利用多媒體展臺演示肽鍵形成脫水過程。

在解決肽鏈形成過程中氨基酸數目與肽鍵個數的關系問題時，教師讓學生分組動手制作10個氨基酸形成的一條肽鏈和兩條肽鏈的情況，讓學生直觀地數出肽鍵個數（圖2、圖3）。顯然圖2中肽鍵9個，圖3中每條肽鏈中肽鍵4個，再經過與其他小組的數據整合，學生總結出規律：肽鍵數目=氨基酸總數-肽鏈數目。

學生提出問題：由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽結構是一種，還是兩種？甘氨酸-丙氨酸與丙氨酸-甘氨酸這兩個二肽分子是不是同一種？教師引導學生自己動手探究，立刻有個別小組的學生做了以下模型（圖4），并在全班展示。

通過圖4可以看出，在甘氨酸-丙氨酸二肽中甘氨酸的羧基參與肽鍵的形成，而在丙氨酸-甘氨酸二肽中，甘氨酸的氨基參與肽鍵的形成。這樣便使問題的答案一目了然，制作模型使學生對問題的理解很深刻，又獲得了成功的體驗。

案例2：人教版高中生物必修2第三章第二節“DNA分子的結構”的教學。

在這節教學中，教師先讓學生認識構成DNA的四種基本組成單位——脫氧核苷酸（圖5），然后讓學生用手中的彩色卡紙自己制作脫氧核苷酸模型（圖6）。

在介紹了DNA分子雙螺旋結構特點之后，讓學生分組制作DNA分子平面模型。教師提供給每個小組工具檔案袋：內有用硬紙片制作的4種脫氧核苷酸組件模型、彩色記號筆、雙面膠、小刀等，讓學生運用所學的關于DNA結構知識，排列出一個平面DNA片段圖。某個小組學生制作了DNA平面模型如圖7所示。

該平面模型能體現出相鄰脫氧核苷酸之間在什么位置通過什么化學鍵連接，也能體現兩條脫氧核苷酸鏈之間是怎么反向平行的，又是如何通過氫鍵結合的。教師可讓展示小組講解堿基互補配對原則及磷酸二酯鍵的概念。學生自己參與制作，才能更好地理解DNA結構的每一個細節特征。學生學習熱情高漲，爭先恐后地到講臺展示本組的作品，并對其他組的作品做出評價，糾正不合理之處。此時教師通過PPT展示相關的高考題，讓學生學以致用，現場分析。

（2013·上海卷）在搭建DNA分子模型的實驗中，若有4種堿基塑料片共20個，其中4個C，6個G，3個A，7個T，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，脫氧核糖塑料片40個，磷酸塑料片100個，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則（ ）

A. 能搭建出20個脫氧核苷酸

B. 所搭建的DNA分子片段最長為7堿基對

C. 能搭建出410種不同的DNA分子模型

D. 能搭建出一個4堿基對的DNA分子片段

很多學生立刻說出答案B，教師提示學生仔細審題。有學生搶答出答案為D，教師讓他給出合理解析。學生代表提出，此題關鍵一句在“脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個”，并拿出本組模型展示（圖8）。

圖8所示的模型展示了4個堿基對的DNA分子片段中脫氧核糖和磷酸之間的連接物是14個，該圖幫助學生否定了B選項，證明了D選項的正確。筆者體會出模型或圖示在幫助學生理解知識方面有事半功倍的效果。

案例3.人教版高中生物必修2第二章第一節“減數分裂和受精作用”中關于減數分裂部分是教學重點和難點，為了讓學生掌握染色體在此過程中的行為變化特征，突破難點，筆者采用了讓學生分組制作“精子形成過程的細胞圖像”模型，同樣提高了學生的積極性，也提高了課堂的效率。以其中一個小組的作品為例，學生用彩色卡紙制作的染色體模型，并用彩筆畫出了細胞的形狀。

在高中生物學教學中還有很多內容可以結合彩色卡紙制作模型，幫助學生直觀地、深刻地理解知識，例如生態系統的能量流動圖解模型的構建、有絲分裂細胞圖像模型構建、神經纖維上興奮的傳導模型構建等，這里不再列舉。反思這種彩色卡紙模型的分組構建，可以使課堂參與度大，學生樂于親自動手，學習積極性高，課堂效率非常好，真的起到事半功倍的效果。