基于模型構建促進學生自主學習

黃靜娜 楊娟（漳州第一中學福建漳州363000）

基于模型構建促進學生自主學習

在高中生物學教學中引導學生建構物理模型、概念模型與數(shù)學模型，有利于激發(fā)學生學習興趣，促進學生主動參與學習，體驗自主學習的快樂，讓學生進行有意義的復習，提高學生的自主學習能力和生物科學素養(yǎng)。

模型；物理模型；概念模型；自主學習

《普通高中生物課程標準（2003版）》明確要求幫助學生了解建立模型等科學方法及其在科學研究中的應用，培養(yǎng)學生的建模思維和建模能力。將模型方法應用于高中生物學課堂教學，引導學生做中學，學中做，積極轉變學生的學習方式，引導學生如建構主義學習觀倡導的“建構當前認知結構地過程，而不是被動地接受外在信息”，提高學生的科學探究能力和生物科學素養(yǎng)。

一、構建物理模型，讓學生體驗自主學習的快樂

細胞是肉眼看不見的顯微結構，學生對它沒有感性認識，對核糖體、高爾基體、內質網、液泡等細胞器更是感到抽象、難以理解。人教版《高中生物·必修1·分子與細胞》“嘗試建立真核細胞的三維結構模型”活動以建構細胞結構物理模型的方法，使得深奧的知識直觀化、枯燥的教學趣味化。為了讓學生學會建構細胞結構模型，首先讓學生嘗試選用合適的材料。學生表現(xiàn)出超強的想象力、創(chuàng)新意識。他們選擇構建細胞結構模型的材料有彩色橡皮泥、裝飾用的各色蠟燭、氣球、形狀各異的糖果，透明的發(fā)膠等等。用裝滿水的長條形氣球代表透明而飽滿的液泡。將柱狀蠟燭橫切，然后在其橫切面上刻、挖，塑造細胞的內部結構，特別是用小刀一圈一圈挖出來的內質網，非常逼真，還能體現(xiàn)出內質網內連細胞核、外連細胞膜的特點。用透明發(fā)膠來填充細胞內的空間，以此代表細胞質基質的凝膠狀態(tài)，還可以讓細胞器懸浮起來。由于學生自己選用材料、自己設計模型、自己動手具體操作，學生學習主動性被極大地調動起來，課堂氣氛十分活躍。學生還對各自制作的細胞結構模型展開熱烈的討論。有學生問“為什么你們的模型看不到細胞膜？最外面厚厚的一層是細胞壁嗎？”答：“是細胞壁，我們沒有做細胞膜是因為真實的植物細胞中，細胞膜是緊貼著細胞壁的，所以從表面上是看不到細胞膜的?！眴枺骸澳銈冏龅氖鞘裁醇毎Ｐ?？怎么既有葉綠體，又有中心體”？答：“因為中心體既存在于動物中，也存在于低等植物中，我們構建的是低等植物的細胞模型”。

通過課堂構建模型的教學活動，有效激發(fā)學生豐富的想象力、強烈的學習欲望，促進學生主動參與、自主學習，使得學生真正成為課堂的主人。

二、構建概念模型，讓學生進行有意義的復習

概念模型是用文字和符號表達概念的主要特征及其相互聯(lián)系，是用來組織并形象表達科學知識的工具。學會構建概念模型，建立主干知識與枝節(jié)內容的有機聯(lián)系，把零散的知識系統(tǒng)化，構建合理的知識網絡，這在高中生物學復習過程中格外重要。傳統(tǒng)復習課的教學方式，往往由教師將以前講的知識點再重新講一遍，不僅枯燥無趣，也得不到好的教學效果。對學生而言，這種復習方式不僅不能激發(fā)復習的積極性，甚至使復習效果反而更差。因此，轉變學生復習方式，嘗試讓學生自主構建概念模型的知識網絡，從新的視角對所學知識進行系統(tǒng)梳理、深化、拓寬及靈活應用，有利于學生自主復習，及時彌補和鞏固平時學習過程中的知識缺漏，加深對核心概念的理解。如進行人教版《高中生物·必修1·分子與細胞》中“細胞”內容復習時，讓學生嘗試圍繞核心知識“細胞”構建概念模型。首先教師展示概念模型的構建，如細胞包含細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核等，讓學生了解概念模型構建方法與要求（如圖1）。然后讓學生嘗試在教師構建概念模型的基礎上進行概念擴展和填充。剛開始學生可能只會機械填充一些簡單概念，如細胞質包含細胞質基質和細胞器，細胞核包含核膜、核仁、染色質等。隨著教師的引導，學生漸漸能從自己感興趣的方面構建細胞系統(tǒng)的概念模型。如學生從系統(tǒng)的角度，將系統(tǒng)細分為生物膜系統(tǒng)（包含范圍、作用）、系統(tǒng)邊界——細胞膜（包含成分、特點、功能）、系統(tǒng)的控制——細胞核（包含結構、功能）、系統(tǒng)功能實現(xiàn)的結構基礎（包含細胞壁、細胞膜、細胞質基質、細胞器）（如圖2）。部分學生在構建模型時還發(fā)揮自身的優(yōu)勢，將概念模型一級級細化，解決了在圖紙上構建位置不夠，空間不好把握，也不容易展示的問題。還可以用不同顏色，不同字體，不同線條來建立主干知識和枝節(jié)知識之間的聯(lián)系。另外學生還標出一些注意事項，如核糖體——光學顯微鏡下看不見；控制物質進出——可用來鑒定細胞生命狀態(tài)等等。

構建概念模型的復習方式完全顛覆傳統(tǒng)講授的方式，幫助學生進行有意義的復習，讓學生運用自身知識、經驗建構概念模型、形成知識網絡，而不是去背教師事先構建好的知識網絡，有利于學生理解知識、有效的長期記憶，有利于提高學生的生物科學素養(yǎng)。

三、構建多種模型，提高學生自主學習能力

人教版《高中生物·必修2·遺傳與進化》中“減數(shù)分裂”這一節(jié)概念比較抽象，學生很難理解，可通過建立概念模型——物理模型——概念模型——數(shù)學模型的方式突破教學重難點，幫助學生實現(xiàn)自主學習的優(yōu)化。課前布置學生學習“染色體與DNA關系”以及“精子的形成過程”“卵細胞的形成過程”等微課。上課時嘗試讓學生探討構建“姐妹染色單體”“同源染色體”等概念模型，在此基礎上，教師進一步進行適當?shù)囊龑В纾骸皽p數(shù)分裂前期，同源染色體會出現(xiàn)什么特殊行為？”“減數(shù)分裂過程當是同源染色體先分離、還是姐妹染色單體體先分離？”接著讓學生思考、討論。根據(jù)討論的結果，利用教師提供的材料小組合作構建減數(shù)分裂各個時期的物理模型，模型構建過程教師不要過多“過問”“指導”，以免干擾學生的思路。并展示各組構建的模型，由學生互相質疑、互相糾錯，從而加深學生對減數(shù)分裂的認識，最終由教師和學生一起構建減數(shù)分裂的概念模型，總結減數(shù)分裂的生物學意義。課后繼續(xù)讓學生嘗試構建染色體、DNA數(shù)量變化的數(shù)學模型。

多種模型建構相結合的學習方式從學生的認知水平出發(fā)，把抽象的知識直觀化，枯燥的知識生動化，讓學生從被動接受知識轉變成主動探究學習，有利于學生自主學習的優(yōu)化，提高學生的理解能力、探究能力和合作能力。

轉變學生的學習方式是個長期的過程，不可能一蹴而就。要轉變學生的學習方式，教師要首先轉變教學觀念，只有真正從促進學生發(fā)展的角度出發(fā)去思考教學，才能真正將課堂還給學生，把思考還給學生，才能促進學生知識、能力、情感、態(tài)度和價值觀的整體、協(xié)調地發(fā)展，讓學生體會科學研究的思想和方法，培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)。

［1］徐捷，鄭近.淺談模型構建在生物學教學中的應用和價值［J］.中學生物教學，2011（3）.

［2］金琦.淺談“模型構建、問題和案例教學”在高三生物復習課中的應用——對“系統(tǒng)的邊界——細胞膜”一節(jié)復習課教學的思考［J］.新課程（教研），2011（12）.

［3］楊學芬.淺析新課改中高中生物學習方式的轉變［J］.新課程（中學），2012（1）.

（責任編輯：陳欣）

本文系2015年度漳州市基礎教育課程教學研究一般課題“轉變高中生生物學習方式案例研究”（課題編號：ZPKTY15009）研究成果。