基于模型構(gòu)建促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

黃靜娜 楊娟（漳州第一中學(xué)福建漳州363000）

基于模型構(gòu)建促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

在高中生物學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)物理模型、概念模型與數(shù)學(xué)模型，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)的快樂(lè)，讓學(xué)生進(jìn)行有意義的復(fù)習(xí)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和生物科學(xué)素養(yǎng)。

模型；物理模型；概念模型；自主學(xué)習(xí)

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2003版）》明確要求幫助學(xué)生了解建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的建模思維和建模能力。將模型方法應(yīng)用于高中生物學(xué)課堂教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生做中學(xué)，學(xué)中做，積極轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生如建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀倡導(dǎo)的“建構(gòu)當(dāng)前認(rèn)知結(jié)構(gòu)地過(guò)程，而不是被動(dòng)地接受外在信息”，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)。

一、構(gòu)建物理模型，讓學(xué)生體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)的快樂(lè)

細(xì)胞是肉眼看不見(jiàn)的顯微結(jié)構(gòu)，學(xué)生對(duì)它沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)，對(duì)核糖體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡等細(xì)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(xì)胞》“嘗試建立真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”活動(dòng)以建構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)物理模型的方法，使得深?yuàn)W的知識(shí)直觀化、枯燥的教學(xué)趣味化。為了讓學(xué)生學(xué)會(huì)建構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型，首先讓學(xué)生嘗試選用合適的材料。學(xué)生表現(xiàn)出超強(qiáng)的想象力、創(chuàng)新意識(shí)。他們選擇構(gòu)建細(xì)胞結(jié)構(gòu)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(zhǎng)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(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，特別是用小刀一圈一圈挖出來(lái)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，非常逼真，還能體現(xiàn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)連細(xì)胞核、外連細(xì)胞膜的特點(diǎn)。用透明發(fā)膠來(lái)填充細(xì)胞內(nèi)的空間，以此代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的凝膠狀態(tài)，還可以讓細(xì)胞器懸浮起來(lái)。由于學(xué)生自己選用材料、自己設(shè)計(jì)模型、自己動(dòng)手具體操作，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性被極大地調(diào)動(dòng)起來(lái)，課堂氣氛十分活躍。學(xué)生還對(duì)各自制作的細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型展開(kāi)熱烈的討論。有學(xué)生問(wèn)“為什么你們的模型看不到細(xì)胞膜？最外面厚厚的一層是細(xì)胞壁嗎？”答：“是細(xì)胞壁，我們沒(méi)有做細(xì)胞膜是因?yàn)檎鎸?shí)的植物細(xì)胞中，細(xì)胞膜是緊貼著細(xì)胞壁的，所以從表面上是看不到細(xì)胞膜的?！眴?wèn)：“你們做的是什么細(xì)胞模型？怎么既有葉綠體，又有中心體”？答：“因?yàn)橹行捏w既存在于動(dòng)物中，也存在于低等植物中，我們構(gòu)建的是低等植物的細(xì)胞模型”。

通過(guò)課堂構(gòu)建模型的教學(xué)活動(dòng)，有效激發(fā)學(xué)生豐富的想象力、強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與、自主學(xué)習(xí)，使得學(xué)生真正成為課堂的主人。

二、構(gòu)建概念模型，讓學(xué)生進(jìn)行有意義的復(fù)習(xí)

概念模型是用文字和符號(hào)表達(dá)概念的主要特征及其相互聯(lián)系，是用來(lái)組織并形象表達(dá)科學(xué)知識(shí)的工具。學(xué)會(huì)構(gòu)建概念模型，建立主干知識(shí)與枝節(jié)內(nèi)容的有機(jī)聯(lián)系，把零散的知識(shí)系統(tǒng)化，構(gòu)建合理的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，這在高中生物學(xué)復(fù)習(xí)過(guò)程中格外重要。傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課的教學(xué)方式，往往由教師將以前講的知識(shí)點(diǎn)再重新講一遍，不僅枯燥無(wú)趣，也得不到好的教學(xué)效果。對(duì)學(xué)生而言，這種復(fù)習(xí)方式不僅不能激發(fā)復(fù)習(xí)的積極性，甚至使復(fù)習(xí)效果反而更差。因此，轉(zhuǎn)變學(xué)生復(fù)習(xí)方式，嘗試讓學(xué)生自主構(gòu)建概念模型的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，從新的視角對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)梳理、深化、拓寬及靈活應(yīng)用，有利于學(xué)生自主復(fù)習(xí)，及時(shí)彌補(bǔ)和鞏固平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中的知識(shí)缺漏，加深對(duì)核心概念的理解。如進(jìn)行人教版《高中生物·必修1·分子與細(xì)胞》中“細(xì)胞”內(nèi)容復(fù)習(xí)時(shí)，讓學(xué)生嘗試圍繞核心知識(shí)“細(xì)胞”構(gòu)建概念模型。首先教師展示概念模型的構(gòu)建，如細(xì)胞包含細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等，讓學(xué)生了解概念模型構(gòu)建方法與要求（如圖1）。然后讓學(xué)生嘗試在教師構(gòu)建概念模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行概念擴(kuò)展和填充。剛開(kāi)始學(xué)生可能只會(huì)機(jī)械填充一些簡(jiǎn)單概念，如細(xì)胞質(zhì)包含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器，細(xì)胞核包含核膜、核仁、染色質(zhì)等。隨著教師的引導(dǎo)，學(xué)生漸漸能從自己感興趣的方面構(gòu)建細(xì)胞系統(tǒng)的概念模型。如學(xué)生從系統(tǒng)的角度，將系統(tǒng)細(xì)分為生物膜系統(tǒng)（包含范圍、作用）、系統(tǒng)邊界——細(xì)胞膜（包含成分、特點(diǎn)、功能）、系統(tǒng)的控制——細(xì)胞核（包含結(jié)構(gòu)、功能）、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（包含細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞器）（如圖2）。部分學(xué)生在構(gòu)建模型時(shí)還發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，將概念模型一級(jí)級(jí)細(xì)化，解決了在圖紙上構(gòu)建位置不夠，空間不好把握，也不容易展示的問(wèn)題。還可以用不同顏色，不同字體，不同線條來(lái)建立主干知識(shí)和枝節(jié)知識(shí)之間的聯(lián)系。另外學(xué)生還標(biāo)出一些注意事項(xiàng)，如核糖體——光學(xué)顯微鏡下看不見(jiàn)；控制物質(zhì)進(jìn)出——可用來(lái)鑒定細(xì)胞生命狀態(tài)等等。

構(gòu)建概念模型的復(fù)習(xí)方式完全顛覆傳統(tǒng)講授的方式，幫助學(xué)生進(jìn)行有意義的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生運(yùn)用自身知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)概念模型、形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，而不是去背教師事先構(gòu)建好的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有利于學(xué)生理解知識(shí)、有效的長(zhǎng)期記憶，有利于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

三、構(gòu)建多種模型，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

人教版《高中生物·必修2·遺傳與進(jìn)化》中“減數(shù)分裂”這一節(jié)概念比較抽象，學(xué)生很難理解，可通過(guò)建立概念模型——物理模型——概念模型——數(shù)學(xué)模型的方式突破教學(xué)重難點(diǎn)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的優(yōu)化。課前布置學(xué)生學(xué)習(xí)“染色體與DNA關(guān)系”以及“精子的形成過(guò)程”“卵細(xì)胞的形成過(guò)程”等微課。上課時(shí)嘗試讓學(xué)生探討構(gòu)建“姐妹染色單體”“同源染色體”等概念模型，在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，如：“減數(shù)分裂前期，同源染色體會(huì)出現(xiàn)什么特殊行為？”“減數(shù)分裂過(guò)程當(dāng)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(xué)生思考、討論。根據(jù)討論的結(jié)果，利用教師提供的材料小組合作構(gòu)建減數(shù)分裂各個(gè)時(shí)期的物理模型，模型構(gòu)建過(guò)程教師不要過(guò)多“過(guò)問(wèn)”“指導(dǎo)”，以免干擾學(xué)生的思路。并展示各組構(gòu)建的模型，由學(xué)生互相質(zhì)疑、互相糾錯(cuò)，從而加深學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂的認(rèn)識(shí)，最終由教師和學(xué)生一起構(gòu)建減數(shù)分裂的概念模型，總結(jié)減數(shù)分裂的生物學(xué)意義。課后繼續(xù)讓學(xué)生嘗試構(gòu)建染色體、DNA數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型。

多種模型建構(gòu)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式從學(xué)生的認(rèn)知水平出發(fā)，把抽象的知識(shí)直觀化，枯燥的知識(shí)生動(dòng)化，讓學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變成主動(dòng)探究學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的優(yōu)化，提高學(xué)生的理解能力、探究能力和合作能力。

轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式是個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，不可能一蹴而就。要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教師要首先轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，只有真正從促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的角度出發(fā)去思考教學(xué)，才能真正將課堂還給學(xué)生，把思考還給學(xué)生，才能促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、情感、態(tài)度和價(jià)值觀的整體、協(xié)調(diào)地發(fā)展，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究的思想和方法，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

［1］徐捷，鄭近.淺談模型構(gòu)建在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用和價(jià)值［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2011（3）.

［2］金琦.淺談“模型構(gòu)建、問(wèn)題和案例教學(xué)”在高三生物復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用——對(duì)“系統(tǒng)的邊界——細(xì)胞膜”一節(jié)復(fù)習(xí)課教學(xué)的思考［J］.新課程（教研），2011（12）.

［3］楊學(xué)芬.淺析新課改中高中生物學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變［J］.新課程（中學(xué)），2012（1）.

（責(zé)任編輯：陳欣）

本文系2015年度漳州市基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究一般課題“轉(zhuǎn)變高中生生物學(xué)習(xí)方式案例研究”（課題編號(hào)：ZPKTY15009）研究成果。