淺析不同模型構建方式對初中生物教學的幫助

周建榮

摘要：模型構建主要應用在高中生物的教學，但是在初中階段嘗試利用模型構建教學可以更加直觀和有效的教學。了解建立模型等科學方法及其在科學研究中的應用，培養學生的建模思維和建模能力。在當前，教師要領悟、建立數學模型等科學方法及其在科學研究中的應用，培養學生的建模思維和建模能力，獲得生物學的基本事實、概念、原理、規律、模型等方面的基礎知識。中學生物學的教學應努力將模型方法應用于課堂教學之中，以提高學生的科學素養和科學探究能力。

關鍵詞：模型構建；有效性；原理

生物課程教材中很多地方運用了模型建構的原理或方法介紹了有關生物學知識，如概念圖、細胞模型，DNA的雙螺旋結構等等。中學生物學中的基本概念、內容相當多，許多生物學術語概念所反映的都是我們用肉眼無法觀察到的或實際操作時費時費力或以目前條件根本無法達到的，因此模型建構教學將更有助于學生體驗概念的形成和基本規律的探究過程，從而逐步將所學新知識構建成完整的知識體系，使得整個學習過程更加高效。

模型構建教學目的是貫徹提高學生的生物科學素養，倡導探究性學習，注重與現實生活的聯系等新課程基本理念，注重以學生為主體，強調將認知及反思過程還給學生，將參與探究的機會還給學生，將動手和動腦、培養主動獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力的機會還給學生。這種教學能充分調動學生的學習積極性，培養學生的思維探究能力，促進了學生之間的交流和合作。無論是從落實新課程理念的角度，還是從教學的實際效果來看，模型構建教學都不失為一種值得提倡的教學形式。因此加強模型建構研究，用于指導生物新課程內容的教學就有極其重要的價值。在中學階段最基本和最常見的模型建構的方法有物理模型、概念模型和數字模型[1]。

一、建構物理模型，使知識形象化、直觀化

最典型的物理模型就是沃森和克里克構建的DNA分子雙螺旋結構模型。

利用物理模型建構的方式，引導學生建構有關植物細胞、人體呼吸運動和生態系統的模型。讓學生按照學生自己的思路，自主動手、相互協作，在制作過程中把握細胞模型的科學、環保、準確等原則，領悟細胞結構與功能特點、體驗成功的快樂，更好地掌握細胞的結構，構建知識網絡。初中階段的學生對于理解人體的吸氣和呼氣，肋間肌和膈肌的狀態以及肺和胸廓的變化處在一定的困難，為了讓學生對此部分知識有更加詳細和直觀的理解。學生自己動手設計模型，再次強化了對這部分知識的內化程度。生態系統本就是一個比較抽象和難理解的知識，較為宏觀的知識如何轉化為較為微觀的知識，可引入物理模型-生態系統瓶，學生通過自己向生態瓶中增加生物，理解生態系統的組成成分，理解各個成分之間的關系。使原本宏觀抽象的知識直觀化，形象化[2]。

二、建構概念模型，梳理知識間內在關系

教育心理學中對于學習策略提到過很多的方法，如認知策略。在認知策略中提到的組織策略，組織策略即根據知識經驗之間的內在關系，對學習材料教學材料進行系統、有序的分類、整理與概括，使之結構合理化。如列提綱、利用圖形和利用表格。概念模型從本質上來說就是認知策略的具體應用。

概念模型是指以文字表述來抽象概括出事物的本質特征的模型。我們很多學生都存在這樣的問題：課本中的單個知識點都掌握得很好，但是在做綜合題時總會出現復習了但是沒有考查到，究其原因是不能迅速地把相關知識聯系起來，而構建概念模型可以改變這一狀況[3]。

在初中生物教學中，知識較為零散，很多同學在做題或是復習的時候，總是存在一個知識記住了但是涉及到相對綜合性強的話題是，就束手無策，不知如何讓是好。實際上，在進行知識的歸納和總結時，依據知識之間的內在關聯構建概念模型能夠實現有效地歸納和總結已授課程的目標。這樣構建的概念模型有助于學生把握生物知識之間的內在聯系，達到融會貫通的學習效果。生物教學的主要內容在于闡述生命運動的形式及規律，而生命運動屬于自然界中最為復雜的運行形式，只有將其納入一個系統或者模型之內才能真正地理解其中各元素的聯系。因此，在生物教學實踐中，按照教學思路將知識循著一條主線貫穿在一起，有助于學生基于宏觀角度把握知識點，同時正確理解知識點之間的聯系與區別，達到事半功倍的教學效果。

三、建構數學模型，揭示問題本質

數學模型是指用來描述一個系統或它的性質的數學形式，如人體內三大營養物質的消化、人體尿液形成過程中物質含量的變化、人體內的氣體交換。學生在構建此類模型的過程中，通過對數字變化的理解，可以更加詳細的理解問題的本質。如學生在學習到人體的血液循環時，對于動脈血和靜脈血不能很好的理解和區分，到底動靜脈血是按顏色區分還是其內部所含物質的不同，學生可以通過數學模型加深理解。氧氣的含量多則為動脈血，氧氣的含量低則為靜脈血。

在解決分析尿液樣本時，如何區分原尿、血漿和尿液，可以通過看兩種物質的含量來區分，當蛋白質含量為0時，可以將血漿區分出來；當葡萄糖的含量為0時，可以將尿液區分出來。如下表：

模型構建的具體、形象的特點使生物教學更加的高效，同時也使得學生的能力可以得到不斷的提升，學生的動手動腦能力得到強化，對今后的學習和生活中也會有很大的幫助。

參考文獻

[1] 倪素美. 談談中學生物教學中的構建模型[J]. 文理導航旬刊， 2012（11）：98-98.

[2] 吳丹丹.模型構建在中學生物學中的教學實踐研究與反思[J].生物學通報， 2017， 52（2）：45-47.

[3] 周長平. 模型構建在初中生物教學中應用[J]. 知識文庫，2017（1）.endprint