運用模型建構方法實現高效生物課堂

胡秀云

摘要：在《普通高中生物新課程標準》的指導下，轉變學生學習方式的中學生物高效課堂的探索和研究逐漸進入教育研究人員和一線教師的視野，對學生的模型構建能力的培養是解決這一問題的重要方針。本文旨在歸納各類相關文獻對以上提及問題的闡述，對其研究結果和主要觀點進行分析和總結，最終形成有經驗的教育研究人員面對以上問題的一般性觀點，幫助其掌握培養學生的模型構建能力的正確方法，轉變學生學習方式，構建高效生物課堂。

關鍵詞：模型；模型方法；模型構建

一、 生物模型的內涵與分類

生物模型能有效的體現原型本質特征，從而使學生更有效地理解原型。模型具有兩方面的含義：一是抽象化，二是具體化。在此基礎上，生物教學模型可分為物理模型、數學模型和概念模型三大類。物理模型是根據相似性原理，把要模擬的實物按一定的比例放大或縮小至合適的形態，其狀態變量和原事物基本相同，能有效的模擬客觀事物的形態功能，物理模型的一般方法有實物和圖畫等形式。概念模型是指人們利用抽象出的原實物某些方面的特征，使實物簡化至便于研究的方式。數學模型是指表現生物學現象、特征和狀況的符號、公式、圖像等數學語言。現代生物學研究與教學中，模型的方法應用廣泛，現已列入高中生物新課程標準中知識內容的一部分。

二、 模型方法具體應用

（一） 數學模型的建構及應用

數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。用符號、公式、圖像等數學語言表現生物學現象、特征和狀況的方法稱為生物數學模型方法。數學模型的建構一般主要包括以下五個步驟：模型選定、模型假設、初期建模、模型的檢驗、模型的應用。

通過對數學模型的分析，學生可有效判斷、總結和探究生命活動規律。例如，生物學科中常用到的曲線模型能夠有效地將一些抽象的過程用直觀的方式表達出來，使學科內容豐富、生動，實現抽象思維向形象思維的轉變，有助于把握問題本質。生物教學中，適當引入數學曲線引導學生進行分析、判斷，能夠培養學生的分析思維能力，讓學生成為課堂教學的主人，建立和諧的師生關系；化復雜為簡單，化抽象為直觀。構建數學模型，其目的不僅在于對模型原型本質特征和屬性的研究和探索，更是為培養學生的創新思維能力和創造力。

（二） 物理模型的構建及應用

物理模型相對于其他兩種模型形式，更加直觀，更加能將抽象的生物學知識具體化形象化且形式多種多樣，有利于高中生對問題的深刻透徹的理解。物理模型的構建一般主要包括以下幾個步驟：確定研究對象、模型設計、初期建模、模型檢驗和應用。在中學生物學課堂上，教師對物理模型的應用較多。包括掛圖、黑板畫、PPT、實物模型、動畫展示等等。

1951年春天，一直對基因的奧秘深感興趣的沃森在出席意大利的生物分子結構會議時看到了一張DNA的X射線衍射照片，這年秋天他結識了克里克，并共同開始了對DNA分子結構的研究。最終，他們通過威爾金森和富蘭克林提供的DNA的衍射圖譜，推算出DNA分子成雙螺旋結構，為后世對遺傳物質的研究奠定下了良好的基礎。

（三） 概念模型的建構及應用

概念模型的構建主要用于體現想要表現的各個模型之間的相互關系。下面以概念圖為例來說明概念模型的建構，畫概念圖大致有以下步驟：確定主題或復習章節、整理相關概念，梳理概念定義和聯系、將概念置于一定的位置，用箭頭連接、在連接之間用連接詞表示關系。

科學家對生物膜結構的探索歷程中，從十九世紀末開始，及至二十世紀六十年代以后，歐文頓、羅伯特森等等一系列的科學家，通過對生物學現象的細致觀察，進行大膽的推理想象，最后通過嚴謹的實驗驗證，逐步修正并最終建立了生物膜的流動鑲嵌模型。

三、 模型方法應用反思

在模型建構教學中，教師應注意貫徹以下兩點：

1. 課堂教學過程中，教師要切實落實課程目標，深刻體會模型構建的教育價值，幫助學生建立對模型構建的正確的認識，引導學生在實際操作中體會科學方法的嚴謹性，形成正確的科學方法和科學態度，達到在做中學的目的，最終培養學生的創新思維能力和科學探究能力。

2. 運用模型方法解決實際問題時要注意條件或作必要修正，注意把握引導性和開放性，堅持讓學生自己唱主角。構建模型的過程同其他的實驗過程一樣，需在自己的摸索和探究過程中體會科學方法，從而真正提高學生構建模型的能力。

教學中，模型構建的教學已成為不可或缺的一部分。模型構建的過程是培養和鍛煉學生的思維能力、實際操作能力、溝通合作能力的良好的渠道。而這些能力正是創造性思維、發散思維、直覺思維、形象思維、邏輯思維和辯證思維所具有的最基本的特征。模型構建過程中，學生能獨立自覺地運用所給問題的條件，尋求解決問題的最佳方案，在此過程中，學生成為了課堂的主人，在模型構建的過程中，知識也逐漸生成。教學過程中，教師若能有效地利用模型方法，幫助學生學習建立模型的方法，便可有效地幫助學生解決這一問題。因此教學過程中，教師需時刻謹記模型方法重要性，掌握模型的建立的教學方法，培養學生使學生建立良好的應用模型方法的能力并能將其運用于生活和學習實際當中。

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