基于生物教學的模型理論基礎

孫 瑩

（黑龍江省大慶市第一中學，黑龍江 大慶）

一、模型的定義

模擬原型基礎上，出現的新型體就是模型，其是在原型基礎上的概括、抽象，但是其并沒有將原型所具備的特征包含在內，然而卻能夠反映原型的本質。人教版生物教材中提出，基于特定目的，簡化認識對象的一個過程，就是模型，其具有定性、定量的特征，能借助其他形象化手段，對具體實物進行表達的過程，是抽象形式向具體形式轉變的過程。

二、模型的特征

在教育教學模式轉變下，涌現出了全新的教學模型，這些模型會表現出很多新的特征，模型首先具備的是描述性特征，這一特征強調了對客體的簡化描述，建構了全新的研究目的、原型間的基本關系，并忽略了次要環節。其次，具備的是解釋性特征，這一特征促使人們要對研究結果進行分析，在科學化、理論化、系統化分析決策的基礎上，重新認識、建構模型，并對實驗現象、實驗活動等進行解釋，這種模型強調了人們要對原有現象、正發生的事實進行分析和預測。最后，模型具有預測性特征，這一特征引導人們要擴大視野、積極探索。

三、生物模型的分類

生物課程體系中，知識的學習需要建立在模型分析基礎上，因為模型的分類會表現出多種多樣的形式。從生物科學發展來看，模型被劃分為思維模型、物質模型；替代模型、天然模型、人工模型。很多實際情況下，在特定環境和情況下，很多生物實驗并不能利用特定研究對象進行實驗，這樣就要利用其他生物來代替，這種替代性生物實驗的過程，就叫做替代模型。從高中生物教材內容來劃分，模型又被分成：數學模型、物理模型、概念模型等。

1.數學模型

數學模型在生物課程學習中屬于重要內容，簡單來說，數學模型就是利用數字字母、符號等式、圖表圖像等描述客觀實物，并以此建立數學結構，表達其內在特征的過程。數學概念雖然具備抽象性特征，但是其能夠很好地描述變量間的關系，能很好地描述生物學基本知識，比如種群增長規律等。一般情況下，數學模型是實現理論、實際轉換的過程，是將現實變成數字的過程，其強調了數學結構、研究問題間的關系，強調了對應關系建立的重要性，這種模型常常以數學關系式而出現。

2.物理模型

對于物理模型而言，又被劃分成兩個類別，分別是天然模型、人工模型，這兩個模型結構間建立了緊密的關系，其相互融合在一起，構成了現有高中生物教材中的基本模型，具體而言，其定義如下：

天然模型：天然模型在生物模型中發揮著重要作用，很多情況下，為了更好地探究生物知識、生命規律，就要利用典型性的、天然性的生物作為科學模型，強調對生物知識的學習。

人工模型：生物實驗中，很多探究性問題不能建立在替代模型、天然模型分析基礎上，基于此，科學家就會選擇利用其他方式，重新建構新的人工模型，例如，在對生命探索分析中，大多數人不能再現生命出現時的情形，因此，1953年著名的美國學者米勒，在對原始海洋、原始大氣環境分析的基礎上，在實驗室成功對不同自然條件進行了模擬，而諸多研究實驗表明，這種人工模型具有很多優勢。

3.概念模型

這一模型建立在文字圖示、符號組合基礎上，強調了要用流程圖形式對生命機理、生命活動規律等進行闡述說明。很多情況下，生物學科知識的概念、內涵、外延等都建立在概念模型基礎上。人教版教科書中，所有概念模型都是以概念圖形式出現的，強調了學科知識表達，概念完善中的相互關系，并實現了知識網絡構架的重要意義。對于知識概念而言，模型的建立表達，能實現知識內容間的聯系、理解。教育教學活動中，概念模型是一種重要的評價、學習、教學工具，用途也十分廣泛，是一種很好的檢測工具。

與其他類型模型建立相比，概念模型建立相對復雜，其能簡化問題，能將問題變得更加簡單，能有利于知識的系統化、結構化學習，在提高學生記憶力、理解力和知識遷移等方面發揮了巨大作用，這一模型更是將知識提升到了新的高度。