談模型改善對(duì)高中生物核心概念教學(xué)的作用

王劍鋒

生物核心概念的理解、應(yīng)用能力是近幾年高考考察重點(diǎn)之一，同時(shí)也是高中生物知識(shí)體系中重要的組成部分。為了提高學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解水平、問(wèn)題的解析與探究能力，在高中生物核心概念教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該積極主動(dòng)、合理運(yùn)用模型開(kāi)展教學(xué)，合理運(yùn)用模型教學(xué)，提高高中生物核心概念教學(xué)的有效性。

高中生物學(xué)科是理科范疇內(nèi)重要的組成部分，生物學(xué)是一門(mén)涉獵范圍較為廣泛的學(xué)科。在生物教學(xué)中，通過(guò)構(gòu)建模型，幫助學(xué)生更加直觀(guān)地理解生物學(xué)知識(shí)。同時(shí)在核心概念教學(xué)中，合理運(yùn)用模型提高教學(xué)有效性，為高中生培養(yǎng)良好的生物學(xué)科素養(yǎng)。

高中生物核心概念教學(xué)中運(yùn)用模型方法的意義

模型在高中生物課本的含義為：“模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)。”因此，模型屬于解釋概念的一種方式，是對(duì)抽象化概念的本質(zhì)的展示，具備生動(dòng)、形象等特點(diǎn)，能有效展現(xiàn)生物概念本質(zhì)；同時(shí)，建立模型的過(guò)程就是概念產(chǎn)生的過(guò)程。所以，在高中生物概念教學(xué)中使用模型方法可以提高教學(xué)的有效性。

合理運(yùn)用物理模型，將抽象的核心概念變得更加具體

利用模型表示減數(shù)分裂期間染色體行為變化的重要性

染色體知識(shí)屬于高中生物核心概念，由于物種存在差異性，因此染色體的大小、數(shù)量、形態(tài)存在差異，通常可以運(yùn)用染色體對(duì)生物親緣關(guān)系、遺傳病進(jìn)行判斷。減數(shù)分裂時(shí)期的細(xì)胞，同源染色體行為變化復(fù)雜，染色體的數(shù)目、形態(tài)也在發(fā)生改變，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)必須具有良好的空間想象力。所以，教學(xué)中可以運(yùn)用模型直觀(guān)地展示減數(shù)分裂期間染色體的行為變化，幫助學(xué)生理解、掌握染色體相關(guān)知識(shí)及規(guī)律。

制作模型時(shí)應(yīng)合理選擇材料

模型制作中，教師可以選擇軟磁鐵材料進(jìn)行減數(shù)分裂染色體行為變化模型的制作。此類(lèi)材料特點(diǎn)明顯，十分適用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。首先，軟磁鐵材料由磁性與橡膠材料混合制成，具有磁性，能夠吸附在黑板上，移動(dòng)靈活，教師可以通過(guò)引導(dǎo)，讓學(xué)生利用對(duì)比的方式，判斷模型制作是否正確。其次，可以利用軟磁鐵材料把減數(shù)分裂所有時(shí)期的變化用模型依次表示出來(lái)，構(gòu)成的畫(huà)面就是減數(shù)分裂完整過(guò)程，這種材料薄如紙，能被隨意剪裁出染色體和細(xì)胞形狀。最后，紙的正面可以填補(bǔ)多種顏色，可以對(duì)同卵染色體的區(qū)別進(jìn)行展現(xiàn)，也可以在染色體上用記號(hào)筆標(biāo)記基因，在遺傳學(xué)染色體學(xué)說(shuō)、配子比例等教學(xué)中，有助于學(xué)生更好地理解生物定律知識(shí)。

比如，在減數(shù)分裂一課講解中，教師就可以制作減數(shù)分裂的相關(guān)模型圖，幫助學(xué)生理解減數(shù)分裂的過(guò)程及相關(guān)的知識(shí)。內(nèi)容闡述：1.黑色圓盤(pán)代表一個(gè)細(xì)胞；2.紐扣磁鐵代表絲粒；3.紅色和黃色紙片代表染色體；4.制作的是同一物種，體細(xì)胞有2對(duì)同源染色體的減數(shù)第一次和第二次分裂前期、中期、后期染色體行為變化模型。最后，將所有模型連起來(lái)后，就是減數(shù)分裂連續(xù)變化圖。

在教學(xué)的過(guò)程中，教師可以將不同時(shí)期的減數(shù)分裂模型通過(guò)多媒體大屏幕展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)不同時(shí)期的模型對(duì)比教學(xué)，學(xué)生就可以有效掌握生物學(xué)減數(shù)分裂相關(guān)概念。在染色體中將基因用記號(hào)筆標(biāo)記出來(lái)，學(xué)生可以更為有效地理解生物學(xué)遺傳定律本質(zhì)等知識(shí)。

比如，在制作精母細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程圖的時(shí)候可以將其分成兩個(gè)階段制作，分別是間期與分裂期，間期由G1與S、G2期組成。分裂期由減數(shù)第一次分裂期與減數(shù)第二次分裂期組成，減數(shù)第一次分裂末期與減數(shù)第二次分裂前期可以制成一張圖片，統(tǒng)稱(chēng)減一末期。首先，細(xì)胞分裂前的間期會(huì)發(fā)生DNA與染色體復(fù)制的情況，在此過(guò)程中染色體的數(shù)量不會(huì)發(fā)生變化，復(fù)制結(jié)束后，各條染色體都由兩條姐妹染色單體組成，但是DNA的數(shù)量會(huì)成為原有細(xì)胞的2倍。其次，減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體之間發(fā)生聯(lián)會(huì)，會(huì)變成四分體，細(xì)胞中有紡錘體顯現(xiàn)，核仁與核膜相繼消失，同源染色體中的非姐妹染色單體在此期間有一定幾率產(chǎn)生交叉互換。接而，減數(shù)第一次分裂中期，赤道板兩端會(huì)出現(xiàn)對(duì)稱(chēng)排列的同源染色體著絲點(diǎn)。再而，減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體之間彼此分離，非同源染色體開(kāi)始自由組合，并朝細(xì)胞兩級(jí)移動(dòng)。第五，減數(shù)第一次分裂末期，細(xì)胞由1個(gè)分成2個(gè)，變成次級(jí)精母細(xì)胞亦或是次級(jí)精母細(xì)胞與第一極體。最后，在減二前期時(shí)次級(jí)精母細(xì)胞內(nèi)重新聚集染色體，紡錘體也會(huì)形成；中期，赤道板中有染色體著絲點(diǎn)排列；后期，染色體著絲點(diǎn)分開(kāi)，朝染色體兩極移動(dòng)；末期，細(xì)胞分成2個(gè)，次級(jí)精母細(xì)胞會(huì)形成精細(xì)胞。

合理運(yùn)用概念圖模型，提高核心概念的清晰性與系統(tǒng)性

概念圖能夠?qū)ι镏R(shí)進(jìn)行有效的組織與表達(dá)，是提高生物核心概念教學(xué)有效性的基本方法。國(guó)內(nèi)高考趨勢(shì)顯示，高考生物題開(kāi)始重視對(duì)學(xué)生綜合性能力進(jìn)行考察，不過(guò)多數(shù)學(xué)生只會(huì)死讀書(shū)，無(wú)法有效地遷移、聯(lián)系概念知識(shí)之間的關(guān)系。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)對(duì)概念圖進(jìn)行合理運(yùn)用，通過(guò)概念圖的方式將核心概念與普通概念聯(lián)系起來(lái)，并做好知識(shí)的拓展分析，幫助學(xué)生形成屬于自己的系統(tǒng)化零散知識(shí)結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生有效地理解、記憶、運(yùn)用概念知識(shí)。

在高中生物核心概念教學(xué)中，教師可以將基因與染色體、DNA之間的關(guān)系、生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)等課程知識(shí)制作成概念圖。概念圖除了在課堂教學(xué)中運(yùn)用外，在生物復(fù)習(xí)中也十分適用，比如可以將染色體核心概念制作成一個(gè)詳細(xì)的概念圖，如染色體包含常染色體（常染色體遺傳）與性染色體（性染色體遺傳）；染色體由DNA與蛋白質(zhì)組成；染色體變異后發(fā)生染色體畸變，由染色體數(shù)目變異（整倍變異與非整倍變異）和染色體結(jié)構(gòu)變異組成；染色體可以分為同源染色體（四分體）與非同源染色體，然后將其按照結(jié)構(gòu)順序、關(guān)系制作成一張?jiān)敱M的概念圖，帶入課堂供學(xué)生學(xué)習(xí)，這種概念圖模型有助于學(xué)生理解、鞏固、復(fù)習(xí)、記憶、運(yùn)用生物學(xué)核心概念相關(guān)知識(shí)。

合理運(yùn)用數(shù)學(xué)模型幫助學(xué)生理解生物核心概念本質(zhì)

利用圖表、曲線(xiàn)對(duì)事物本質(zhì)、變化規(guī)律進(jìn)行展示的模型，稱(chēng)為數(shù)學(xué)模型。教師在教學(xué)中應(yīng)利用數(shù)學(xué)模式，幫助學(xué)生理解生物核心概念的本質(zhì)、變化規(guī)律，為學(xué)生培養(yǎng)良好的邏輯思維及觀(guān)察能力。

比如，教師可以在遺傳學(xué)定律、PH關(guān)系、細(xì)胞分裂等知識(shí)講解中，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型的方法，合理演繹相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化過(guò)程與最終結(jié)果。例如在分裂知識(shí)講解中，教師可以制作一個(gè)由研究方法與研究實(shí)例共同組成的模型，研究方法：A1觀(guān)察研究對(duì)象，提出相關(guān)問(wèn)題→A2提出合理的、科學(xué)的假設(shè)→A3基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，采用具有針對(duì)性的數(shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)給予合理的表達(dá)→A4通過(guò)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)或者是詳細(xì)地觀(guān)察對(duì)建立的模型進(jìn)行合理的檢驗(yàn)與修正。研究實(shí)例：B1細(xì)菌在每20分鐘會(huì)發(fā)生一次分裂→B2若空間無(wú)限、資源無(wú)限，此時(shí)細(xì)菌種群的生長(zhǎng)及增幅狀況將不會(huì)受到影響→B3N=2n（n代表繁殖的代數(shù)）→B4對(duì)細(xì)菌的數(shù)量進(jìn)行觀(guān)察、統(tǒng)計(jì)，并做好所建模型的檢驗(yàn)與修正。需要強(qiáng)調(diào)的是，研究方法中（A1～A4）的實(shí)際實(shí)踐操作與研究實(shí)例中（B1～B4）的實(shí)際操作過(guò)程相互對(duì)應(yīng)。通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型的方式，有助于學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生探究、思維發(fā)散等能力，提高學(xué)生對(duì)核心概念的理解、運(yùn)用水平。

結(jié)語(yǔ)

將模型法引入高中生物學(xué)科的知識(shí)教學(xué)中，有助于幫助學(xué)生更好地理解、認(rèn)識(shí)、運(yùn)用生物知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)生物核心概念知識(shí)的理解運(yùn)用水平，改善高中生物核心概念教學(xué)的有效性。