核心素養下模型構建在高中生物教學中的應用效果分析

辛華

摘 要：高中生物是高中學科中重要學科之一，而模型的構建是在高中生物中檢測學生學習掌握知識能力的標準，由于高中生物沒有具體化，所以利用模型構建的手段可以有效地幫助學生掌握知識。文章作者從核心素養下的生物教學出發，深入研究了模型構建在高中生物教學中的應用，并提出了四點教學策略。

關鍵詞：核心素養；模型構建；高中生物；應用

中圖分類號：G633.91

文獻標識碼：A

收稿日期：2018-01-04

作者簡介：辛 華（1979—），女，廣東雷州人，一級教師，本科，研究方向：中學生物教學。

核心素養教學是我國的根本教育要求，將核心素養與教育結合在一起，打破傳統的教學方式，能夠有效地提升學生的學習效率。但目前我國核心素養下模型構建在高中生物教學中的應用仍存在很多亟待解決的問題，對此，我們應當引起足夠的重視并積極解決。

一、模型構建的概述

1.模型構建法的概念

模型構建是將抽象意義的描述，根據邏輯思維能力將描述構建成一個有實體，看得到的一種結構；模型構建法是我國教育中普遍應用的教學方法，能夠揭露事物或是生物的本質。模型構建大致可以分為三大類：數學模型、概念模型和物理模型。常用的是物理模型，物理模型的構建需要以實驗或是推理分析等方式進行，以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，這種模型就是物理模型。

2.模型構建法的分類

（1）數學模型就是指將教材上的內容或者內容的本質，通過數學的形式將其描述出來，此模型構建法的目的是增強學生們的綜合運算能力。比如，在人教版高中生物教材當中，細胞的有氧或無氧呼吸方程式、植物的光合作用方程式、酶活性受到溫度影響的效果示意圖等都需要運用到數學模型的構建。

（2）概念模型是指以命題的形式將教材中的內容通過模型展示出來，或是將事物之間的內在意義通過模型表達出來。比如，在生態系統中包括群落，而群落又包括種群等之間的關系。

（3）物理模型主要是通過畫圖來表達事物的特征，或是將生命的進程通過模型展現。比如，在高中生物教科書中的“分子的結構和細胞結構”一課等都需要用到物理模型。

3.模型構建法對高中生物教學的重要意義

當模型構建法首次應用到教學中時，就被教師們廣泛地應用到各學科之中，在高中生物教學中采用模型構建法，能夠提高學生們對抽象知識的感知能力，因而學生在親自構建模型時能夠扎實地掌握所學知識，從而促進邏輯思維能力和創新能力的發展。

二、高中生物與核心素養的關系

核心素養的概念很寬泛，學習中的核心素養就是指學生學到的知識與能力、態度結合在一起的表現。生物學對當今社會的發展有著重要作用。在這樣的時代背景下，高中生物有著更加不同的意義，因此，將核心素養與高中生物相結合，是一個科學有效的教學方法，能夠加深學生對生物學概念的理解。生物學本身就是一門自然學科且具有研究意義。學生學習生物用到科學領域的知識是必然的，想要深入探究就必須具備一定的邏輯思維能力，而該能力的拓展需要學生增強自身的素養。也就是說，學生學習生物就應不斷探究思考，只有在深入思考的同時才能形成核心素養。

三、模型構建在高中生物教學中的應用效果

1.通過模型構建的手段，提高學生對生物學習的積極性

高中生物相較初中生物來說，復雜了很多，有很多知識是抽象化的，對于高中生理論上的知識，學生需要反復背誦定義才能夠理解，但傳統的學習方式枯燥無味，學生沒有學習的興趣，這就使高中生物的教學出現了難題。教師通過知識內容要求學生構建模型，將單調的知識變得生動形象，構建模型能夠幫助學生深入理解高中生物的概念以及相關的知識點；通過這種教學方法，能夠有效地活躍課堂氣氛，激發學生們對生物知識的求知欲望。比如，在《細胞器——系統內的分工合作》的教學中，教師可以向學生們展示細胞構造模型，生動形象地展示出細胞構造中的各個部位，讓學生積極地對照書中的內容探索細胞構造，實現高中生物和模型建構的有效性。

教師課后可以要求學生利用泡沫塑料、木塊、紙板、紙片、塑料袋、布、線繩、細鐵絲、大頭針等為材料，分組制作真核細胞的三維結構模型，體驗建構模型的過程。真實的細胞顏色不鮮艷，教師可以建議學生用不同的顏色區分不同的細胞結構，使細胞各部分的結構特點更突出，便于觀察。在動手制作之前，教師要求小組內確定制作模型的具體分工和實施過程，一起合作完成模型的制作，并讓各小組就制作的模型在班級內進行交流，從科學性、藝術性、成本低廉等方面對其他小組的模型作出評價，學以致用，從而牢固掌握知識。

2.通過模型構建，促進學生對生物學概念的深入理解

生物學概念是學生學習生物學科知識的基礎，是理科思維判斷和推理的基本要素。在高中生物學中，有理論性的知識和實操性的實驗，學生需牢記概念，因為概念的每一個字都是必不可少的，背誦起來很麻煩，且意思較為抽象，學生學習如果沒有一定的學習技巧就會很困難。

若所學概念能用相關內容的文字、 關鍵詞及箭頭連接起來，那么概念不僅會變得直觀形象、通俗易懂，而且能揭示事物的主要特征及本質。教師在教學中可嘗試讓學生建立這些概念模型：有氧呼吸過程的圖解、光合作用過程的圖解、中心法則圖解、體溫調節圖解等。教師在實際的教學中，將模型構建與教學相融合，能夠讓學生深入理解概念，并用語言概括出來，從而有效培養其理解能力。如學完高中生物必修1第三章《細胞的基本結構》后，利用概念模型構建知識網絡，將細胞結構有關的知識形成一個網絡體系，這樣，學生通過自行建立概念模型過程清晰化，不會再對具有單層膜的細胞器、具有雙層膜的細胞器和無膜的細胞器以及細胞核不是細胞器等易錯知識點，混淆和產生混亂。

3.教學與模型構建相結合，促進教學效率提升

傳統的教學方式已經不能夠滿足生物學的教學需求，生物學與其他學科息息相關。在生物教學中，需要結合數學知識，利用構建數學模型來描述一些生物學現象。數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式，它的表現形式包括曲線圖和數學方程式。數學模型能把抽象問題具體化，提高答題的準確性，是解決生物學中數學問題的有效方法。描述、解釋和預測種群數量的變化，常常需要建立數學模型。如在《種群數量的變化》的問題探討中，細菌的數量如何變化，教師可針對細菌每20分鐘分裂一次，讓學生根據已有條件完成課本的表格，然后在課本的坐標圖上標上數據，并用平滑的曲線連接起來，最后得到種群的“J”型的增長曲線。同數學方程式相比，曲線圖能更直觀地反映出細菌數量的增長趨勢。教師在生物學的教學中借助模型構建的教學方式，將教材上的內容講解得簡單明了，學生也容易接受，從而科學合理地提高了教學效率。

4.借助模型構建的方式，有效地幫助學生梳理知識點

在模型構建的教學過程中，教師可以根據模型，從上到下或從內到外地結合教材講解知識點，這樣講解起來井然有序，學生在梳理知識點時也不至于太過盲目，遺漏重要的知識點。

總之，當前我國的核心素養教學方式已經逐漸興起，模型建構的教學手段在高中生物教學中起著重要的作用，這種教學方式不是短時間內可以收獲成效的，還要隨著時代以及科技的變化不斷完善。因此，教師只有積極地進行改革，才能把模型構建與高中生物更好地結合，推動我國教育的快速發展。

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