物理模型在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

鄭雪嬌

【摘 要】所謂模型，是通過主觀意識，借助實(shí)體或者虛擬表現(xiàn)構(gòu)成客觀闡述形態(tài)結(jié)構(gòu)的一種表達(dá)目的的物件。在生物教學(xué)中，構(gòu)建物理模型就是以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識對象的特征。構(gòu)建物理模型可以幫助學(xué)生直觀地認(rèn)識生物各結(jié)構(gòu)，理解生物各結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。如何高效地將物理模型應(yīng)用到生物教學(xué)中是本文探討的主要內(nèi)容。將物理模型帶入生物教學(xué)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和人文精神，也將全面提升學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】物理模型；應(yīng)用

1.簡要分析高中生物中所涉及的物理模型

高中生物必修一第三章細(xì)胞器和細(xì)胞核、第四章第二節(jié)生物膜流動鑲嵌模型、第六章細(xì)胞的增殖、必修二第一節(jié)減數(shù)分裂、第二節(jié)基因在染色體上、第三章DNA分子的結(jié)構(gòu)、必修三第二章第二節(jié)通過激素的調(diào)節(jié)、選修三基因工程等教學(xué)章節(jié)中涉及物理模型。物理模型在該教學(xué)過程中能較形象地展示細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器之間的位置關(guān)系，能幫助學(xué)生形象地記憶知識點(diǎn)。

2.如何高效地將物理模型應(yīng)用到生物教學(xué)

時(shí)間上合理安排：針對課本上所涉及的各類物理模型案例，教師可以合理分類，從而節(jié)約學(xué)生課堂時(shí)間。例如：教師可上完第三章細(xì)胞核就進(jìn)行第四章第二節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型，一是幫助學(xué)生系統(tǒng)地認(rèn)識細(xì)胞結(jié)構(gòu)；二是在本節(jié)教學(xué)之后，教師便可組織學(xué)生進(jìn)行構(gòu)建物理模型。對于“有絲分裂”“減數(shù)分裂”和“基因在染色體上”，教師可以放在一節(jié)課中，讓學(xué)生進(jìn)行教具制作，直觀地幫助學(xué)生理解染色體在兩種分裂中的行為變化，也有助于學(xué)生對分離定律和自由組合定律的認(rèn)識和理解。對于“DNA分子的結(jié)構(gòu)”，教師可利用其模型幫助學(xué)生直觀地認(rèn)識雙螺旋結(jié)構(gòu)，搞清楚堿基互補(bǔ)配對原則，也有助于后續(xù)的相關(guān)計(jì)算。在“激素調(diào)節(jié)”的課堂教學(xué)中，教師只需花5分鐘時(shí)間讓學(xué)生建立血糖調(diào)節(jié)模型，學(xué)生就會較深刻地理解體內(nèi)對血糖水平進(jìn)行調(diào)節(jié)的機(jī)制。在以上所有的教學(xué)內(nèi)容中，課堂上合理的時(shí)間和內(nèi)容安排，都會在教學(xué)中起到事半功倍的效果，學(xué)生做一遍，高于教師重復(fù)千遍，只有學(xué)生自主參與，學(xué)生才能有深刻的理解和記憶。

形式上豐富多樣：對于構(gòu)建細(xì)胞模型和生物膜流動鑲嵌模型，學(xué)生可用橡皮泥來完成，也可用生活廢舊用品來完成。以下是我的學(xué)生做的一些作品：

關(guān)于“有絲分裂”“減數(shù)分裂”及“基因在染色體”，主要是讓學(xué)生構(gòu)建染色體，其中包括DNA兩條鏈和染色體之間的關(guān)系。若是學(xué)生能形象地展示其位置關(guān)系，便能很好的完成DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制及兩種分裂方式中的相關(guān)計(jì)算。之后，再在其模型上加上基因，學(xué)生便可通過染色體的行為變化清晰地認(rèn)識基因的分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)。以下是我的學(xué)生做的模型：

對于“基因工程”教學(xué)，主要讓學(xué)生投身其中，人人都是工程師，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的生物堿基序列，利用“限制性核酸內(nèi)切酶”與“DNA連接酶”對基因進(jìn)行重組，建立新的載體。在動手實(shí)踐的過程中，讓學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，理解基因工程中各工具的特點(diǎn)及聯(lián)系、基因工程各步驟的作用。以下是我的學(xué)生建立的新載體：

3.物理模型在生物教學(xué)中的作用

生物是較為抽象的學(xué)科，內(nèi)容多、雜，有時(shí)無規(guī)律可循，但是又是真實(shí)的貼近生活，和我們每個(gè)人都息息相關(guān)。學(xué)生對這門學(xué)科普遍有興趣，但大多被高考壓力帶來的各種習(xí)題所消磨，最后只是趨于對知識的死記硬背，失去了原來對生命探索的追求和渴望。而在以構(gòu)建物理模型為主體的課堂上，學(xué)生是作為主體來參與整個(gè)課堂教學(xué)的，學(xué)生在動手構(gòu)建模型的過程中，極大地提高了自身對抽象事物的認(rèn)識和理解，夯實(shí)了對基礎(chǔ)知識的認(rèn)知，增強(qiáng)了學(xué)生對生命本質(zhì)的探索欲望，從而，學(xué)生愿意在生物上下功夫，愿意在生物課堂上多思考，對生物高考中出現(xiàn)的一系列難題，學(xué)生可從根本上進(jìn)行分析，利用圖形，更好地進(jìn)行解題，也是在無形當(dāng)中培養(yǎng)了學(xué)生一種新的解題思路。總之，構(gòu)建物理模型在生物教學(xué)中是必不可少的，且其起到的作用也是顯而易見的，對高考中生物的提分也是有極大幫助的。