淺談模型構建法及其轉換在高考備考中的應用

溫燕云

【摘要】根據《新課標》要求的，教師要進一步提升學生對生物學的初步探究能力，這其中包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、模型構建與系統分析等科學研究方法。模型構建是新課標探究教學中研究方法之一。下面就以“遺傳的細胞基礎”為例，探討此內容涉及到模型的種類，構建和轉換在高考備考中的應用。

【關鍵詞】遺傳的細胞基礎 模型構建和轉換 高考備考

【基金項目】廣州市教育科學規劃（Guangzhou education scientific research project）2016年度課題模型構建法在生物高考備考中的實踐研究（課題編號：1201574559）。

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）37-0143-02

不管是期末復習還是高考前的一輪復習或二輪復習等，都是在為高考備考打基礎，都屬于高考備考階段。單調的復習方式常常會讓學生產生厭學的情緒，所以為了提高學生的學習興趣，在復習中就應該嘗試進行一些激發學生興趣的教學方法，其中模型建構則是一個很好的激發學生興趣的方法。模型建構法運用于高中生物教學還利于培養學生的科學思維品質、促進學生自主學習和發展學生的探究能力。

遺傳的細胞基礎就是一個相對比較抽象和復雜的內容，我們在復習中就可嘗試用多種模型建構來實現。遺傳的細胞基礎主要包含減數分裂與受精作用和有絲分裂與減數分裂的綜合兩個考點，根據近幾年的高考試題分析，此專題的題型以選擇題為主，有絲分裂與減數分裂的比較常結合分裂圖像及染色體和DNA的數量變化曲線來考查；配子的形成常結合DNA復制與變異等知識進行考查。所以我們在備考的過程中，應該重點關注細胞分裂圖像的識別、細胞分裂過程中染色體、DNA的數量變化，還可以采取并列比較法理解減數分裂和有絲分裂的區別。此內容相對較抽象，通過模型建構，可將抽象知識形象化，加深理解。

一、不同分裂時期細胞分裂圖像的物理模型構建

高中生物必須1教材中提到模型的形式很多，包括物理模型，概念模型，數學模型等。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。著名的物理模型當數沃森和克里克制作的“DNA分子的雙螺旋結構”，既讓他們獲得了諾貝爾的生理學學獎或醫學獎，也宣告了生命科學從此進入了認識生命本質的新階段。本文則嘗試用紙條作為染色體模型構建不同分裂時期細胞分裂圖像。制作方法簡述如下：

（1）直接利用學生的單行本根據需要剪成不同長度的小段；紙條部分折疊，折疊后重疊部分表示著絲點，長度不同的紙條紙條或折疊位置的不同可制作形態不同的染色體，即非同源染色體；一條紙條涂上幾種不同的顏色可以表示不同的染色體片段，也可表示一條染色體上有多個基因；制作大小、形狀和顏色相同的紙條，將兩個紙條折疊部分重疊在一起則可代表染色體復制，此時一條染色體有兩條姐妹染色單體。

（2）根據班級活動組數剪出相應數量、不同顏色和不同長度的紙條，指導學生自己動手制作染色體物理模型（紙條也可以提前叫學生自己準備好）。

（3）根據需要構建有絲分裂圖或減數分裂不同時期的圖像

通過體驗，可以使學生做到加深認識并理解模型的過程和直觀性。以上模型的構建材料僅僅是紙條，材料簡單，學生隨手可得，一旦學會了此模型的構建，隨時可以自己制作，觀察和實驗，還可根據實際需要任意拆卸、組裝，邊學邊制，既提高了學生的學習興趣，還有助于培養學生的動手能力、觀察能力、思考能力、反思能力。例如圖3和圖4僅僅是呈現出一個精原細胞經減數分裂產生的4個精細胞兩兩相同，原因是圖3.4是同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合的一種形式而已，據此可以引導學生思考如果非同源染色體重新組合，可能再形成怎樣的4個精細胞。從而可以通過表格的形式引導學生思考在不交叉互換的情況下具有n對同源染色體的個體產生配子的情況。如果在鞏固練習中遇到相關的知識又有疑惑時也可以隨時建構模型，幫助解疑。圍繞該模型組織教學有利于學生深刻理解和掌握染色體的相關知識，并更好的區分有絲分裂和減數分裂的主要特色和異同。

二、各種模型間的轉換

利用相對應的模型來簡化一些生物學的知識，十分有利于學生對問題產生一定的認識，這是一種很有用的方式！在復習中，我們經常遇到遺傳的細胞基礎此內容不斷以圖片的形式考查，還有曲線圖和柱形圖的形式考查。而曲線圖是數學模型的一種表現形式，更能直觀地反映出親代與子代的染色體之間的關系，更加具體形象，既能幫助學生加深對知識的理解，激發學生的探索性和創造性，還能提高學生的綜合分析能力。我們在復習中不僅僅是指導學生構建細胞分裂各時期的圖像，還可根據構建的圖像進行畫圖，在畫圖中加深對四分體、同源染色體和非同源染色體之間的區別，以上則是同種模型間的轉換。

要實現物理模型與數學模型的轉換，則可準備好學案，設計好表格，讓學生在邊構建時邊完成相關的表格，然后還要以曲線圖的形式表示出來，并有相關的鞏固練習呈現。這樣既能調動學生復習的積極性，又能讓學生在做中學，可以更好的培養學生的思維能力，不但培養了學生思維的靈活性，還培養了學生思維的廣闊性。學生在構建物理模型和數學模型的前提，還是需要熟知構建模型的內容，而這些內容之間的聯系，還可培養學生構建概念模型，將相關的知識點聯系起來。概念模型是高中生物復習備考中常用的模型，常利用概念圖組織教學，可以讓學生在給出的情境中將已有的知識進行有機整合，形成完整的知識體系。

模型間的轉換有利于提升學生的生物學知識水平，而且這些知識越來越多的出現在高考當中。所以我們應能多角度思考，善于發散思維，盡量在教學中幫助學生提升運用所學知識解決問題能力，加強前后知識的聯系。

三、模型構建和轉換在高考復習解題中的利弊

模型構建和轉換雖然能激發學生的學習興趣，培養學生自主學習的能力，但高考復習時間緊，學生需要爭分奪秒，所以教師不可以從此過多的應用模型，增加學生學習壓力，應該有所取舍，根據具體情況具體采取不同的教學策略，例如對于基礎好的同學，抽象思維也強，則可注重培養學生用概念模型去構建知識網絡；而對于基礎較差的同學則可引導其構建物理模型或數學模型。在能激發學生學習興趣的情況下，盡量做到少花時間有大收貨，盡量做到更有效的備考。

參考文獻：

[1]《生物課程標準（實驗）》，人民教育出版社.

[2]《 5年高考3年模擬》2016B版，教育科學出版社和首都師范大學出版社.

[3]陳林等.數學建模理論應用于高中生物學教學案例研究[J].中學生物教學，2016（10）：31-33.