高中生物教學中模型建構的研究與應用

摘 要：本文主要以高中生物教學中模型建構的研究與應用——以減數分裂為例進行闡述，結合當下傳統教學模型構建和教學現狀在高中生物中的應用為主要基礎，從構建物理模型和構建數學模型掌握相關知識這兩方面進行深度研究和探索，其目的在于加強模型在高中生物教學中的運作效率，旨意為相關研究提供參考資料。

關鍵詞：高中生物；模型建構；抽象模型；具象化

一、 引言

模型構建主要是通過對生物模型的研究，進而能夠尋找出一些生物內容本質和特征的方法。當生物知識過難時，無法直接從模型中得出具體答案，那么便可以通過構建系統模型來學習和研究，在模型中掌握生物知識的本質和內涵。

二、 傳統教學模型構建和教學現狀

在高中生物教學課本中有文字、知識、插圖和模型等，其中出現的模型都是典型的，多年來一直沿用的學科內容，尤其是在高中生物教學中必不可少的內容。模型教學應用在高中生物教學中具有積極作用，能夠提升學生對知識的了解，使得學生能夠對其結構、內容等綜合掌握，對微觀生物內容有所了解。不過在新時期發展中，傳統生物教學模式已經無法適應社會發展，滿足學生的需求，因為傳統模型教學缺少學生自主動手環節，而且模型基本都是靜止的，無法激發學生學習積極性。模型對學生自主學習知識的應用和合作等培養不具積極作用，對提升生物教學質量，沒有積極影響。

現在生物教學過于注重成績，忽略對學生動手能力和實踐能力的培養，學生在課堂中被動地接受教師講解的知識，興趣和積極性不高，使得生物教學效率不高。教師忽略學生的主體地位，一味地灌輸生物知識，教學形式過于單一，及時引入了構建模型，但是依舊存在很多問題和不足，模型的構建往往是教師進行的，學生實際操作過少，不利于學生學習生物知識，無法激發學生積極性和主動性，對學生的發展不利。

三、 模型構建在高中生物中的應用

（一） 構建物理模型掌握知識

由于現在社會的不斷進步和發展，要求對教育進行有效改革，因此要將構建模型教學不斷完善和創新，增強學生動手能力和實踐能力。物理模型主要是以生活中實物或者直觀圖等展現生物知識，在學習人教版《減數分裂和受精作用》內容時，通過構建物理模型掌握知識，教師在課前為學生準備構建模型的材料，然后根據實際情況將學生進行科學分組，讓小組能夠構建一個具有n條染色體的2倍體的模型。首先教師引導學生能夠認真仔細地閱讀精子形成中染色體的知識點，為構建模型奠定知識基礎，然后讓學生親自動手嘗試構建減數分裂過程中，細胞中染色體的變化模型。教師在黑板上繪畫生物內容，學生根據內容設計模型，當出現問題，比如說不知如何讓哪個染色體變粗，那么教師可以運用鋼絲向學生展示過程，然后學生模仿加上自主學習和思考，能夠將整個染色體變化過程運用材料構建出來，在演示過程中能夠提升學生對染色體知識的掌握，還對染色體的結構和功能具有一定了解，物理模型構建對學生學習染色體知識具有積極作用。

然后教師引導學生將制作的模型染色體橫向分布在細胞赤道板上，可以隨意對染色體進行組合，可以是相同顏色的兩條分布在一側，也可以不同顏色的任意一條組合分布在一側，那么在自由分配和組合中學生便能夠掌握配子知識。再通過合作掌握移動知識等。

不同小組將構建模型對比進行學習和分析，在對比中進行知識講解和學習，發現問題并及時解決，能夠提升學生各方面能力，促進學生學習和進步。

（二） 構建數學模型掌握相關知識

數學模型是一個可以展示系統的數學表達形式，在人教版生物減數分裂知識中，要求學生能夠掌握在細胞分裂過程中染色體的數目變化情況和DNA數目變化情況，數目的變化運用數學模型構建知識解決比較直觀、形象和具體，使得學生能夠在觀察模型中掌握一定生物知識內容。下圖1和2是按照減數分裂不同階段時期出現染色體和DNA數目變化的曲線圖，在實際繪畫曲線時要注意出現的轉折，例如在圖1中在第一次分裂前，在間期階段染色體進行了復制，那么曲線在繪制時要注意是2n。其染色體的數目并沒有發生任何變化，只是染色體本身的數量由原來的一條復制為相同大小的兩條，在第一次分裂BC時期下降原因是同源染色體發生分離導致的，而在DE階段發生上升，則是因為著絲點分離形成的，最后在FG時期再一次減少是因為染色體通過平均分離到不同的子細胞中導致的，這是幫助學生能夠合理找出是減數分裂還是有絲分裂的主要依據。而圖2中在AB時期減數分裂出現了一條斜線是因為說明DNA的復制不是立即完成的，需要一定時間作為鋪墊進行，在實際分裂中DNA數目會發生兩次減少現象，第一次減少是在第一次分裂之后，第二次就是出現在第二分裂之后，通過分裂使得原細胞的DNA數目減少為原來數目的一半，在減數分裂中出現兩次DNA下降是數目的變化，是能夠有效區分和判斷有絲分裂和減數分裂的主要依據。

四、 結束語

在生物學習中構建模型的主要原因就是能夠通過真實、直觀、形象的模型研究，掌握和學習到生物知識變化的規律和現象，不過這些規律通常都隱含知識發生的背后，被一些復雜、無關原因所干擾和影響。所以在生物知識模型的構建過程中，必然是充滿艱難的，不允許出現不嚴謹和失誤等。模型的構建是直接根據知識形成的，需要學生能夠具有細心的態度，認真、負責的思想。所以，模型的構建能夠在一定程度上提升學生的自主學習和科學研究意識，還能夠提升生物教學質量和效率，促進學生發展和進步。

作者簡介：朱小紅，甘肅省白銀市，甘肅省會寧縣第二中學。