高中生物學模型建構教學培養(yǎng)學生科學思維的實踐研究

周永銀

前言：模型建構教學是我們常見的教學活動之一，因此在開展建構模型活動中，學生可以借助觀察、分析、歸納等思維方法解決在學習中遇到的問題，利于學生科學思維的培養(yǎng)。然而，模型建構教學既可以幫助學生正確認識生物學概念，又可以為他們后續(xù)的生物學判斷、推理思維過程打下扎實的基礎。以下結合實際教學經(jīng)驗，整理歸納出可以培養(yǎng)學生科學思維為教學目的的模型建構教學，希望可以為一線教師的工作鋪墊扎實的基礎。

一、建構模型，使知識形象化、直觀化，培養(yǎng)觀察、分析能力

物理模型是指根據(jù)實物或者圖片形式直觀的表達對對象特征的模型，主要表現(xiàn)在形象直觀，可以模擬客觀事物的功能性質，如蛋白質結構模型、細胞結構模型等。合作學習主要是指教師在教學中，將學生按照學習成績、性格、性別等綜合方面的原因進行分組，引導他們在組內探究學習，相互取長補短。鑒于此，高中生物學教師在教學中，可以選取合適的教學內容，鼓勵學生在組內開展探討，以此培養(yǎng)他們合作探究的精神。例如在教學人教版高中生物DNA分子的結構時，為了幫助學生可以概述DNA分子結構的主要特點，以及可以在DNA雙螺旋結構模型中，提高分析能力和動手能力，并能認同人類對遺傳物質的認識時不斷深化的過程。教師可以將課前準備的材料展現(xiàn)出來，并將學生分組引導他們復習DNA分子的組成單位，并在此環(huán)節(jié)分發(fā)堿基、磷酸和脫氧核糖模型，由學生分組建構4種脫氧核糖核苷酸的模型，隨后建構多脫氧核苷酸長鏈模型，在此過程中教師提示脫氧核苷酸之間靠3′-5′磷酸二酯鍵連接，并糾正學生的錯誤。接著，教師就可以引導班級內的學生閱讀教材促使學生可以繼續(xù)建構模型，以此培養(yǎng)學生的科學思維能力。這樣的教學，可以使學生通過概念圖理清生物學知識規(guī)律的形成。

二、建構模型，梳理知識間內在關系，培養(yǎng)比較、概括能力

概念模型主要是將文字表述來抽象概括出事物本質特征的模型，可建構概念模型使學生深入理解基礎知識，辨析知識點之間的聯(lián)系與區(qū)別，使知識結構化，同時有利于培養(yǎng)學生的歸納、概括和語言表述能力。鑒于此，高中生物學教師在教學中，要想借助模型建構培養(yǎng)學生的科學思維，可以將多媒體技術與教學內容相結合，借助其圖文并茂、聲像俱佳的優(yōu)勢，引導學生對生物學的結構以及功能有一個初步的物質和能量觀。例如在教學必修2第二章基因和染色體的關系中第2節(jié)基因在染色體上時，為了幫助學生可以說出細胞學和遺傳規(guī)律的有關基礎知識，以及可以運用有關基因和染色體的知識闡明孟德爾遺傳規(guī)律的性質，上課之初，教師可以將學生按照“組內異質，組間同質”的原則分為幾個不同的學習小組，引導學生們在組內思考孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋，并借此培養(yǎng)他們科學思維。又如教師在教學《人類遺傳病》一課時，為了使學生可以說出人類遺傳病的主要類型，以及可以了解遺傳病對我們的危害，促使他們可以養(yǎng)成敢于合理表達自我觀點的態(tài)度。教師可以在課前引導學生搜集一些遺傳病的特點，概念類型。在正式學習這節(jié)課時，教師就可以引導學生根據(jù)課前搜集的資料在組內展開探討，促使學生們可以懂得遺傳病應該如何檢測以及遺傳病的主要措施。這樣的教學設計，不僅拓展了學生們的思維，還調動了他們生物學習的積極性。

三、建構數(shù)學模型，揭示問題本質，培養(yǎng)綜合、推理能力

數(shù)學模型主要是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式，如有酶的活性隨PH變化而變化的曲線、種群數(shù)量增長曲線、孟德爾豌豆雜交實驗中的分離比例等。詳細來說，建構數(shù)學模型主要有這幾個步驟：觀察研究對象，提出問題—對所提出問題進行假設—根據(jù)假設做出實驗，將實驗數(shù)據(jù)用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質進行表達—通過進一步實驗或觀察，對模型進行檢驗或修正。例如在建構種群增長的數(shù)學模型的教學中，讓學生認識到在理想狀態(tài)下（食物和空間條件充足、氣候適宜、無敵害）種群數(shù)量呈指數(shù)增長，指導學生作出指數(shù)函數(shù)曲線圖，即種群增長的“J”型曲線。但在自然狀態(tài)下，食物和生存空間有限的條件下，隨著種群數(shù)量的增長，種內競爭加劇，種群數(shù)量增長達到一定數(shù)量時將趨于穩(wěn)定，不再增長，即呈“S”型增長。此時，教師再指導學生作出相對應的曲線圖，即種群增長的“S”型曲線。通過這一數(shù)學模型的構建，利于培養(yǎng)學生的比較、綜合、分析、抽象、推理等科學思維能力。

結語：總之，高中生物教師在教學中，借助模型建構培養(yǎng)學生科學思維不是一蹴而就的事情，需要教師的堅持努力，以及不斷總結教學中的經(jīng)驗，唯有如此，才可以更好的培養(yǎng)學生們的生物學科學思維。