巧用模型建構突破高中生物概念教學難點

熊小英

摘 要 概念教學是高中生物教學的核心。本文將從物理模型、數學模型和概念模型三個維度例析模型建構在高中生物概念教學中的應用，通過模型建構發展學生生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任等生物學科核心素養。

關鍵詞?模型建構;概念教學;理性思維;核心素養

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2019）01-0092-01

概念教學是高中生物教學的核心。教師通過模型建構在高中生物概念教學中的應用，可以發展學生生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任等生物學科核心素養。

一、物理模型在概念教學中的應用

物理模型是以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。

概念1：細胞膜的流動性

1.常規教學。在講解細胞膜結構的基礎上，直接解釋細胞膜流動性的分子基礎，內涵、相關例子等。

2.模型教學。學生活動：學生用彩泥、軟鐵絲作材料，制作細胞膜的流動鑲嵌模型，并模擬細胞膜的流動性。

教師引導：通過播放草履蟲攝食、變形蟲運動、細胞生長等動畫，激發學生思考“如果這些細胞的細胞膜如同你們手上的模型那么死板，這些生命活動能完成嗎？這些生命活動的完成需要依賴細胞膜的什么特點呢？”

拓展活動：利用構建好的模型，模擬細胞膜的流動性，并思考是哪些分子在運動。

教學總結：在構建細胞膜實物模型的基礎上演繹細胞膜的流動性，有助于學生更好地理解結構與功能相適應的生物學觀點，形成較為完善的生命觀念。

概念2：標志重捕法

1.常規教學。講解標志重捕法的過程、原理和計算公式，然后通過題目練習來鞏固。

2.模型教學。學生活動：學生用粉筆、燒杯、小勺、紅墨水等作材料，模擬標志重捕法過程。以四人小組為單位，先按1cm長度的規格制備粉筆若干、放入燒杯，然后用小勺取出兩勺粉筆計數為n1并用紅墨水染色，待晾干后放回原燒杯混勻，最后用小勺再次隨機取出兩勺粉筆并計數為n2，同時統計其中紅色粉筆數為n3。利用所得數據計算出原燒杯中粉筆的總數。

教師引導：是否存在哪些因素導致結果出現誤差？

拓展活動：誤差演繹和分析（如第二次取粉筆時有意挑選紅色、標記不明顯和脫落等）。

教學總結：在此模擬實驗中，學生通過對實物的計數和計算，能更好地理解標志重捕法的原理，形成較為完善的理性思維。

二、數學模型在概念教學中的應用

數學模型是運用數理邏輯方法和數學語言來表達認識對象的特征，如坐標圖、數學公式等。

概念3：細胞周期

1.常規教學。講解細胞周期的概念，并分段描述間期和分裂期。2.模型教學。學生活動：以四人小組為單位，在兩種數學模型中描述細胞周期。

教師引導：播放在一個細胞周期中各時期細胞的動態變化圖，啟發學生思考細胞周期各時期的劃分依據是什么，兩個相鄰的時間段是否為連續等。

拓展活動：在細胞有絲分裂過程中去體會細胞周期的起止點和連續性。

教學總結：在此活動中，同學之間相互提問，對細胞周期的概念有了較為深刻的理解，同時啟發他們善于利用數學模型去理解某些生物學知識，體會善用跨學科知識的重要性，提升自身的邏輯思維能力。

概念4：競爭

1.常規教學。講解競爭概念，舉例說明種群之間的競爭關系。2.模型教學。學生活動：以四人小組為單位，在坐標圖中繪制不同物種間的競爭關系。

教師引導：物種間的競爭還有別的類型嗎？思考大草履蟲和小草履蟲之間的競爭有什么不同？

拓展活動：在繪的坐標圖中，對比分析兩種不同類型競爭關系的原因？學生展示模型，并闡述原因。

教學總結：通過小組活動，學生不僅深刻理解競爭這個概念，其與人協作的能力得到鍛煉和提高，樂于科學研究的情懷助推其社會責任感的形成。

三、概念模型在概念教學中的應用

概念模型是以命題的形式顯示概念間的意義聯系，并用具體的事例來展示概念間層次結構的示意圖，一般形式有知識樹、集合、思維導圖等。

概念5：細胞的分化

1.常規教學。講解細胞分化的概念、例舉各類細胞的來源、闡明細胞分化的結果和意義。2.模型教學。學生活動：以四人小組為單位，繪制人體細胞分化知識樹。

教師引導：展示人體細胞分化示意圖（圖略），引導學生歸納細胞分化特點，提煉出細胞分化的概念。

拓展活動：修正本小組的知識樹，體會細胞分化的意義。

教學總結：學生通過對概念模型的自主構建，提煉出概念內容，其歸納和概括能力得到提高，有助于形成較為完善的理性思維。同時通過對人體各類細胞來源的認識，培養學生積極探索生命奧秘的情懷，幫助學生樹立珍愛生命的意識，以形成較為完整的社會責任核心素養。

真實情景的創設易于引發學生思考，模型建構易于概念的生成，這樣的教學手段不僅加深了學生對概念廣度和深度的理解，同時對概念形成與獲得有了更直觀、更感性的認識。教學過程體現了教師的引導教學思想，學生學習概念的主動性和積極性得到極大地發揮，有利于發展學生的學科核心素養。

參考文獻：

[1]劉恩山.中學生物學教學論[M].北京：高等教育出版社，2004.