嘗試構建高等植物細胞的三維結構模型

玉相

摘 要 模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，是科學研究中對復雜事物的一種簡單的描述方法，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具體的實物或其它形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表述。嘗試構建高等植物細胞的三維結構模型，提高生物教學的有效性。

關鍵詞 構建模型;提高生物教學;有效性

中圖分類號：G632????????????????????????????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????????????????????????????????????????? 文章編號：1002-7661（2019）14-0153-02

教育部在2003年頒布的《普通高中生物課程標準（實驗）》中，明確將獲得生物學模型的基本知識作為課程目標之一，并在內容標準或活動建議部分做了具體的規定。模型建構作為一種現代科學認識手段和思維方式，對解決生物學問題有著廣泛的應用價值和意義。

模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，是科學研究中對復雜事物的一種簡單的描述方法，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具體的實物或其它形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表述。通過模型，抓住事實的最主要的特征和功能，以簡化的形式去再現原型的各種復雜結構和功能，它是連接理論和應用的橋梁，可以幫助人們認識客觀世界中最本質的東西，以便預測和指導實踐。生物學研究中通常建構的模型包括物理模型、數學模型和概念模型等。

物理模型以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。其最顯著的特點是形象直觀。在教學過程中通過模型建構與展示，不僅有利于加深學生對所學知識的記憶、理解，提高生物課堂教學的在效性，而且還能引導學生進行發散思維，提高學生的探究能力，學會科學研究的基本方法。通過物理模型教學還能夠提高學生學習的興趣，培養科學精神與價值觀。

建構物理模型要以客觀事實為依據，刪繁就簡，去偽存真。在建構物理模型前需要通過觀察、統計、實驗、查閱研究史料等方法掌握模型對象的特征，尋找合適的模型展示方式，選擇恰當的模型建構材料。在建構過程中，遵循先大后小、先簡后繁的原則，由表及里、先框架后細節進行逐步建構。初步建構完模型后，還需要進一步審查模型的科學性和美觀性，并在此基礎上進行進一步修改完善，從而力求客觀真實反映認識對象的特征。

在《高中生物課程標準》中將嘗試建立真核細胞的模型作為學習細胞結構的具體內容標準，在遺傳的分子基礎部分建議開展制作DNA分子雙螺旋結構模型的活動。建構物理模型是實現有效教學的方法之一，物理模型有靜態物理模型，還有動態物理模型，在教學過程中不能僅局限于課程標準中提到的內容，教師還需要深入研究教學內容，創造性的開展這一活動。我在教學過程中，結合邊疆少數民族地方農村學生動手能力強的特點，讓學生自己動手，在做中學，按高中《生物必修1分子與細胞》第54頁模型建構“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”讓學生以小組合作的方式，嘗試制作高等植物細胞的三維結構模型以提高教學的有效性。

首先要求各組學生對教材提供的案例“北京某中學制作的細胞模型”和“北京自然博物館展出的細胞模型”進行分析，找出其優點與不足，然后提出自己的創新思路，確定確實可行的方案，之后進行分工，有的負責查閱資料，有的負責收集材料，有的學生利用生活中的廢棄物進行加工，有紙質的、木質的、塑料做的等等。學生學在其中，樂在其中。大家完成的作品五花八門，制作出了極富想象力的模型。

我自己也根據我個人對高等植物細胞結構與功能的理解，自己制作了一個高等植物細胞的三維結構模型。

一、材料用具

薄層板、廢籃球、廢皮球、廢乒乓球、大、小氣球、塑料泡沫（板）、紅絲線、剪刀、固體膠、刀片小棉球大頭針等。

二、制作目的

使抽象的微細胞結構形象化和具體化。便于教師在教學中幫助學生掌握高等植物細胞的結構和功能。提高教學的有效性。

三、制作設想

（一）英國學者羅伯特·虎克（Robert Hooke 1635～1702）在1665年用顯微鏡觀察植物的木栓組織，發現由許多規則的小室組成，并把小室稱為cell--細胞。所以我用薄層板做“小室”代表細胞壁，因為大多數植物為綠色，所以我把它做為綠色。

（二）利用廢籃球、廢皮球、廢乒乓球、小氣球作為細胞膜、核膜及具膜結構的細胞器。而塑料泡沫則做不具有膜結構的核仁和核糖體。紅絲線做染色體（質）。

（三）不同型號和大小的球色彩鮮艷，有利于引起學生的注意，從而激發學生的學習興趣。

四、制作步驟

1.細胞壁：如圖1，利用綠色薄層木板制作成“小室”，用固體膠固定。

2.細胞膜：如圖2用廢籃球剪去八分之一膠囊，再噴上黃漆。

3.葉綠體：如圖3，綠色小皮球剪去八分之一膠囊，剪下的膠囊又剪成圓片用固體膠連成葉綠體基粒。

4.線粒體：如圖4橙色小皮球剪去八分之一膠囊作外膜，用橙色小氣球作向內折疊的內膜。

5.高爾基體：如圖5用棉球填入橙色的小氣球內作單層膜的高爾基體和囊泡。

6.內質網：如圖6用固體膠把兩個黃色大氣球的外表面粘連分別制成兩個相互折疊的內質網膜。

7.核糖體：如圖7用綠色塑料泡沫剪成顆粒狀制成固著核糖體和游離核糖體。

8.液泡：如圖8用充氣的綠色氣球作為液泡。

9.核膜：如圖9用黃色皮球剪去八分之一膠囊作核膜。用固體膠把已制好的內質網粘在核膜外側。

10.核仁：如圖10把包裝的廢塑料泡沫剪成圓形制作成核仁。之后放入核膜內的固定塑料泡沫板上。

11.染色體（質）：如圖11把絲線拉開一段作染色質，未拉開的一段作為染色體。以示染色質和染色體是同一物質不同時期的兩種表現形式。放入細胞核膜內。

12.溶酶體：如圖12用乒乓球作溶酶體。

13.各細胞結構有機組合：如圖13把塑料泡沫板剪成與籃球直徑一至的圓形作底座放入細胞膜內，依次把細胞膜內的結構放入其中，構成植物細胞的原生質體。之后整個原生質體放入細胞壁內即可完成整個高等植物細胞的三維結構模型的制作過程。

五、該教具的使用方法

（一）在解析高等植物細胞的結構和功能時可獨立觀察各細胞結構和細胞器的結構。便于學生較快掌握相關知識，提高教學效果。

（二）在解析高等動物細胞的結構和功能時只要把細胞壁、液泡和葉綠體去掉，加上中心體就可作為動物細胞的三維結構模型使用。可讓學生更好的記住生物膜系統和有關分泌蛋白產生的途徑，并更好的區別動植物細胞。

（三）該教具可重復使用，不易破損。

六、構建高等植物細胞的三維結構模型優點

（一）實現師生相互學習，共同提高。

實現“教”與“學”相互交流，“師”與“生”的共同成長。在班級中開展模型展示與評比，各組匯報的學生不僅向大家闡述了其小組制作的模型的科學性、美觀性、創造性，而且對其他同學提出的疑問進行了現場答辯，許多同學還進一步談到制作過程中組內同學深切的體會與感受，實現老師與學生在教學過程中教與學的合作與共享，實現師生相互學習，共同提高。

（二）化抽象為形象，提升學習效率。

因教材中描述的電子顯微鏡下才能觀察到的微細結構，學生缺乏感性認識，因此，讓學生親身體驗模擬制作“細胞”的立體結構模型使之形象化，讓抽象的知識變得形象易懂，更好地構建他們完整的知識體系。化抽象為形象，提升學習效率。

（三）提高學習興趣，提升創新能力。

利用模型教學，讓學生在操作過程中，激發起好奇心與學習興趣，點燃其求知欲望的火花，有利于發揮學生的主體作用，最大限度地調動他們的積極性、主動性，對突出教學重點，突破教學難點，優化課堂教學結構，發展學生創新思維能力，有效提高課堂教學效率有積極的促進作用。

總之，構建模型在高中生物研究中是很重要的方法和能力，教師在生物教學中運用模型方法，不僅便于分析和解決有關生物學問題，而且能有效提高學生的生物科學素質，并能帶動、整合其他生物科學方法教育的實施。

通過建構模型達到提高生物課堂教學的有效性絕不是傳統的教師講授法所能實現的。

參考文獻：

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