高生物模型建構的有效應用實例

摘要：模型建構是高中生物實驗的重要組成部分，如何有效利用模型建構打造高效課堂，提升學生的自主探究和合作學習的能力是高中生物教學的難點。文章通過具體的實例講述模型建構課堂中的應用，希望能給高中生物教學研究者提供參考。

關鍵詞：高中生物;模型;自主探究;減數(shù)分裂

中圖分類號：G633.91

文獻標志碼：A

文章編號：1672-3872（2019）13-00171-01

模型是人們?yōu)檫_到某種特定目的，而做的一種簡化的概括性的描述，人們對有些事物進行質的描述，有些進行數(shù)量特征和變化的描述、有些運用實物形象化的方式去體現(xiàn)，有些用抽象的形式去體現(xiàn)。模型有很多常見形式，例如物理模型、概念模型、數(shù)學模型。模型建構是指運用模型方法把抽象、不可測的事實或過程，借助身邊的材料、用具或者應用數(shù)學方法、圖像、方程式等加以描述、概括總結的一種活動。《高中生物課程標準2017》要求：“要讓學生領悟建立模型的科學方法及其在科學研究中的作用。”通過建構模型，能夠去除很多無關因素，呈現(xiàn)事物的本來面目，使生物學現(xiàn)象和生命過程簡單直觀，使生物學的知識和規(guī)律形象而生動。因此，模型建構是學生一項基本技能，是一種必備的科學方法。

1巧用物理模型培養(yǎng)學生合作探究能力

物理模型是指客觀實物的相似模型或客觀現(xiàn)實的形象顯示，其狀態(tài)變量與原事物基本一致，能夠通過模擬該事物的性質和功能，形象解釋認識對象，可用特殊的符號、圖形和色彩來反映生命現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展以及生物的結構、生理和相互聯(lián)系，濃縮了大量的生物知識信息，是生物知識的重要表達方式。

在減數(shù)分裂教學中教材第三課時“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”就運用了物理模型建構。教師在教學中把教材的內容重新整合，在第一課中講解特殊體細胞的分裂方式——減數(shù)分裂形成精子的過程時，首先通過導課介紹減數(shù)分裂的概念，用圖片介紹精原細胞和體細胞染色體的區(qū)別，學生思考精原細胞如何復制一次后分裂兩次形成精細胞，染色體行為和數(shù)量該如何進行變化。接下來小組討論得出每組的結論，此時教師針對重難點概念“同源染色體，姐妹染色單體，四分體，聯(lián)會”進行講解，然后學生再次修正自己組的減數(shù)分裂過程，小組匯報研究成果，教師評價，師生達成一致后，再用兩色橡皮泥構建每組自己的預測過程。構建結束后，讓學生閱讀教材再次修正，補充完成自己的模型。教師再用多媒體動畫講解減數(shù)分裂的動態(tài)過程，此時學生腦海中模糊不清的靜態(tài)過程，就直觀、動態(tài)地顯現(xiàn)在學生面前。通過實際操作幫助學生總結減數(shù)分裂中染色體行為、數(shù)量變化，操作的直觀性使學生產(chǎn)生手眼的記憶，幫助大腦建立知識體系。在建構過程中，教師注意給學生兩色橡皮泥，讓他們思考體細胞染色體的一半來自父本、一半來自母本，思考同源染色體如何用橡皮泥呈現(xiàn)出來，讓抽象的概念形象化以突破難點。學生在建構過程中思考減一和減二的實質，通過橡皮泥的實際模擬分裂過程，學生不斷犯錯、不斷糾錯最終合作探究完成正確的分裂過程。減數(shù)分裂過程中染色體的變化以其微觀、動態(tài)、連續(xù)帶來認知困難一直是教學的難點。新課程提倡的探宄式教學模型建構就是解決這一難點的重要的一種方式，在課堂上學生不斷建立猜想，又不斷利用學習的新知打破錯誤猜想，進而重建知識框架，利用模型的直觀、動態(tài)打破文字的靜態(tài)晦澀抽象的限制，突出學生的探究式學習過程，提高了學生的學習興趣和生物科學素養(yǎng)，進而突破了本節(jié)的重難點。

2通過現(xiàn)象看本質一巧用數(shù)學模型，找尋生命過程的本質

在減數(shù)分裂教學中，技能訓練明確要求學生需要學會繪制減數(shù)分裂染色體數(shù)目和DNA數(shù)目的曲線規(guī)律圖。學生需要把減數(shù)分裂過程中染色體和DNA的規(guī)律總結出來，掌握本節(jié)內容的同時整合學科知識，找到現(xiàn)象下的本質，并以數(shù)學模型曲線的形式呈現(xiàn)出來。教學中，教師可利用flash動畫顯示染色體數(shù)為4條體細胞的減數(shù)分裂過程，掌握基本過程后，再以體細胞染色體數(shù)4條為例，對照flash動畫繪制不同時期染色體和DNA表格，教師總結體細胞4條染色體的減數(shù)分裂的染色體和DNA變化規(guī)律，學生通過學習體細胞為4條染色體的減數(shù)分裂，再進一步探究體細胞為2n的染色體和DNA變化規(guī)律，繪制數(shù)學模型表格。教師再利用學生已有的表格轉換出染色體和DNA變化曲線的數(shù)學模型。教學時，教師還可以將《生物》第一冊的有絲分裂的數(shù)學模型與之進行對比找出異同，完成知識的延伸，進而讓學生自己通過形象歸納出本質的規(guī)律，突破本節(jié)的難點問題。

3建立生物學基礎知識的思維框架一巧用概念模型來幫忙

概念模型是以文字表述來抽象概括出事物的本質特征的，能對生物學中的概念、內涵、外延進行抽象描述，通常以概念圖的形式出現(xiàn)，表達概念之間的相互關系，以命題的形式與概念建立意義聯(lián)系，體現(xiàn)知識的網(wǎng)絡構架。

減數(shù)分裂的概念是本節(jié)的重難點，教學中首先要界定概念的范圍是有性生殖的生物。另外，學生要清楚有性生殖的概念是通過精卵結合生殖的方式，這樣才能理解應用的邊界。對減數(shù)分裂概念的理解不能死記硬背，要在各成分中建立相互關系，設置一定的情景。如要幫助學生理解概念中的精原細胞如何形成精子，教師就需要建立情景模式，讓學生了解精原細胞要復制一次連續(xù)分裂兩次，得到精子。教師還可以將減數(shù)分裂的概念和有絲分裂概念進行對比，發(fā)現(xiàn)兩者都經(jīng)過了一次復制，但有絲分裂最終染色體數(shù)目不變，而減數(shù)分裂后的染色體減一半。在概念之間建立一個體系就可以形成更大的體系。

4結束語

總之，在高中生物教學中進行模型建構，既是新課標的要求，也是教材內容的需要，更是形象教學、直觀教學應采取的手段，是新時期改變教與學的方式，讓學生主動構建、自主發(fā)展的很好的嘗試。

作者簡介：林麗華，女，本科，研究方向：探究實驗模型建構。