模型構建在初中生物教學中的有效作用

張 亮

（山東省淄博市桓臺縣實驗中學，山東淄博 256400）

引 言

生物教學需要教師遵循“便于學生理解”的基礎教學原則，通過相對簡單的方法來使學生對生物知識有一個更深刻的印象，使學生在學習的過程中也能夠獲得更深的體會。“艾賓浩斯記憶曲線”告訴我們，人的記憶和認知規律需要遵循時間和重復的原則[1]。教師的生物教學需要從簡潔生動、方便理解的角度出發，教師應當不斷總結實例的共性特點，采用學生更容易記憶的方式，以有效提升學生的知識理解能力。利用生物模型教學符合認知記憶規律，能幫助學生更好地理解生物知識。

一、初中生物模型的實際概念

教師指導學生學習生物知識，需要將一些特定實例的結構和框架進行剝離，為學生研究的生物學對象進行“減負”，去除紛繁雜亂的細枝末節，用一種能反映原型知識本質的物質或過程，以及合理的結構去描述事物的原型。從現實的角度來看，這種被人為分解的物質、過程、合理結構可以被稱為“生物模型”。生物模型從定義上可分為三個不同的類型，分別是概念模型、物理模型及數學模型[2]。

二、初中生物模型的種類劃分

所謂“概念模型”，是指教師在課堂上為學生進行知識串聯的內容集合。教師通過引導，將所有零散的概念和知識點連成體系，最終形成知識結構網，進而使其成為學生可以信手拈來的有效知識框架。

對于“物理模型”的認知，需要教師在指導學生學習知識框架時，能夠遵從知識直觀化、形象化的特點，將學生所學的知識內容以實物模型、模擬模型、圖畫、從屬關系等角度進行區分和界定，以幫助學生更好地厘清所學生物問題的知識關系，進而實現對知識的深度理解。

“數學模型”則需要教師為學生講解相應的知識變化過程，根據不同數據情況，設置合理的曲線圖、表格、規律表達式。通過分析講解，教師能夠將相應的抽象知識闡釋得更加明確。

三、不同生物模型的應用實例

（一）實物模型

教師在指導學生學習生物知識的過程中，需要綜合分析學生當前對生物知識的理解程度，以及學生可以接受的相關生物概念模型。在講解生物知識的過程中，如果教師可以向學生展示實物模型，那么學生必然會被教師展示的實物模型所吸引。

例如，教師在指導學生學習關于“驗證天竺葵光合作用產物”的實驗時，就可以借用實物模型來展開教學工作。首先，教師先將天竺葵做暗處理，即把天竺葵放到黑暗處一夜，其目的在于通過黑暗環境，消耗天竺葵葉片中的全部淀粉類有機物。然后，教師采用對照實驗，將一片葉子一半的上下面用黑紙片遮蓋，借此對比光照部分以及未經光照部分是否都會產生淀粉類物質。經過5 小時的光照之后，教師把葉片放進水中隔水加熱，對葉片進行脫色處理，使葉片的葉綠素消失，這樣就會便于實驗觀察。最后，教師將得到的葉片用碘水噴涂，觀察實際的葉片變色情況。通過這樣的實驗操作，教師能夠幫助學生有效認清植物葉片在光合作用下，會產生淀粉類有機物的事實，同時這樣的實物模型能夠有效印證教師的授課內容，提高學生的知識理解水平。

教師在指導學生學習生物知識時，需要從宏觀開始講解，而后逐漸深入，引導學生探究學習微觀的知識。通過一個由淺入深的教學過程，教師能夠有效激發學生的學習興趣，同時也更便于學生對知識的學習和理解，為提升學生的動手實踐能力打下良好的基礎。例如，在講解《植物的生殖和發育》這一節時，教師可以為學生展示經過嫁接處理之后的仙人掌實物。通過實物的展示，教師可以更好地講解“嫁接的原理”，以及在進行嫁接操作時所需要的材料，而后教師可以展開知識的遷移應用，進一步拓展到對果樹等作物的嫁接知識上，為學生講解什么是枝接，什么是芽接。同時教師可以借助多媒體的實物展示，以有效活躍課堂氣氛，使學生快速接受原本難以理解的知識。

（二）模擬模型

教師在為學生講解一些難以用實物展示的生物模型時，可以借助當前的科學技術進行模擬，為學生提供更能接受的生物模型；在向學生介紹一些生活中難以見到的實物模型時，可以采用相應的模擬化模型。通過這樣的教學方式，教師能夠有效提升學生對相應知識點的理解。

例如，在指導學生學習關于“動物細胞和植物細胞結構”的知識時，由于學生對動植物細胞的認知水平有限，僅靠教師的口頭表述以及教材圖片的展示，其很難切實理解動植物細胞結構有什么明顯的特點，故而，教師帶領學生進行相應的細胞模型手工復制。通過教師的講解，學生使用不同顏色的橡皮泥，對動植物細胞的整體結構進行復制和還原。在學生制作的過程中，教師需要向學生強調動物細胞和植物細胞的不同狀態。動物細胞不存在細胞壁，以及植物細胞中特有的葉綠體，同時動物細胞和植物細胞都包含細胞膜、細胞質、細胞核的結構。因此，學生在制作相關細胞模型的過程中，會重點關注細胞之間的異同狀況。

此外，當學生完成了動物細胞模型以及植物細胞模型的復制之后，教師也可以根據這些模型進行提問，以此有效提升學生的知識理解和記憶水平。

（三）數學模型

教師在指導學生學習相應的生物知識時，可能會遇到如下情況：有一個理想化的模型，需要進行數據的統計和分析，但是現有的觀察設備很難達到相應的效果。因此，教師需要對理想化的模型進行模擬統計，使之在數學的框架之下，能夠進行合理的演繹推理。

例如，教師在指導學生學習關于“外界條件對呼吸作用的影響”的實驗數據統計時，此時對于學生而言，其需要記錄相應二氧化碳的濃度變化，因此需要教師構建相應的數學模型。植物進行呼吸作用，涉及幾個因素的影響，如溫度、水分、氧氣、二氧化碳等。教師采用對照實驗，能夠有效確定實際的呼吸作用速率，進而幫助學生更好地理解不同條件下，對于呼吸作用的影響本質。教師通過相應的數學模型教學，能夠幫助學生更加清晰地理解實際情況，提高其學習效率。

四、生物課堂教學的實踐效果

為了更好地展現生物教學過程中生物模型對于教學實踐的幫助，教師需要在課堂教學中大膽使用該教學方法。教師的合理演繹和模型構建，能夠幫助學生更好地理解相應的生物知識，從而提高學生的學習效率。

例如，在講解關于“食物鏈和食物網”的相關知識時，教師可以為學生引入相應的生物模型，以此提高學生的理解水平。首先，教師使用數學模型來對學生進行講解：草原上只有青草、老鼠、老鷹三種生物，橫坐標表示時間，縱坐標表示生物的數量。然后，在教師的啟發下，學生根據“越是食物鏈底層，基數越大”的道理繪制出關于青草、老鼠、老鷹的變化曲線。這樣的教學方法，有效提高了學生的學習效率。

結 語

綜上所述，教師采用生物模型的教學方法，能夠幫助學生更好地理解看似繁復的生物學知識，將原本晦澀難懂的知識轉化為簡單易懂的數學或是物理學模型，進而有效提升學生的認知水平。