高中生物教學(xué)中運用建模培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的探究

吳朝娟

摘要：近些年來，隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的不斷改革，教育體制和教學(xué)理念也不斷在改進和完善，許多新的教學(xué)方法也應(yīng)運而生。對于高中生物教學(xué)來說，對學(xué)生的要求更加嚴(yán)格，而且高中生物課程本就有一定的難度，其中抽象性的知識非常多，學(xué)生不易理解，老師也不好進行教學(xué)，所以說，老師就要運用一定的教學(xué)方法將抽象知識形象化。建模思想就非常重要，老師在教學(xué)過程中可運用生物建模思想培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生具備解決問題的能力。因此，本文主要談?wù)勗诟咧猩锝虒W(xué)中運用建模培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的研究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：高中生物;運用建模;科學(xué)思維

中圖分類號：G633.91 文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1578（2019）36-0190-02

高中階段的教學(xué)是非常關(guān)鍵的時期，理科課程都具備一定的抽象性特點，而且教學(xué)大綱明確規(guī)定，高中生物教學(xué)不僅僅只是理論知識的掌握，也要學(xué)生具備一定的科學(xué)思維，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中擁有演繹推理和建立模型的能力。建模的教學(xué)方法在一定程度上非常符合高中生物教學(xué)大綱的教學(xué)目標(biāo)，所以說，建模思想非常重要。因此，下文主要從三個方面來談，一是高中生物教學(xué)中模型構(gòu)建的分類，二是高中生物教學(xué)中運用建模培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的作用，三是高中生物教學(xué)中運用建模培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法。

1.高中生物教學(xué)中模型構(gòu)建的分類

模型就是把研究的原型物體進行一定的抽象、概括，保留原型本質(zhì)的屬性，以物質(zhì)或者思維的形式模擬原型的新課體;模型可以將原型的次要細節(jié)舍棄，將原型進行簡化和理想化。在教學(xué)過程中，可以讓學(xué)生更好的理解知識和應(yīng)用知識，在高中生物教學(xué)中模型構(gòu)建可以分為物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型。

1.1 物理模型。

物理模型就是根據(jù)相似性理論，借助實物或者圖畫的形式，讓原型的形狀結(jié)構(gòu)特征可以非常直觀展示出來的一種模型。運用物理模型進行教學(xué)，有利于學(xué)生對知識點的掌握，也可以有效激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對于高中生物知識的記憶，高效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

1.2 概念模型。

概念模型就是運用圖示、文字和符號的形式描述生命活動的規(guī)律或原理，運用概念模型進行教學(xué)，有利于學(xué)生了解概念的本質(zhì)特征。在高中生物教學(xué)過程中，概念模型的運用體現(xiàn)就是概念圖，概念圖可以非常直觀的表現(xiàn)出概念之間的關(guān)系，能夠有效體現(xiàn)出高中生物教學(xué)的系統(tǒng)性，科學(xué)思維的培養(yǎng)在這個過程中也能夠有效體現(xiàn)出來。

1.3 數(shù)學(xué)模型。

數(shù)學(xué)模型就是運用數(shù)學(xué)知識描述研究對象的一種模型，比如數(shù)學(xué)中的圖表數(shù)據(jù)、坐標(biāo)圖像、數(shù)學(xué)公式等都可以非常直觀的描繪對象。通過運用數(shù)學(xué)模型進行教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，也可以讓學(xué)生的對高中生物知識有更深刻的理解，不斷提升學(xué)生的科學(xué)思維。

2.高中生物教學(xué)中運用建模培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的作用

2.1 有利于提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

在高中生物教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)是非常重要的，但由于傳統(tǒng)教學(xué)模式的刻板乏味，而且所學(xué)知識本就有一定的難度，學(xué)生往往很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)的熱情。運用建模的教學(xué)方法，有利于加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，讓非常抽象的知識變得具體化，也使課堂教學(xué)氛圍變得非常輕松愉悅，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生積極主動的投入到課堂學(xué)習(xí)中去，從而促進教學(xué)有效性的形成，讓高中生物的課堂教學(xué)質(zhì)量大大提高，充分培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

2.2 有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

建模是需要學(xué)生和老師親手實踐的，在學(xué)生進行建模的過程中，有利于讓學(xué)生真正掌握生物知識的真諦，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的建模意識，在一定程度上可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。生物建模本就是理論知識到實際的過程，學(xué)生在這個過程中可以養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，對探索生物知識有很大的熱情，不斷提升學(xué)生的科學(xué)思維，充分發(fā)揮建模的教學(xué)作用。

3.高中生物教學(xué)中運用建模培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法

3.1 正確利用物理模型。

高中生物教學(xué)中運用建模培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，首先要做到的就是正確利用物理模型，讓學(xué)生能夠運用正確的思維方法進行學(xué)習(xí)，大大提高課堂的教學(xué)效率，讓學(xué)生全面深刻理解高中生物知識。

例如：在教學(xué)人教版高中生物必修一《生物膜的流動鑲嵌模型》這一節(jié)內(nèi)容時，老師就可以利用物理模型進行教學(xué)，我們都知道細胞膜主要是由蛋白質(zhì)、磷脂和糖類三大有機物質(zhì)構(gòu)成，其中磷脂雙分子層構(gòu)成細胞膜的基本支架，蛋白質(zhì)分子鑲嵌、部分或全部嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中，這些都是學(xué)生從課本中得到的知識，所運用的思維方法就是歸納與總結(jié);為了讓學(xué)生更好的理解，對細胞膜有更深刻的認識，老師就可以選擇適宜的制作模型的工具和材料，比如可以用紅色黏土表示磷脂分子的頭部，火柴棒代替尾部，白色黏土代表蛋白質(zhì)，綠色黏土代表糖類，然后細化這三類物質(zhì)的形態(tài)特征，建立細胞膜的流動鑲嵌模型，讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較容易，同時提升學(xué)生的科學(xué)思維。

3.2 正確利用概念模型。

在高中生物教學(xué)中，生物知識通常都是多而雜，而且概念性的知識非常多，這些概念中也有許多公式和理論，學(xué)生對于這些知識的記憶通常都是死記硬背，這樣下來，學(xué)生往往會不知道這些概念的相通性在哪，因此，正確利用概念模型進行教學(xué)是非常有必要的，在這個過程中，學(xué)生的科學(xué)思維能夠有效提升。

例如：在教學(xué)人教版高中生物必修一《細胞的能量“通貨”──ATP》這一節(jié)內(nèi)容時，老師就可以運用概念模型進行教學(xué)，在學(xué)生學(xué)習(xí)了有氧呼吸和無氧呼吸后，老師就可以借此對學(xué)生提出“這兩個過程中形成的物質(zhì)都有哪些？為什么說ATP是細胞的能量“通貨”？ATP與ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？這有什么意義？細胞中的哪些生命活動需要ATP提供能量？”這些問題，引導(dǎo)學(xué)生一步步的進行探索，最后讓學(xué)生對ATP有深刻的理解，這個過程可以充分培養(yǎng)學(xué)生的推理能力，讓學(xué)生的科學(xué)思維穩(wěn)步提高。

3.3 正確利用數(shù)學(xué)模型。

數(shù)學(xué)學(xué)科的知識幾乎在其他所有學(xué)科都有涵蓋，在高中生物教學(xué)中，老師就可以正確利用數(shù)學(xué)模型，把數(shù)學(xué)中的一些知識服務(wù)于高中生物，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以一目了然的理解知識，并且可以巧妙的運用各種思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

例如：在教學(xué)人教版高中生物必修三《生長素的生理作用》這一節(jié)內(nèi)容時，老師就可以正確利用數(shù)學(xué)模型，在學(xué)習(xí)這部分知識時我們都知道“植物向光生長、根的向地性和莖的背地性”這些理論知識，老師可以根據(jù)這些知識提出模型假設(shè)“生長素可能會促進植物的生長，生長素濃度越高，植物生長更快。”并且畫出坐標(biāo)圖像，讓學(xué)生探究生長素的生理作用，通過這個過程，老師可以將多方面的因素通過坐標(biāo)圖像一目了然的展現(xiàn)在學(xué)生的面前，有利于學(xué)生科學(xué)思維的形成。

綜上所述，建模的教學(xué)方法在高中生物中的運用確實是必不可少，而且非常之重要，老師在教學(xué)過程中要合理運用建模的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，充分體現(xiàn)出建模的教學(xué)意義;讓高中生物知識更加形象化、具體化。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中就不會有太大的阻礙，有利于學(xué)生對生物知識的掌握和應(yīng)用，也能夠讓學(xué)生的創(chuàng)新思維得到培養(yǎng)，大大提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]王吉文.例談高中生物學(xué)教學(xué)中理性思維能力的培養(yǎng)[J].生物學(xué)教學(xué)，2017.

[2]張英.建模思維在發(fā)展生物核心素養(yǎng)中的應(yīng)用[J].高考，2017，182 82-145.

[3]秦亞平.例談數(shù)學(xué)模型建構(gòu)中的理性思維培養(yǎng)[J]教學(xué)月刊：中學(xué)版，2017.

[4]楊銘，劉恩山.在生物學(xué)課堂中培養(yǎng)學(xué)生理性思維[J]生物學(xué)通報，2017.

[5]王毅男，徐月.在生物學(xué)課堂利用模型方法提升學(xué)生理性思維能力的嘗試[J]中學(xué)生物學(xué)，2016，32（10）.