基于核心素養的高中生物模型建構教學對策解析

摘?要：在高中生物教學中，模型構建對提升教學效率有著十分重要的作用，同時還可以培養高中生們的空間認知能力與科學思維等。隨著新課改的實施，其強調了學科核心素養的重要性，基于此，文章在核心素養背景下，探討高中生物模型構建教學的對策以及教學需要注意的問題，希望可以為相關人士提供借鑒和參考。

關鍵詞：核心素養;高中生物;模型構建;教學分析

在高中教育改革背景下，培養學生核心素養成了教學重點，核心素養可以提升學生的創新能力與實踐精神以及社會責任感。針對高中生物學科來講，該學科核心素養主要指的是生命觀念、理性思維以及科學探究精神等等。生物學科核心素養的滲透在模型構建得到了充分體現。所以，身為高中生物教師，其應在核心素養培養視角下積極做好模型構建教學與引導工作。

一、 模型的概念與分類

模型主要是由元素、關系以及控制其相互作用規則組成的概念，其是由諸多外部表征來進行體現的。也可以說模型是一種工具或媒介，能夠幫助科學研究人員描述或解釋一些現象。針對高中生物學科來講，將其引入其中能夠使抽象化的生物知識點變得更加具體且形象，在幫助學生理解和掌握知識方面有著極大的優勢。相關研究人員將模型劃分為多個類型，如尺度模型、數學模型、圖像模型、理論模型、概念與過程模型等等。

另外，生物模型主要是將生物學研究原型的一些非要素進行取舍，然后使生物知識可以簡單展現，但其能夠直接反映出生物知識的主要特征以及與其相互聯系的物質結構。針對高中生物教育教學來講，數學模型與概念模型以及圖示圖表模型都是模型的重要組成部分。首先為數學模型：即為可以表示事物與事物之間的數學關系、性質方程式，以及運用數學圖表等等。例如，生物知識中種群增長“J”型曲線模型的構建就是在推理數學公式的基礎上逐漸完成的;其次為概念模型：其主要是對生物概念進行總結與歸納，然后利用知識結構體系來進行呈現，高中生物經常使用的概念模型即為概念圖與思維導圖兩種，用于復習總結課中的效率較高且效果較好;最后為圖示圖表模型：其屬于一種描述概念，主要利用圖表來進行表示，圖示圖表模型與數學模型有著一定的區別，其中沒有體現數學關系。針對生物知識中的分裂過程來講，借助圖畫來進行展示更加清晰、明確。

二、 基于核心素養下高中生物模型構建的教學分析

（一）借助模型構建可以提升高中生對生物知識學習的主動性

高中生物知識與初中生物知識點相比較有著質的提升，知識點的呈現復雜煩瑣了很多，同時還有著抽象化特征。針對高中生物理論知識來講，學生需要多次背誦和記憶才可以理解其中的定義，但因為傳統教學模式十分枯燥且乏味，長此以往，就會降低學生的學習興趣和學習熱情，進而導致生物課堂教學效率低下。而模型構建教學模式就可以改變這一現狀，在過程中，生物教師需要針對課程內容與學生學習情況構建模型，使單調的生物知識可以變得生動形象，這種教學模式不僅可以幫助學生理解生物概念，同時還可以使學生掌握生物知識點。另外，模型教學模式還可以活躍生物課堂教學氛圍，符合核心素養培養目標，在提升學生求知欲望方面有著一定的優勢。例如在人教版高中生物《細胞器——系統內的分工合作》這一課程教學中，教師可以向學生展現細胞構造模型，這種直觀的方式可以使學生觀看到細胞構造的位置，進而促進學生對細胞構造的探索與分析，進一步提升高中生物課堂教學與模型構建的實效性。

另外，生物教師在課堂教學完成之后，可以要求學生借助塑料板、木塊、紙板、紙片、塑料袋、布、細繩以及鐵絲等材料來制作真核細胞結構的模型，在過程中，可以將學生劃分為多個小組，這樣的方式可以使學生體驗到建模的過程。真實的細胞顏色并不鮮明，而生物教師可以引導學生使用不同的顏色來劃分細胞結構，這樣可以使細胞結構更便于觀察。此外，在學生制作之前，教師應告知學生在組內進行分工，共同合作完成。在完成之后，各個小組應派出代表來進行闡述，然后再要求其他學生從多個角度來進行評價，實現學以致用，以便使學生掌握這一生物課程知識。

（二）構建數學模型?體現出生物知識本質

高中生物有諸多知識會涉及數學模型。例如在學習種群知識的過程中，其數量增長特征即為“S”“J”型曲線圖。“J”型曲線圖體現出了理想環境中動物瘋狂增長的特征;而“S”型曲線圖即為現實環境種群數學變化，同時還進一步反映出了原始種群數量增長因資源充足達到了最大化的增長速度，但因為競爭關系，增長速度逐漸放慢，最后幾乎不變，這時種群數量也會達到了最大化。其中“S”型曲線有著一定的實際意義，可以全面展示種群數量變化，有利于學生理解和記憶。

另外，在酶知識學習中，酶活性影響因素是重點學習內容。酶活性是酶促反應底物的變化所體現的。在底物濃度因素分析過程中，可以借助實驗數據來制作出曲線圖，在曲線圖中可以看到酶在一定濃度下，且底物濃度相對較低時，反應速度會呈現出正比增長，在濃度達到較高數值以后，增加底物濃度反應速度不增加，這進一步說明了酶催化有著一定的飽和度。但酶活性在受到pH影響之后，會因為酶種類不同對酶促反應的作用也會不同，酶在適應的pH下才可以提升自身活性。酶活性受溫度影響的曲線圖表示出，溫度升高時酶促反應速度會呈現出先快后慢的特征，這說明在一定范圍內溫度會改變酶促反應，超出一定溫度酶就會改變，不僅會降低其活性，同時酶促反應也會變慢。借助曲線圖能夠清晰體現酶活性受底物濃度與溫度以及pH的影響，以此來調動高中生對速度變化原因的思考與探索。將生物知識點集中到圖中，有利于學生理解和記憶。數學模型既可以以曲線圖的方式來呈現生物知識點，同時也可以以表格運算的方式呈現知識點。例如學生在學習自由組合定律時，可以將基因型借助字母來替代，然后利用表格運算組合得到多種基因型。

數學模型能夠真實且系統地反映出客觀現象、規律，在建模的過程中應將本質東西與本質關系體現其中，摘除不重要的部分。數學模型操作十分簡單，將其運用到高中生物教學中既可以培養學生的理性思維，同時在提升高中生分析能力與探索精神方面也有著極大的優勢。

三、 高中生物模型構建教學的實施建議

將模型構建教學運用到高中生物教學中的問題與建議為以下幾點：其一學生在生物知識學習的過程中尚未形成建模意識，這進一步說明教師的引導缺少科學性，導致學生建模意識較差，也不重視這一學習方式。所以，教師應著重培養學生的學習興趣，使學生認識和意識到科學規律，讓其可以積極主動地探究模型構建過程，在課程教學中滲透建模思想，以便為學生學習生物知識而奠定強有力的基礎;其二在模型建完之后，生物教師切不可輕易否定。課堂教學也應以學生為主體，引導每一位學生都積極參與其中，針對學生錯誤的地方應給予啟發，好的地方給予鼓勵和表揚。如果學生對自己建立的模型存在疑惑，教師應引導學生抱有懷疑的態度來回顧過程，這樣可以快速找到問題，然后進行補充;其三部分生物教師會直接參照模具來向學生講述新課內容，這種教學模式缺少正確的引導，也沒有指導學生自主建立模型，這種以教師為課堂教學中心的教學模式會導致學生學習十分被動。所以，生物教師應向學生講述模型的夠簡方式，然后要求學生親自動手操作，在過程中教師進行合理點撥，使學生主體地位得到全面發揮;其四模型構建教學會圍繞著模型開展，這樣會打亂教材中的順序，同時還會減少內容覆蓋，在這一背景下，部分教師會較難適應，同時學生也會浪費大量時間來理解。所以，在對某一知識點進行模型構建教學的過程中，教師需要對課堂教學進行科學安排。

建模其實就是學生依照知識內容與自身認知來體現模型，然后在此基礎上動手實踐，最后依照實際情況進一步完善。高中生物教師應將建模思想滲透到整個課堂教學中，之后引導學生主動構建模型，以此來培養高中生發現問題、提出問題、分析問題以及解決問題的能力。因為生物學科與日常生活有著極大的關聯，借助模型構建能夠使學生理解并認識生命現象與規律，進而形成生命觀念，然后利用所學知識來解決日常生活中的各種問題。

四、 結語

結合全文，在新課改背景下，核心素養教學模式隨之興起，在高中生物教學中，模型構建教學模式十分重要，其在提升學生認知能力與課堂教學有效性等方面有諸多幫助。但這種教學模式需要長時間的積累，所以，高中生物教師需要對課堂教學進行創新改革，這樣才可以使模型構建教學與生物學科進行全面融合，進而促進生物教學的實效性。

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作者簡介：

蔣騫，江蘇省宜興市，江蘇省宜興第一中學。