模型建構在高三生物復習中的運用

蔡基堤

(廈門市第二外國語學校 福建 廈門 361100)

高三學生雖然經過兩年多分章節的學習，積累了一定知識，但這些知識是零碎的、不成體系的，很多學生已經遺忘，很難建立起知識的橫向、縱向的聯系，更不用說綜合解決問題的能力。模型建構的方法可針對課本知識重新優化整合,幫助學生建立各知識點之間的聯系，形成知識網絡，實現知識的遷移，從而在有限的時間內提高高三生物復習效率。

1.利用概念模型，建立知識網絡

所謂的概念模型是以文字描述來抽象概括出事物本質特征的模型。它包括：中心概念、內涵和外延。高中的生物學概念眾多,概念之間聯系緊密,有些難以區分，比如染色體，染色單體，染色質，同源染色體等等，學生理解和識記起來比較困難,在復習中經常混淆。通過概念模型的建立可以把零散知識點聯系在一起,辨析知識點之間的區別與聯系，構建成“點—線—面”的知識體系,使知識結構化,系統化,從而提高復習效率。高中生物復習課中的概念模型建構主要以概念圖的形式體現，表現在以下幾種形式：

1.1 左右式。左右式更多體現概念間的從屬包含關系，一般可以用大括號和箭號來鏈接概念間的關系。置于最左邊的是最重要的大概念，后面都是從屬概念，這種方式條理清晰，方便學生記憶和筆記，也是老師板書最常使用的一種模式。通常在物質組成或者結構組成上使用比較多，比如植物細胞結構，生態系統的結構與功能，組成細胞的元素和化合物等等。

1.2 上下式。上下式某些時候可以看成是左右式的變式，他把重要的大概念置于頂層，從屬概念放在下層，這種模式側重概念間的聯系，通過一些連結詞把這些概念聯系成一張網絡，通常適用在一些技術操作流程或者概念間的因果關系，比如基因操作過程，單克隆抗體的形成過程，激素的分級調節和反饋調節等等。

1.3 發散式。發散式把大概念放在中心，從中心向四周發散出各級概念，這些概念往往是并列式，教師可以引導學生在這些概念間進行聯系。比如生物的進化。

這個模式有點類似思維導圖，這種概念模型通過對知識點的重新整理來構建知識結構,呈現了知識點之間的發散的、立體的、開放的關系。知識點間縱向與橫向聯系的雙重呈現,對學生的思維具有重要的啟發與引導作用,有益于學生對知識點的理解與記憶。

無論哪一種模式，概念模型建構應著重引導不同層次的學生按照各自的認知水平和習慣，圍繞章節知識點，列出相應概念，理清概念間層級關系，輻射出下一級概念，針對概念間的聯系，寫上最概括，簡短的詞語，最終構建出章節甚至整本書的知識網絡，并在自己構建的網絡里不斷完善，把零碎的知識串聯成網，把書讀薄。由于每個同學的建構方法和思考點、切入點不同，所以構建出來的概念圖結構都是不同的，但都是最合適自己的，這樣的復習才是最有針對性的，效率才是最高的。

2.利用物理模型化繁為簡，突破重難點

物理模型指的是以圖畫或是實物的形式展示認識內容特點的模型,能夠化繁為簡,把繁雜、抽象的表述或者微觀難于觀察的細節以通俗易懂的畫面呈現出來,降低學生的理解難度，從而提高復習效率。由于人們對圖的記憶效果遠遠大于對文字的記憶效果，所以高三復習中應該引導學生學會讀圖、析圖和畫圖，引導學生將教材中的文字轉變成各種簡潔的物理模型，學會畫圖建模，加快對相關知識點的理解和掌握，實現對相應知識的內化。比如很多學生分不清減數分裂染色體減半是在第一次分裂還是第二次分裂，為什么會減？老師應當引導學生，以一對同源染色體為例建模整個減數分裂過程，學生在畫圖中，感受減數第一次分裂同源染色體的聯會、分離，減數第二次分裂姐妹染色單體的分離，最終明白染色體減半的原因是因為同源染色體的分離。在此基礎上老師繼續拓展染色體異常分離的結果：第一次分裂同源染色體沒有分離會怎樣？第二次分裂異常會怎樣？也可以在建構完一對同源染色體減數分裂的基礎上，再增加一對染色體，引導學生內化同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合的道理。這樣通過建構物理模型,抽象出減數分裂過程中染色體行為變化的本質特征，強化對減數分裂的認知、理解和記憶,又深刻體會了細胞生命活動的動態過程,感悟生命科學的奧妙和真諦。利用繪圖進行物理建模同時,也促進了學生觀察力、想象力、分析判斷力等眾多學習能力的提升。

3.利用數學模型揭示本質規律，提高分析和綜合能力

數學模型是以數學形式來研究或解釋某一系統的性質或規律。常有坐標曲線模型、公式模型，幾何模型、線段模型，表格模型等等，通過數學建模可使一些重、疑、難點化繁為簡,既深化對知識的理解,又培養學生的數學思維能力。

比如細胞周期的餅圖和數軸圖表示法，是對細胞概念的有力和闡釋，體現連續分裂、從一次分裂開始到下一次結束、間期比較長、分裂期比較短，分裂期又包含前中后末四個時期。

通過建構數學模型,還可以對生命現象進行量化,以數量關系描述生命現象,再運用邏輯推理、求解和運算等達到對生命現象進行研究的目的，在建構過程中使學生能從現象中揭示出本質和規律。

比如：如圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下CO2的釋放量和O2吸收量的變化，請據圖回答：(注：實線表示O2吸收量；虛線表示CO2釋放量)

(1)在外界氧濃度為10%以下時，該器官的呼吸作用方式是__________

(2)說明無氧呼吸強度與O2含量之間的關系__________

(3)種子儲藏最好在____(A,B,C),為什么？

(4)AB段表示CO2釋放量減少，其原因是__________

(5)圖中陰影部分的面積代表__________

通過對呼吸作用中氧氣和二氧化碳的量化，引導學生分析曲線間的起點，交點，趨勢等來說明它們之間的關系。

在高三生物復習過程中，三種類型的模型使用不是割裂的，應根據學生實際和所復習內容特點在三者之間自然結合或轉換使用。復習中通過概念模型的建構幫助學生建立完善的知識網絡，運用物理模型建構，幫助學生更為直觀地理解概念，準確解讀題干信息，提高解題的速度與正確率。通過數學建模幫助學生對知識的理解和掌握，培養學生的分析、推理與綜合運用能力,從而提高復習效率。