模型建構與初中生物概念教學

何毅瓏

（福建省廈門市新民中學，福建廈門 361000）

引 言

《義務教育生物課程標準（2011年版）》要求教師重視學生解決問題能力的培養，使學生能夠將生物知識與生活實際進行整合。生物概念是生物學本質屬性及特征形式的反映，也是生物學知識體系的有機組成部分，這是生物教學的重點，運用模型構建的方式可以大大提升生物教學實效。

一、模型建構概述

（一）模型建構的內涵

所謂模型建構是以一定的科學研究目的為依據，在一定的假設條件下，以模型研究來解釋原型形態、本質特征的方法，模型構建能夠將復雜的問題簡單化，將抽象的問題直觀化，是一個化難為易的過程。生物模型分為物理模型、數學模型及概念模型等，教師可結合生物教學內容、學生學習特點，合理選擇模型，從生物現象、生物形態、生物結構等方面入手，幫助學生高效學習概念，深化學生對概念的理解和記憶。

（二）模型建構的作用

1.模型構建能夠提高學生形象思維能力

學生在學習物質微觀結構、生物現象與生理過程時，腦海中先要建立起正確形象，這樣才能夠將文字內容與現實進行有機整合，進而進行推理、分析和判斷。舉例來說，如果學生沒有建立“腎單位模型”，就不能很好地理解尿液的形成過程。一部分學生的生物學習效果不佳，就是因為他們的形象思維能力差，而模型構建能夠幫助學生培養形象思維，尤其是物理模型構建，這是一種最直接、最有效的培養學生形象思維的方法，可以大大加深學生對生物概念的認知，為學生的生物學習奠定良好的基礎。

2.模型構建能夠培養學生的創新能力

在教學改革不斷深入的背景下，在初中生物教學中，教師要更加關注學生創新能力與創造力的培養。但是，由于傳統生物教學方式單一，教師在教學中忽視了學生的學習自主性，在學生創新能力與創造力培養方面效果不顯著。而教師在教學中進行模型構建，能充分凸顯學生的學習主體性。

3.模型構建能夠提高學生的認知水平

學生的知識經驗包括概念系統與表象。以本文研究的概念教學為例，其中包括概念、原理、規律、理論等。初中生物概念中包括很多抽象的內容，而初中生本身不具備相關認知經驗，因此，學習難度很大，學習效果也不明顯。在概念教學中，教師引導學生進行模型構建，幫助學生獲取系統知識，完善學生認知結構，從而促進學生認知水平的提高，提高學生概念學習實效。

二、初中生物概念教學的模型構建策略

（一）建構物理模型

物理模型是模型構建的有機組成部分，在初中生物教學中引入物理模型，可以大大提高學生學習概念的效果，物理模型以實物、圖形等直觀表現方式展示生物概念特征，其思維要點是將復雜的問題簡單化[1]。學生先要掌握生物概念特征，再將這些特征具象化、形象化，從而實現物理模型構建。從某種意義上分析，學生只要具備有關生物形態、結構形態的再現能力，就可以掌握構建生物模型的能力，生物模型在初中生物概念教學中能夠起到非常積極的作用。

一種物理模型構建是生物實驗室配備齊全的物質模型，如細胞結構模型、人體解剖結構模型等，教師可充分利用這些模型，在概念教學中指導學生觀察、拆卸和裝配。學生反復進行這樣的練習，就可以加深對概念的記憶和理解。以“心臟結構模型”為例，教師可先讓學生觀察心臟外觀，再區分前后，在這個基礎上，再引導學生拆卸模型，觀察心臟四個腔體及血管連接情況，針對四個腔的心壁厚度進行觀察，看心臟左右、上下是否相同，以及房室瓣、動脈瓣開口方向。

這樣的模型構建能夠使學生對心臟結構模型產生深刻的印象及感性認知，此時，教師可合理提出問題來規范學生的思維方向，激發學生對新知識的探究和思考欲望，實現學生從現象到本質學習的過渡，培養學生全面、客觀認識問題的能力，加深學生對概念的理解與記憶。

另外一種就是生物教材中圖形或者表格模型的利用。比如，“食物鏈”概念教學中，生產者、消費者、分解者是教學的重點和難點，那么，教師就可以利用圖形與文字相結合的方式，引導學生一邊看圖，一邊思考，使其對圖形、圖片進行對比分析、說明，從而加深對“食物鏈”概念的理解，正確把握概念內容、原理及規律。

（二）構建過程模型

初中生物中的很多概念在形成過程中是相對抽象、復雜的，因此，學生的學習節奏必須與教師講解的節奏保持一致，否則就很難理解生物概念的內涵和本質。而教師采用構建過程模型的方式，可以有效解決這個問題，強化學生對生物概念的理解和記憶。

例如，“人的性狀和遺傳”一節中的“基因控制生物的性狀”，該概念的形成過程中涉及隱性基因、顯性基因，及其性狀、傳遞等很多原理及概念，并且這是一個變化、動態的過程，單憑教師口頭講述，學生是很難真正理解其內涵的。而教師借助模型教學，通過構建過程模型的方式能夠幫助學生快速理解概念內涵。教學中，教師可使用“A”表示顯性基因，使用“a”表示隱性基因，之后，與學生一同使用這兩種素材模擬不同基因型與表現型，在這個基礎上，再指導學生在白紙上用箭頭、“A”、“a”構建“能產生單眼皮后代的雙眼皮父母的基因傳遞過程及后代性狀表現”的過程模型（見圖1），并進行講解。學生完成模型構建后，教師以人的耳垂形狀為例，鼓勵學生自主進行遺傳規律的模型構建，以此鞏固學生對概念的理解和認知，逐步幫助學生建立完整的概念體系。

圖1

（三）建構數學模型

數學模型是生物學習中研究生命本質、運動規律的有效手段，通過數學分析綜合、構建坐標曲線圖等方法，能夠揭示生物體結構、生物生理代謝、生命活動及規律等知識點，提高學生對概念的理解與認知。教師可以先與學生一同識圖、畫圖，確定橫坐標、縱坐標，之后建立兩者的聯系，以及其分別表示什么，在這個基礎上確定曲線中某些特殊點的生物學意義，最終分析出曲線的走向與變化趨勢。

例如，“青春期的身體變化曲線”相關概念教學中，在構建數學模型前，學生要了解青春期發育特點，總結這些數據后構建數學模型。如構建女生、男生身高增長速度曲線，通過構建坐標曲線圖，學生能更好地理解和記憶這部分知識和概念，在增強生物教學趣味性的同時，也大大提高了概念教學實效。

另外，生物坐標軸曲線圖在“光合作用、呼吸作用”等概念教學中也發揮著重要作用，以“細胞分裂”概念為例，教師可引導學生構建染色體細胞分裂前后數量變化的數學模型X→2X→X，通過構建數學模型，加深學生對概念內容及意義的理解。

結 語

初中生物教學中概念教學是不可或缺的一部分，概念是學生學習生物的基礎，也是學生學習生物的重點、難點。模型構建是一種培養生物概念學習方法的途徑，教師教會學生模型構建，能使其記憶和理解很多抽象、難懂的概念、規律、定理等，不僅能提高學生生物學習實效，還能促進學生學會知識遷移，提高學生各個學科的學習能力。