物理模型在高三生物復習中的運用

李湘琳

摘要：《普通高中生物課程標準》將生物學學科核心素養作為課程宗旨，科學探究的重要作用再次得到重視，通過模型構建能培養學生科學探究的能力。對此，本文將以高三年課堂教學為切入點，分析物理模型在生物課堂教學中的應用價值，結合高中生物模型建構運用的現狀，列舉出高中生物課堂改進的方法，僅作拋磚引玉之用。

關鍵詞：物理模型;高三復習;應用方法

引言：

在實施新課程標準的大背景下，生物學科作為培養學生邏輯思維和實踐能力的重要基礎學科，在高三生物復習過程中，如果能居于生物學的事實和證據結合模型與建模，尤其通過對物理模型的靈活應用，對學生掌握生物的核心概念，培養學生科學實踐能力，在新情境下解決問題，具有重要的意義。

一、高三生物復習過程中模型建構的應用價值

《中國高考評價體系》對學生的科學思維提出明確的要求，要求能運用模型與建模解決生活實踐中的問題?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》也在宏觀上明確強調了學習生物的重要價值，而且也提出了一系列的要求，學生需要掌握基本的模型建構方法，由此來展開多元化的探究和分析，在實踐的過程中逐步形成建模思想并具備建模能力。模型的構建能夠引導學生完善自身的知識結構，形成生物學概念，能夠讓學生的成長符合教育的標準和需求，培養學生的思維能力，激發出學生的創造力和想象力，符合高校對人才選拔的要求。

二、高中生物模型建構教學的發展現狀

絕大部分高三生物教學依舊側重于研究高考試題，教師培養學生的目的大多是為了提高他們的筆試水平，讓學生掌握不同章節的知識點，并沒有真正意識到學生動手等綜合能力發展的必要價值，對學生模型構建能力的培養沒有足夠的重視和關注。即便是創設了相應的模型，大多也只是為了滿足公開課課堂教學的需要，并沒有真正讓學生掌握模型建構的思想和方法。再加上很多學校擁有的資源是相對有限的，模型構建在課堂教學中運用的效果并不十分理想。除此之外，一些教師并沒有從傳統的模式中尋求改革和創新，依舊是”滿堂灌”，觀念較為落后，讓學生通過題海戰術來積累更多的考試經驗和技巧，這種機械性的練習會讓學生產生固有的思維定式，當他們遇到與模型建構有關的問題或者新情境時，往往也會感到手足無措，學生對抽象知識的理解更是無法深入，許多知識只是停留在較為淺顯的層面上。

三、物理模型在高中生物復習中的應用方法

（一）應用于減數分裂的教學。減數分裂內容在高中生物中占有重要的地位，這部分內容與遺傳的基本定律及生物的變異關系密切，學生在解決問題的過程中受到諸多困擾。雖然這部分內容在復習時可以通過歸納總結等形式讓學生去掌握相關的知識點，但在知識的運用方面學生經常感到困難。細胞在減數分裂過程中，染色體的行為和數目是如何變化的？為什么會發生這樣的變化？對于這些微觀的內容要讓學生憑空想象是挺難的，需要具備一定的空間想象能力，雖然可以借助PPT課件來增強學生的感性認識，但效果不很理想。因此，在復習時教師可以引導學生通過物理模型來建構減數分裂過程中染色體變化的各個階段，這樣可以帶來更加直觀的視覺體驗，真正領悟減數分裂的實質。具體做法是：教師可以給學生分發兩種不同顏色的紙片，讓學生分成不同的小組先自行繪制出染色體，然后再把染色體裁剪下來，進一步還原減數分裂時染色體的動態變化過程，同組的學生可以根據自己的繪制結果自由模擬，自由組合，加深對知識的理解，教師也可以讓學生上臺進行演示[1]。當然在材料的選擇方面，扭扭棒和橡皮泥等也是不錯的選擇材料。

（二）應用于性狀分離比教學。孟德爾遺傳定律在高中生物占據重要的地位。分離定律是自由組合定律的基礎，盡管教材運用假說-演繹的科學方法并結合相關的數據和圖表，對這一定律作出了闡釋，但有的學生學生無法理解分離定律的本質和內涵，他們在復習的時候也很容易忽略一些重要的問題。這種情況下，教師可以借助物理模型，讓學生能夠通過實驗探究來驗證這一定律。教師可以先準備好兩個小桶，分別代表雌性器官和雄性器官，每個小桶內裝上兩種彩色小球，分別表示兩種雌配子和兩種雄配子，然后再讓學生從不同的小桶里分別抓起一個小球，記錄兩球結合的結果，當重復50～100次之后，統計出最后的結果，并對這一結果用分離定律作出解釋。在模型建構時，應結合相關的問題讓學生思考，例如：每個小桶中兩種顏色的小球數量要求一樣嗎？為什么？兩個小桶中小球的數量要求相同嗎？為什么？不同的小桶里分別抓起一個小球并結合，模擬什么過程？這樣帶著問題去完成模型建構更具有重要的指導意義。當然，由于高三復習的時間安排較為緊湊，教師也可以鼓勵學生通過繪圖的形式來建構物理模型，這樣的學習過程更具有實效性。

（三）應用于生物膜教學。生物膜學習是打開生物學大門的一把鑰匙，生物膜本身也具有明顯的特點，例如選擇透過性、一定的流動性，親水性和疏水性等等。生物膜的結構特點決定生物膜的基本功能。為了更好掌握生物膜的結構特點，可以組織學生用身邊的廢舊物品，制作生物膜的結構模型。由于生物膜具有流動性，所以學生必須要在制作的過程中分清生物膜的結構層次，在任務驅動的引導下，使制作的過程就是一個知識建構的過程，加深對生物膜的理解，更直觀掌握生物膜的結構特點。除此之外，教師也可以在課堂上根據不同類型的練習，讓學生結合繪圖等方法來解決問題，把物理模型運用到解題的過程中[2]。

綜上所述，物理模型在高三生物復習中的應用是合理且必要的，這是培養學生科學思維和科學探究的應有之策，也是解決生物抽象概念教學難題的有效措施。本文通過減數分裂，性狀分離比，生物膜這三個案例，論述了物理模型的應用方法，具有一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1] 劉宗巨. 物理模型在高中生物教學中的實踐應用初探[J]. 考試周刊，2019（31）.

[2] 羅克超. 模型建構在高三生物復習教學中的應用——以”光合呼吸”專題復習為例[J]. 西部素質教育，2019，005（008）：226-227.

（基金項目：福建省中青年教師教育科研項目“物理模型在理科綜合教學中的拓展應用研究”，NO.JZ170422）