模型構建在生物學核心概念教學中的應用

■廣西壯族自治區北海市北海中學 劉曉玲

《中華人民共和國教育部基礎教育課程改革綱要（試行）》提出：“新課程的培養目標應體現時代要求，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。”美國理論學家多爾的后現代課程觀認為課程應是開放的、動態的，通過相互的溝通、交流、辯論來建構、生成課程的過程。而生物科學作為一門自然科學，在知識體系中存在著大量的專業性概念，是生物學知識結構體系的基本要素之一。因此，學習生物學知識，首先就要充分理解和掌握概念。而在實際教學中，很多情況下學生由于對某些基本概念理解模糊或者理解不到位，而給生物學學習造成很大的障礙。所以，將模型構建引入生物學核心概念的教學過程，理解概念的內涵與外延，促進學生的生成性思維，是生物學核心教學的核心問題，同時也是培養學生自主構建概念模型的意識并運用于生物學科的學習的必備學科素養之一。

一、建立課程的思想，引導學生提取課程中的核心概念

模型構建的關鍵在于，掌握不同生命活動之間的互相聯系和轉化關系，注重生物知識之間的有機聯系，是知識的梳理和總結升華，從而形成科學系統的生物學思維及知識體系。其前提是學生熟悉并理解大量的生物基礎知識，特別是生物學核心概念。因此，生物學核心概念的確定就是首要解決的問題了。眾所周知，遺傳定律是高中生物學中極富魅力及吸引力的內容，學生雖然感興趣，但學習中有畏懼，關鍵是學生往往忽略概念的理解而只關注于解題，造成無從下手的狀態。因此，教學中，引導學生找出這個單元的核心概念并討論分析理解是非常重要的。

如在《孟德爾豌豆雜交實驗（一）》的教學中，通過引導學生預習，找出以下核心概念并將其歸類：

遺傳學中常用概念：

性狀分離非等位基因雜合子正交和反交性狀相同基因表現型雜交相對性狀（顯性性狀、隱性性狀）等位基因（顯性基因、隱性基因）基因型自交純合子測交

學生通過自主預習，提取出遺傳學中的常用概念，說明其思維已經被激活，而通過教師、學生共同的探討把概念進行如上的歸類，實質上就已引發學生的興趣，為什么這樣歸類？這些概念彼此之間有什么區別與聯系嗎？進一步理解和掌握這些概念似乎就水到渠成了。

二、利用模型構建，突破核心概念的生成性學習

在實際教學中，我們發現以上任何一個核心概念的學習通常都不可能一節課完成，通常需要多個課時的學習，才可能讓學生形成一個完整清晰的認識。這就要求教師必須明確每個概念在模塊、本單元甚至本小節中的地位和作用，教學活動必須圍繞核心概念來組織，在教學過程中對于不同的核心概念可以采用不同的教學策略。

（一）提取概念中的關鍵詞

生物學中某些概念學生不易理解，教師可在學習中引導學生主動思考、提取關鍵詞，引導學生分析幾個詞的關系。例如，在講相對性狀、同源染色體、等位基因的概念時，先提示學生概念中有3 個關鍵詞，請學生自己分析找出。結合一對相對性狀的雜交實驗，學生很快找出相對性狀中“同一種生物”“同一性狀”“不同表現”，同源染色體中“減數分裂時能配對”“形態、大小一般相同”“一條來自父方，一條來自母方”，等位基因中“一對同源染色體”“同一位置”“控制相對性狀”。

這種方法有助于培養學生通過提取關鍵信息分析、思考、處理、解決問題的良好的思維習慣，而不是一味地死記硬背，不加理解。通過理解概念中的關鍵詞，學生能更好地掌握一個生物學概念的內涵和外延。

（二）把文字轉換成示意圖

很多概念用文字來表述，學生理解起來有點抽象。引導學生把文字轉換成示意圖，將抽象內容直觀化，更助于學生掌握。

如：學習“等位基因”這一概念時，教師可以繪制示意圖（如右圖）：

等位基因

圓圈——表示細胞

兩條豎線——表示一對同源染色體

兩同一水平位置的短線——表示基因位點

D——控制豌豆高莖的顯性基因

D——控制豌豆矮莖的隱性基因

圖示生動直觀地呈現出等位基因是“一對同源染色體”“同一位置”“控制相對性狀”三個關鍵詞，有關等位基因的概念學生便一目了然，同時也突破了相同基因與等位基因的區別。

三、巧妙設計變式訓練模型，突破核心概念的本質

變式訓練通過變幻題目的形式或者命題的角度，強化重要概念的辨析，激發學生轉換思維，從而使學生多角度、多維度地思考同一問題，進行知識的遷移，使學生全面準確地理解并掌握核心概念的本質，從而能夠熟練運用知識，提升學科綜合能力。

如：對遺傳定律的理解

1.基因的分離定律和自由組合定律發生在

A.有絲分裂過程中 B.受精作用過程中

C.減數分裂過程中 D.個體發育過程中

2. 關于下列圖解的理解正確的是

A.基因自由組合規律的實質表現在圖中的④⑤⑥

B.③⑥過程表示減數分裂過程

C.甲圖中③過程的隨機性是子代Aa 1/2的原因之一

D.乙圖子代中aaBB的個體在aaB-中占的比例為1/16

精心設計這樣的習題當堂訓練、及時檢測，讓學生在應用中總結規律特點，修正完善腦海中已形成的概念體系，讓學生對所學習的遺傳定律發生的時期和實質有更為深刻透徹的理解，避免了學生陷入遺傳規律是發生在受精的過程中這一誤區，從而使學生對這一核心內容有了更深刻的把握。在生物學核心概念教學中，其模型構建的過程可概括為：建立課程的思想，提取核心概念→提取關鍵詞，轉換為示意圖→變式訓練。利用模型進行探究性學習，能讓學生置身于探索科學現象、發現科學規律的活動中，深入理解及消化科學過程，從感性思維上升到理性思維，領悟建立模型的科學方法及其作用。在構建模型的過程中，學生通過掌握概念學習的方法，理解概念的內涵，掌握生命活動的規律，從而自主地探索其他生物知識的整合歸納，找到模型構建的核心，找到生物科學的內在聯系，從而提高學科素養和探究生物科學的綜合能力，使自身解決生物學實際問題的能力得到有效提高。