學習進階理論下建模教學在初中生物教學中的應用路徑分析

作者簡介：石媛媛（1983～），女，漢族，江蘇南京人，江蘇省南京市江寧開發區學校，研究方向：生物教學。

摘 要：當前建模教學在生物課堂中發揮了巨大的育人價值，初中生物教師在教學實踐中不斷探究建模教學的應用。學習進階理論使初中生物的建模教學更符合學生的認知規律，能使學生在建模教學中更加扎實地掌握生物的本質與規律。文章分析了當前初中生物課堂教學的現狀，闡述了建模教學在初中生物教學中的應用價值，陳述了學習進階理論對初中生物建模教學的促動意義，指出了學習進階理論下建模教學在初中生物教學中應用的策略，旨在為提升學生的建模學習能力提供一些借鑒經驗。

關鍵詞：學習進階；建模教學；初中生物

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）42-0145-04

隨著新課標的推行，初中生物教師在不斷探究以學生為主的新型教學方法，建模教學便是初中生物教師所熱議的教學方法之一。在生物課堂中應用建模教學能夠使學生借助生物模型深入研究生物知識體系，促使學生在模型的建構、分析及應用中深入掌握整個生物課程體系。而學習進階理論重在圍繞學生的最近發展區引導學生由簡入繁、由易入難逐層深入到生物課堂的研究中，推進學生對生物知識體系的深度學習，促進學生生物核心素養的快速提升。在初中生物建模教學中，教師應以學習進階理論為指導思想，科學引導學生進行生物探究，使學生在合理的教學指導中強化建模意識，提升建模能力，系統完成生物知識的內化與輸出過程，助力學生生物核心素養的全面提升。

一、當前初中生物課堂教學的現狀分析

（一）教學活動相對缺乏系統性

當前初中生物課堂的教學仍然以零碎的知識點講授為主，整個教學活動缺乏系統性。教師在課堂上多按照教材的設置逐個進行知識點的講解，學生則通過被動聆聽獲取知識點，這樣的教學活動使得學生無法主動建構生物知識體系。生物教學中，教師將更多精力投入到學科知識的理論講解中，過于重視學生對學科知識的機械輸入，忽略了學生對生物知識的創新應用，學生對生物知識缺乏深刻的理解與靈活的應用。總之，當前初中生物教學活動未能關注學生的核心素養發展狀況，未能體現課堂教學的系統性。

（二）學生的生物探究興趣較弱

學生在課堂上處于被動接收的學習狀態，學生的主觀思維及主動學習行為受到了嚴重的限制，他們在被動式的學習中很難發現生物中的問題，很難通過自主探究獲取問題的解決方法。同時，處于青春期的初中生正處于好奇心重，自我表現欲強的時期，他們更希望獲得充分展現自我的舞臺，更希望在解決問題的過程中驗證自己豐富的猜想，更希望通過解決困難收獲知識，收獲自信。然而，初中生的這一心理卻在應試教學法中受到了壓抑。此外，生物本就是一門抽象性高且內容繁多復雜的學科，這在很大程度上挫傷了學生主動學習的興趣，使得初中生對生物的探究興趣普遍比較低。

（三）學生的學習行為缺乏深度

隨著新課標的推行，學生需要通過主動建構系統的生物知識體系，深度體驗和掌握生物的本質，并運用生物知識解決現實問題。然而，當前初中生對生物的學習卻處于淺嘗輒止的階段，學生對生物課堂的參與度不高，對生物知識的認知也僅僅處于淺層階段，學生缺乏主動建構生物知識體系的意識。此外，受應試教學環境的影響，當前很多初中生過于關注生物課堂中的考點，學生的學習行為主要是為了成功應對考試，學生對生物知識的探究局限在了考試范圍內，這種狀況下學生對生物知識探究的廣度及深度遠遠不足，學生的思維能力、學習能力及品格價值觀很難得到有效提升。

二、建模教學在初中生物教學中應用的價值

（一）使生物課堂教學更具系統性

建模教學在初中生物課堂中的應用首先能推進生物教學的系統性，科學指導學生的學習行為，有序提升學生生物核心素養。建模教學中教師需要本著學生對生物知識的應用，引入生物模型概念，指導學生以模型為依據逐步建構生物知識體系。建模教學中，教師通過組織學生主動建構認知體系不斷建構相關生物模型，系統生成生物理論知識系統。在現實問題的解決中，教師可以引導學生通過建模操作不斷研究條件的變化，科學解決現實問題，從而實現對生物知識的創新應用輸出。建模教學中，初中生物教師能以模型的建構與完善統領整個課堂教學，貫穿學生的整個學習行為，建構生物知識之間的聯系，推進系統性課堂教學模式的形成。

（二）激發學生對生物的學習興趣

建模教學是一種主動建構的教學模式而非被動接收的學習方法，建模教學在初中生物課堂中的應用突出了學生的主體地位，給學生提供了充分發揮主觀能動的空間。建模教學的實施改變了以往生物課堂中機械化的教學狀態，為學生提供了主動思考、主動探究的空間，使學生能夠對生物問題展開自主探究，這在很大程度上切合學生初中生的認知特點，能幫助學生在主動探究中建構適合自己的認知體系，助力學生建立主動學習的自信心。除此之外，建模教學能為學生提供真實客觀的生物模型研究依據，將抽象的生物知識具體化、形象化。學生則能通過對具象的模型研究發現生物的本質與規律，降低對生物學科的恐懼心理，從而激發學生對生物的學習興趣。

（三）進一步強化學生課堂學習深度

建模教學的系統性決定了學生學習行為的深刻性，系統化的建模教學能夠拓展學生對生物的認知，深化學生的生物探究行為。在建模教學中，學生需要主動探究生物課堂的知識體系，對所學內容進行深入思考探究，根據自身個性化的理解主動建構模型。學生需要結合教師提出的話題對所建構的模型進行實際操作及謹慎分析，一邊嘗試對生物問題進行主動分析，一邊完善所建構的模型。在模型的具體應用中，學生需要綜合所學內容進行整體性的應用，通過自主探究利用模型解決實際問題。這一系列的建模學習行為不僅能幫助學生主動建構完善的生物認知體系，還能深化學生對生物知識的探究行為，深化學生課堂學習。

三、學習進階理論對初中生物建模教學的促動意義

學習進階理論是一種循序漸進的教學理念，旨在由易入難引導學生由淺入深地探究生物知識。學習進階理論在初中生物建模教學當中的應用能使教學的教學設計更符合學生的認知特點，能科學有序地推進學生對生物知識的主動建構學習。學習進階理論下教師在建模教學的實施中首先需要以教材為核心組織學生拓展對生物知識的認知，使學生在拓展認知廣度的同時能夠積累建構生物模型的基礎知識。接下來，教師可以帶領學生深挖生物知識中的問題及內涵，帶領學生通過具體操作生物模型不斷嘗試探究生物的本質及規律。最后，教師應進一步組織學生利用生物模型具體解決現實生活中的問題。這種進階式的學習方法能夠推進學生建模學習效果的提升，促進學生生物核心素養的快速發展。因此，學習進階理論對初中生物建模教學具有深刻的促動意義。

四、學習進階理論下建模教學在初中生物教學中應用的具體策略

（一）引入模型案例，激發學生建模興趣

建模教學是一種新型的教學方法，它在初中生物課堂上的應用能轉變傳統應試化的教學模式，強化學生對生物課堂的探究。學習進階理論的融合能使建模教學設計以學生的興趣為前提，使教學設計更符合學生的具體情況，為學生的主動探究創設良好的條件。學習進階理論下，初中生物教師在建模教學中應時刻關注學生的學習興趣，根據學生的實際情況科學設計教學過程，不斷引導學生在興趣的驅動下投入建模研究中。當前科學領域不乏一些成功的模型案例，許多科學專業人士在生物模型的輔助下破解了諸多科技難題，學習進階理論下，教師應在生物課堂上引入與教學內容相關的成功的模型案例，以此激發學生建模的興趣及對課堂內容的探究欲。以蘇教版七年級生物上冊《我們身邊的生物學》教學為例，教師可以在本堂課程中帶領學生探究建模教學法的應用與價值，培養學生對建模的興趣。課堂上，教師可以引入中國科學家首次研發仿生關節外骨骼模型的成功案例。西安交大教授徐光華及其團隊通過對甲殼類動物及昆蟲類動物的觀察研究，首先研發出了運用于康復領域的仿生關節模型，這一模型大大提升了我國康復領域的水平。通過這一案例，學生能深刻認識到模型的重要意義及實用價值，能夠感受到建模對突破科學難題，獲取科學奧秘的重要意義。在建模成功案例的引導下，學生能對生物建模產生濃厚的研究興趣，進而投入到建模的學習中。

（二）立足生物概念，啟發學生建模意識

應試教學環境下初中生在生物課堂上缺乏建模意識，教師應從生物基礎知識出發逐漸啟發學生的建模意識。概念是初中生物課堂的基礎內容，初中階段幾乎每堂課程中學生都要認識一些新的生物概念并基于這些概念深入研究相關的生物現象與本質。教師在生物教學中應重視學生對生物概念的深度理解，夯實學生的基礎知識，引導學生從概念出發擴散相關知識。初中生物教師應帶領學生以建模的形式對生物概念進行循序漸進的研究，鼓勵學生深入理解生物概念，將微觀概念、抽象概念及整體性概念以直觀的模型展示出來，強化學生的深度學習。以蘇教版七年級生物上冊《植物細胞的結構和功能》的教學為例，細胞這一概念不僅是本堂課程的基礎，更是整個生物教學體系的基礎，為了引導學生深入了解細胞及其各結構的概念，教師可以布置任務安排學生運用彩泥制作包含各個結構的植物細胞模型。在概念學習過程中，學生始終帶著建模任務探究植物細胞的結構都有哪些？不同結構有著怎樣的功能？各結構如何分布在植物細胞中？這樣學生會發揮想象力，認真思考如何將這些微觀的概念呈現在生物模型中。同時，學生也會在概念的探究學習中逐漸形成建模意識，養成建模的學習習慣，對生物知識進行深入學習。

（三）剖析課堂內容，培養學生建模能力

當前初中生的學習方法大多是在應試學習環境中積累得來的，學生大多缺乏建模學習的經驗，因此學生的建模能力普遍處于比較低的水平。學習進階理論下，教師應重視學生建模能力的培養，使學生在高水平的建模過程中逐步深入對生物課堂的研究學習。建模教學中，教師應樹立以學生為主的教學理念，引導學生通過自主探究的形式深度剖析生物課堂中的內容，在深入理解生物知識的基礎上展開建模，進一步剖析生物的本質，通過具體的建模將復雜的問題簡單化，將晦澀難懂的生物知識進行形象化處理，進而逐漸掌握生物建模的技巧，培養自身的建模能力，實現對生物知識的深度學習。以蘇教版七年級生物上冊《植物莖的疏導功能》教學為例，教師可以帶領學生深度剖析木本植物莖與草本植物莖的基本結構及疏導功能，鼓勵學生圍繞植物莖的疏導功能進行建模。建模過程中，學生需要具體了解植物莖的每一個結構分布，精確掌握疏導功能的具體工作流程。比如，導管和篩管具體有多少？導管和篩管在水、無機鹽及有機養料的輸送中是分工疏導的還是合并疏導的？每項疏導工作的末端是植物的哪些部位等？這樣學生才能在詳細的生物知識體系指導下進行準確的建模，以真實生動的建模呈現深度學習的成果。在深度剖析生物知識的過程中，學生能夠有效提升建模能力，推進對生物知識的深度學習。

（四）巧設生物話題，組織學生分析建模

學習進階理論下，初中生物教師應重視引導學生自主分析生物話題，深度掌握生物的本質與規律。建模教學中，生物模型的完成并不是學習活動的終結，教師需要引導學生對生物模型進行詳細研究分析，使學生能夠通過模型操作具體解釋生物理論，闡述生物的本質與規律。學習進階理論下，初中生物教師應結合學生所建模型巧妙地設置生物話題，引導學生利用直觀的生物模型進行生物話題的研究分析，這樣學生能展現自己對生物知識的理解與認識，具體分析模型的建構成果，從生物知識的研究分析中促進生物模型的健全與完善。以蘇教版七年級生物下冊《人體的消化與吸收》的教學為例，教師可以組織學生建構人體的消化系統及吸收器官的模型。在學生成功建構模型后，教師可以設置這樣的話題：“請具體闡述食物在進入人類的口腔后都要經歷哪些過程”。學生需要一邊深入分析模型的各個組成及功能，一邊講述人體消化及吸收食物的具體過程。在具體分析建模的過程中，學生能通過生物話題的探討發現建模過程中存在的問題，及時糾正及完善模型，并進一步探究和鞏固課堂知識。

（五）聚焦現實問題，強化學生建模應用

建模應用是學生利用生物模型對生物知識體系進行創新應用的過程。學習進階理論中，教師需要逐步引導學生層層遞進探究生物知識，最終落腳于學生對生物知識的創新應用。學習進階理論下，生物教師應在建模教學中重視學生對生物知識輸出環節的設置，引導學生通過操作建模實現對生物知識的創新應用。教師在生物課堂上應結合課堂知識引入現實生活中的問題，強化學生的建模應用能力，使學生在建模應用中鞏固課堂所學，完善整合建模學習過程。以蘇教版七年級生物下冊《人體內的血液循環》教學為例，教師在建模教學中便可以引入當前社會比較普遍存在的心腦血管問題。當前心腦血管疾病成為困擾中老年人的主要難題，而心臟支架手術與心臟搭橋手術也成為比較常見的臨床手術。教師可以將心臟手術問題引入到學生的建模學習中，組織學生通過生物模型操作展示心臟支架手術與心臟搭橋手術的操作原理。學習進階理論下，聚焦現實生活問題能借助具體的生物模型幫助學生深入分析現實生活中的問題，鼓勵學生在模型操作中解決現實生活的問題，提升學生對知識的應用能力，促進學生的建模應用。

五、結論

總而言之，新課標背景下建模教學在生物課堂中的應用為學生提供了深度探究生物知識的空間，推進了特色生物課堂的建構。而學習進階理論的應用使生物課堂的建模教學更符合學生的認知特點，使建模教學更具可操作性，凸顯學生的主體地位，給學生帶來深刻的學習體驗，推進學生生物核心素養的提升。

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