模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

基于學(xué)科核心素養(yǎng)，模型建構(gòu)在高中生物學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用，它是有效的學(xué)習(xí)工具和教學(xué)方法。

一、模型建構(gòu)在高中生物學(xué)中的重要性

作為一種科學(xué)研究手段模型構(gòu)建的目的在于通過創(chuàng)建抽象模型對(duì)生物現(xiàn)象進(jìn)行解釋和認(rèn)知。模型建構(gòu)的重要性可以從以下幾個(gè)方面反映在高中生物教育領(lǐng)域：

一是增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物現(xiàn)象的理解力：鑒于生物現(xiàn)象通常包含著復(fù)雜的生理機(jī)制和結(jié)構(gòu)，看不見摸不著，更難以想象，模型構(gòu)建在一定的程度使抽象的生物現(xiàn)象變得具體化，形象化，便于學(xué)生理解。

二是促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系的系統(tǒng)化：這個(gè)過程可以幫助學(xué)生把生物的零散知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通構(gòu)成一個(gè)綜合的知識(shí)架構(gòu)，而且通過對(duì)各種模型的比較、綜合分析使學(xué)生都能比較透徹地把握生物知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系和差異。

三是促進(jìn)學(xué)生思維技能的發(fā)展：模型建構(gòu)實(shí)質(zhì)上也是一種創(chuàng)造性的思維實(shí)踐，對(duì)鍛煉學(xué)生的思維能力大有裨益。分析、概括、總結(jié)、推理等都是一種創(chuàng)造性的思維。

二、高中生物學(xué)教學(xué)中常見的模型類型

常見的模型類別涵蓋了物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型等。在高中生物學(xué)教學(xué)與研究中均有應(yīng)用。

一是物理模型的應(yīng)用：物理模型直接反映生物的結(jié)構(gòu)特征，借助實(shí)物構(gòu)造或圖像展示。立體模型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，物理仿真布局的生態(tài)系統(tǒng)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)等。

二是數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建：數(shù)學(xué)模型是對(duì)生物現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行精確描述的一種模型，利用公式、曲線、圖表等數(shù)學(xué)語言。例如種群增長(zhǎng)的s曲線，酶催化反應(yīng)速率曲線等。

三是概念模型的表述：概念模型是對(duì)生物現(xiàn)象及其規(guī)律進(jìn)行抽象概括的一種模型，通過文字描述和符號(hào)表征的結(jié)合。如伴性遺傳的定義、生物的富集、孟德爾遺傳定律的實(shí)質(zhì)的描述等都是實(shí)際應(yīng)用中概念模型的典例。

三、高中生物學(xué)中模型建構(gòu)的應(yīng)用策略

一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用：在生物實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)學(xué)生可以通過親手構(gòu)造有利于直觀觀察和深入探究的物理模型。舉例說明：學(xué)生在學(xué)習(xí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的過程中可以通過對(duì)細(xì)胞中各細(xì)胞器的形態(tài)特征和功能的直觀把握構(gòu)建細(xì)胞模型。

其次是課堂教學(xué)的融會(huì)貫通：課堂上教師對(duì)復(fù)雜的生物現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)識(shí)可以有效地輔助學(xué)生通過數(shù)學(xué)模型的展示來實(shí)現(xiàn)。例如在講授遺傳學(xué)時(shí)教師使用基因突變，基因重組概念性模型；在生態(tài)學(xué)教學(xué)的場(chǎng)景下學(xué)生可構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的物理模型；預(yù)測(cè)疾病發(fā)展趨勢(shì)用數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建來制定相應(yīng)的治療方案。這些豐富的應(yīng)用實(shí)例在高中生物教學(xué)中充分展示了模型構(gòu)建的重要價(jià)值和實(shí)用性。

其三是課外活動(dòng)中的模式化拓展：學(xué)生參加生物學(xué)競(jìng)賽、拓展活動(dòng)也可以利用模型。這些模型的使用有助于學(xué)生們總結(jié)和提高。

四、教師角色的重要性

教師在學(xué)生模型建構(gòu)過程中既是知識(shí)的傳授者又是領(lǐng)航者、引導(dǎo)者。

教師要保證對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的知識(shí)傳授，對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。教學(xué)過程中為激發(fā)學(xué)生的研究欲望和學(xué)習(xí)動(dòng)力，根據(jù)學(xué)生的具體情況和需求精心選擇適合自己的范本和教學(xué)策略。

教師要注意學(xué)生的個(gè)體差異，對(duì)不同的思維模式、不同的見解要尊重和接納，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考、勇于嘗試。同時(shí)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行及時(shí)反饋和幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決遇到的問題。

五、學(xué)生應(yīng)具備的條件

一是學(xué)生主動(dòng)融入課堂討論、實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)。通過師生的交流互動(dòng)不僅生物學(xué)知識(shí)掌握的更加牢固，思維和動(dòng)手能力也能得到了有效的提升。

其次是多元化思維策略：學(xué)生在面對(duì)問題時(shí)要多角度、全方位地去思考問題。如自變量，因變量，無關(guān)變量之間的關(guān)系。這樣的策略有助于對(duì)問題全面理解從而構(gòu)建出科學(xué)的模型。

三是利用現(xiàn)代科技輔助：學(xué)生在構(gòu)建模型的過程中可以借助現(xiàn)代科技工具。如利用計(jì)算機(jī)軟件創(chuàng)建三維模型，提高建模的效率和準(zhǔn)確性。

六、模型建構(gòu)的實(shí)踐意義

模型建構(gòu)的應(yīng)用是教學(xué)策略，也是學(xué)習(xí)方法。它的實(shí)用性很強(qiáng)，學(xué)生在模型構(gòu)建的幫助下對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解和把握更加深入進(jìn)而促進(jìn)個(gè)人的科學(xué)思維和實(shí)踐技能的提高。另外模型的構(gòu)建也可以促使學(xué)生在實(shí)際生活中應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行有效的處理和解決。

七、總結(jié)與未來展望

生物教學(xué)中模型構(gòu)建的應(yīng)用潛力豐富、實(shí)踐意義深遠(yuǎn)。學(xué)生可以借助多樣化的模型構(gòu)建在鍛煉和增強(qiáng)思維創(chuàng)新能力的同時(shí)更深入地理解和掌握本學(xué)科知識(shí)，教師緊跟時(shí)代的步伐在構(gòu)建模型的教學(xué)活動(dòng)中不斷更新自己。

而在未來，模型構(gòu)建在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用前景將更為廣闊和深入，我們相信，模型建構(gòu)的模式更能完善學(xué)生的理性思維、科學(xué)思維，培養(yǎng)適合時(shí)代發(fā)展的新人。