蔡梅芳
美國《國家科學教育標準》把模型和科學事實、概念、原理、理論并列為科學主題的重點?!镀胀ǜ咧猩镎n程標準(實驗)》依據(jù)國際科學教育的發(fā)展,將模型和模型方法列入了課程目標??梢娔P头椒ㄔ诟咧猩镎n程中具有重要的作用,對于發(fā)展科學探究能力至關重要。因此教師在課堂教學時尤其是高三復習教學中,合理運用模型方法組織教學不僅是提高學生生物學素養(yǎng)的一種重要方法,更是培養(yǎng)學生思維能力和提升教學有效性的一個重要途徑。以下就對模型的含義、類型及模型方法在高三生物教學中的應用作一些探討。
1 模型的含義及特點
1.1 模型的含義
模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認識對象所做的一種簡化的概括性描述。它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本質(zhì)特征。
模型方法是指人們?yōu)榱苏J識自然界中某一個復雜的對象或事物發(fā)生的過程、規(guī)律等,用形象化的具體實物或抽象的語言文字、圖表、數(shù)學公式對認識對象進行模擬或簡化描述的一種方法,是邏輯方法的一種特有形式。
1.2 模型的特點
模型具有3個基本特點:(1) 對實際對象的模仿和抽象;(2) 組成體現(xiàn)認識對象系統(tǒng)中的主要因素;(3) 反映主要因素之間的關系。
2 模型的類型
模型的種類很多,一般可分為形象模型(實物模型)和抽象模型兩大類,其中抽象模型又包括概念模型、模擬模型和數(shù)學模型三類。
3 模型方法在高三復習教學中的應用
從近三年全國各地的高考題可以看出試題以能力測試為主導,重視生物科學素養(yǎng)的考查,體現(xiàn)了新課程理念??梢哉f高考改革與課程改革是同步進行的。這就要求教師在平時教學中應準確把握課程標準,將新課改的一些理念在高三復習中加以落實,做到不僅要教給學生專業(yè)理論知識,更要教給學生獲取知識的方法,讓學生運用知識解決問題。而模型方法正是打開生物之門的一把鑰匙。教師引導學生構(gòu)建模型,不僅能完善學生對生物學核心概念的認知結(jié)構(gòu),使學生領悟生命現(xiàn)象的本質(zhì),而且有利于培養(yǎng)學生的思維能力,提高學生的生物學素養(yǎng)。
3.1 運用概念模型進行核心概念的復習,培養(yǎng)抽象思維
3.1.1 概念模型
概念模型是對認識對象系統(tǒng)的一種簡化的定性描述,用于表示系統(tǒng)組成和相互關系。
3.1.2 建立概念模型
建立概念模型的一般步驟:從原型中提取主要因素,剔除非必要因素——將提取的因素具體化、形象化——研究因素之間的關系,建立模型。例如:呼吸作用過程、光合作用、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動、內(nèi)環(huán)境成分的關系、甲狀腺激素的分級調(diào)節(jié)、血糖平衡調(diào)節(jié)等核心概念的建構(gòu)都屬于這個類型。
案例一:建構(gòu)光合作用的概念模型。
構(gòu)建概念模型——明晰光合作用過程物質(zhì)與能量的變化(圖1),據(jù)圖回答:
(1) Ⅰ表示: ? ?,其場所是:
Ⅱ表示: ? ?,其場所是:
(2) Ⅰ過程的產(chǎn)物主要有:
,其中提供給Ⅱ過程的是:
。
(3) Ⅱ過程的化學反應主要有:
① CO2的固定:CO2與 ? ? 結(jié)合形成兩個
② C3的還原:一些C3在Ⅰ過程提供的
的作用下,經(jīng)過一系列變化,形成
;另一些接受能量并被還原的C3則經(jīng)過一系列變化,又形成 ? ? ?,從而使Ⅱ過程的化學反應能夠持續(xù)地進行下去。
列表比較——把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系(表1)。