周建榮

摘要：模型構(gòu)建主要應(yīng)用在高中生物的教學(xué)，但是在初中階段嘗試?yán)媚Ｐ蜆?gòu)建教學(xué)可以更加直觀和有效的教學(xué)。了解建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的建模思維和建模能力。在當(dāng)前，教師要領(lǐng)悟、建立數(shù)學(xué)模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的建模思維和建模能力，獲得生物學(xué)的基本事實(shí)、概念、原理、規(guī)律、模型等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。中學(xué)生物學(xué)的教學(xué)應(yīng)努力將模型方法應(yīng)用于課堂教學(xué)之中，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：模型構(gòu)建；有效性；原理

生物課程教材中很多地方運(yùn)用了模型建構(gòu)的原理或方法介紹了有關(guān)生物學(xué)知識(shí)，如概念圖、細(xì)胞模型，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)等等。中學(xué)生物學(xué)中的基本概念、內(nèi)容相當(dāng)多，許多生物學(xué)術(shù)語(yǔ)概念所反映的都是我們用肉眼無(wú)法觀察到的或?qū)嶋H操作時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力或以目前條件根本無(wú)法達(dá)到的，因此模型建構(gòu)教學(xué)將更有助于學(xué)生體驗(yàn)概念的形成和基本規(guī)律的探究過(guò)程，從而逐步將所學(xué)新知識(shí)構(gòu)建成完整的知識(shí)體系，使得整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程更加高效。

模型構(gòu)建教學(xué)目的是貫徹提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系等新課程基本理念，注重以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)將認(rèn)知及反思過(guò)程還給學(xué)生，將參與探究的機(jī)會(huì)還給學(xué)生，將動(dòng)手和動(dòng)腦、培養(yǎng)主動(dòng)獲取新知識(shí)的能力、批判性思維的能力、分析和解決問(wèn)題的能力，以及交流與合作的能力的機(jī)會(huì)還給學(xué)生。這種教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的思維探究能力，促進(jìn)了學(xué)生之間的交流和合作。無(wú)論是從落實(shí)新課程理念的角度，還是從教學(xué)的實(shí)際效果來(lái)看，模型構(gòu)建教學(xué)都不失為一種值得提倡的教學(xué)形式。因此加強(qiáng)模型建構(gòu)研究，用于指導(dǎo)生物新課程內(nèi)容的教學(xué)就有極其重要的價(jià)值。在中學(xué)階段最基本和最常見的模型建構(gòu)的方法有物理模型、概念模型和數(shù)字模型[1]。

一、建構(gòu)物理模型，使知識(shí)形象化、直觀化

最典型的物理模型就是沃森和克里克構(gòu)建的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

利用物理模型建構(gòu)的方式，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)有關(guān)植物細(xì)胞、人體呼吸運(yùn)動(dòng)和生態(tài)系統(tǒng)的模型。讓學(xué)生按照學(xué)生自己的思路，自主動(dòng)手、相互協(xié)作，在制作過(guò)程中把握細(xì)胞模型的科學(xué)、環(huán)保、準(zhǔn)確等原則，領(lǐng)悟細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)、體驗(yàn)成功的快樂(lè)，更好地掌握細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。初中階段的學(xué)生對(duì)于理解人體的吸氣和呼氣，肋間肌和膈肌的狀態(tài)以及肺和胸廓的變化處在一定的困難，為了讓學(xué)生對(duì)此部分知識(shí)有更加詳細(xì)和直觀的理解。學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)模型，再次強(qiáng)化了對(duì)這部分知識(shí)的內(nèi)化程度。生態(tài)系統(tǒng)本就是一個(gè)比較抽象和難理解的知識(shí)，較為宏觀的知識(shí)如何轉(zhuǎn)化為較為微觀的知識(shí)，可引入物理模型-生態(tài)系統(tǒng)瓶，學(xué)生通過(guò)自己向生態(tài)瓶中增加生物，理解生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，理解各個(gè)成分之間的關(guān)系。使原本宏觀抽象的知識(shí)直觀化，形象化[2]。

二、建構(gòu)概念模型，梳理知識(shí)間內(nèi)在關(guān)系

教育心理學(xué)中對(duì)于學(xué)習(xí)策略提到過(guò)很多的方法，如認(rèn)知策略。在認(rèn)知策略中提到的組織策略，組織策略即根據(jù)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之間的內(nèi)在關(guān)系，對(duì)學(xué)習(xí)材料教學(xué)材料進(jìn)行系統(tǒng)、有序的分類、整理與概括，使之結(jié)構(gòu)合理化。如列提綱、利用圖形和利用表格。概念模型從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是認(rèn)知策略的具體應(yīng)用。

概念模型是指以文字表述來(lái)抽象概括出事物的本質(zhì)特征的模型。我們很多學(xué)生都存在這樣的問(wèn)題：課本中的單個(gè)知識(shí)點(diǎn)都掌握得很好，但是在做綜合題時(shí)總會(huì)出現(xiàn)復(fù)習(xí)了但是沒有考查到，究其原因是不能迅速地把相關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，而構(gòu)建概念模型可以改變這一狀況[3]。

在初中生物教學(xué)中，知識(shí)較為零散，很多同學(xué)在做題或是復(fù)習(xí)的時(shí)候，總是存在一個(gè)知識(shí)記住了但是涉及到相對(duì)綜合性強(qiáng)的話題是，就束手無(wú)策，不知如何讓是好。實(shí)際上，在進(jìn)行知識(shí)的歸納和總結(jié)時(shí)，依據(jù)知識(shí)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)構(gòu)建概念模型能夠?qū)崿F(xiàn)有效地歸納和總結(jié)已授課程的目標(biāo)。這樣構(gòu)建的概念模型有助于學(xué)生把握生物知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，達(dá)到融會(huì)貫通的學(xué)習(xí)效果。生物教學(xué)的主要內(nèi)容在于闡述生命運(yùn)動(dòng)的形式及規(guī)律，而生命運(yùn)動(dòng)屬于自然界中最為復(fù)雜的運(yùn)行形式，只有將其納入一個(gè)系統(tǒng)或者模型之內(nèi)才能真正地理解其中各元素的聯(lián)系。因此，在生物教學(xué)實(shí)踐中，按照教學(xué)思路將知識(shí)循著一條主線貫穿在一起，有助于學(xué)生基于宏觀角度把握知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)正確理解知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

三、建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，揭示問(wèn)題本質(zhì)

數(shù)學(xué)模型是指用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，如人體內(nèi)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、人體尿液形成過(guò)程中物質(zhì)含量的變化、人體內(nèi)的氣體交換。學(xué)生在構(gòu)建此類模型的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)數(shù)字變化的理解，可以更加詳細(xì)的理解問(wèn)題的本質(zhì)。如學(xué)生在學(xué)習(xí)到人體的血液循環(huán)時(shí)，對(duì)于動(dòng)脈血和靜脈血不能很好的理解和區(qū)分，到底動(dòng)靜脈血是按顏色區(qū)分還是其內(nèi)部所含物質(zhì)的不同，學(xué)生可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型加深理解。氧氣的含量多則為動(dòng)脈血，氧氣的含量低則為靜脈血。

在解決分析尿液樣本時(shí)，如何區(qū)分原尿、血漿和尿液，可以通過(guò)看兩種物質(zhì)的含量來(lái)區(qū)分，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量為0時(shí)，可以將血漿區(qū)分出來(lái)；當(dāng)葡萄糖的含量為0時(shí)，可以將尿液區(qū)分出來(lái)。如下表：

模型構(gòu)建的具體、形象的特點(diǎn)使生物教學(xué)更加的高效，同時(shí)也使得學(xué)生的能力可以得到不斷的提升，學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力得到強(qiáng)化，對(duì)今后的學(xué)習(xí)和生活中也會(huì)有很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 倪素美. 談?wù)勚袑W(xué)生物教學(xué)中的構(gòu)建模型[J]. 文理導(dǎo)航旬刊， 2012（11）：98-98.

[2] 吳丹丹.模型構(gòu)建在中學(xué)生物學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐研究與反思[J].生物學(xué)通報(bào)， 2017， 52（2）：45-47.

[3] 周長(zhǎng)平. 模型構(gòu)建在初中生物教學(xué)中應(yīng)用[J]. 知識(shí)文庫(kù)，2017（1）.endprint