周衛(wèi) 湯靜

教育部2011年版《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的能力目標(biāo)中，明確提出加強(qiáng)對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)也在新課程改革的理念中被重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，并致力于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性?！读x務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)》中提到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流、積極探究，而且地理課程實(shí)踐性很強(qiáng)，包括圖表繪制、學(xué)具制作、實(shí)驗(yàn)、演示等實(shí)踐內(nèi)容。模型類(lèi)學(xué)具是地理學(xué)具的重要組成部分。

為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和探究實(shí)踐能力，營(yíng)造學(xué)校校園文化，豐富學(xué)生業(yè)余生活，武鋼實(shí)驗(yàn)學(xué)校開(kāi)展了生物學(xué)科和地理學(xué)科模型構(gòu)建活動(dòng)。

一、模型構(gòu)建活動(dòng)開(kāi)展目的

生物學(xué)主要是研究生物體的結(jié)構(gòu)和生理調(diào)節(jié)機(jī)制。生物結(jié)構(gòu)大多為生物體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)而且不常見(jiàn)，生理過(guò)程和調(diào)節(jié)機(jī)制更是復(fù)雜和抽象。所以在生物教學(xué)中，需要把生物微觀結(jié)構(gòu)宏觀化，把抽象的生物學(xué)理論進(jìn)行具體化體現(xiàn)，因此就可以通過(guò)構(gòu)建具體形象的模型來(lái)實(shí)現(xiàn)。

地理課程中有一些關(guān)于空間的和比較抽象的知識(shí)，學(xué)生理解起來(lái)比較困難，通過(guò)構(gòu)建模型將抽象的知識(shí)具體化，在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)手實(shí)踐、探究，能有效地突破重難點(diǎn)。

學(xué)生在模型的構(gòu)建過(guò)程中進(jìn)行信息的收集和整理，并在模型制作過(guò)程中充分發(fā)揮主動(dòng)能動(dòng)性，通過(guò)手和腦的聯(lián)合作用，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)、理性思維以及學(xué)習(xí)興趣具有十分重要的促進(jìn)作用，使學(xué)生的科學(xué)思維以及核心素養(yǎng)能夠在“邊做邊學(xué)”中得到培養(yǎng)和提升。在模型制作過(guò)程中，也能鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力，增強(qiáng)溝通交流能力。

二、模型構(gòu)建活動(dòng)實(shí)施過(guò)程與步驟

（一）篩選適于模型構(gòu)建的教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)環(huán)節(jié)中模型的構(gòu)建不是萬(wàn)能的，不是所有的課程都需要用模型教學(xué)來(lái)實(shí)踐。模型的建立應(yīng)考慮到抽象和復(fù)雜的課程，這些課程應(yīng)是一節(jié)教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)或難點(diǎn)，是學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)難理解的地方。有些簡(jiǎn)單清晰的課程，學(xué)生可以自學(xué)完成，就不需要費(fèi)時(shí)費(fèi)力再去構(gòu)建模型。模型的建立還應(yīng)考慮到學(xué)生的實(shí)際能力，不能只選擇學(xué)生能力范圍的內(nèi)容。

基于以上標(biāo)準(zhǔn)，以人教版初中生物學(xué)教材和地理教材的課程內(nèi)容為藍(lán)本，篩選出適于進(jìn)行模型構(gòu)建的教學(xué)內(nèi)容（見(jiàn)表1，表2）。

（二）分析原型特征

模型要客觀準(zhǔn)確地表現(xiàn)原型的特征，就要從原型的各個(gè)結(jié)構(gòu)或各個(gè)部分的形態(tài)、特點(diǎn)和大小及其具有的功能等進(jìn)行分析，才能準(zhǔn)確地把握原型特征，有的放矢地設(shè)計(jì)模型制作方案。

生物學(xué)科中如分析“葉片氣孔張開(kāi)和閉合”的原因，就要對(duì)原型“氣孔”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析：相比于其他類(lèi)型的細(xì)胞，保衛(wèi)細(xì)胞存在差異，具有細(xì)胞壁厚薄不均的特點(diǎn)，其中較厚的細(xì)胞壁處于靠氣孔腔的位置，伸展存在困難;而較薄的細(xì)胞壁處于靠氣孔腔的位置，伸展較為容易。細(xì)胞在吸水后能夠膨脹并張開(kāi)是由于內(nèi)壁吸水后得到充分的伸展，而外壁就被牽動(dòng)著向內(nèi)陷;細(xì)胞在失水后氣孔關(guān)閉是由于內(nèi)壁失水后收縮并拉直，與外壁保持一致。

地理學(xué)科中如分析“中國(guó)地形”的分布，就要對(duì)原型“中國(guó)地形”的特點(diǎn)進(jìn)行分析：我國(guó)四大高原、四大盆地、三大平原這些主要地形區(qū)的分布位置，地勢(shì)西高東低、呈階梯狀分布的特點(diǎn)。

這些重要特點(diǎn)一定要在制作出的模型中展示出來(lái)。

（三）設(shè)計(jì)模型制作方案

1.確定模型類(lèi)型。

2.選擇構(gòu)建模型的材料。選擇合適的材料來(lái)表示原型中的每一個(gè)組成原件，明確材料模擬原型中相對(duì)應(yīng)的原件，模擬原型本身的特征。

3.設(shè)計(jì)各原件之間的連接方式。根據(jù)每個(gè)原件在原型內(nèi)部相互間的聯(lián)系，采取合適的連接方式。

4.對(duì)模型的整體的完成效果進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。也就是說(shuō)，對(duì)模型的最終完成后的效果進(jìn)行描述，包括對(duì)原型的體現(xiàn)程度、美觀的效果等，進(jìn)行制作之前的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

5.對(duì)模型合適的展示方式進(jìn)行預(yù)設(shè)。

6.上交制作方案。思考后填寫(xiě)包括參賽者信息、作品制作方案內(nèi)容等的報(bào)名表（見(jiàn)表3）。

（四）模型制作實(shí)施過(guò)程

首先，根據(jù)設(shè)計(jì)方案中的規(guī)劃，用所選取的合適材料對(duì)模型的主要部件進(jìn)行制作。其次，根據(jù)原件各組成部分的實(shí)際聯(lián)系，進(jìn)行模型的主干和框架的構(gòu)建。最后添加輔助組件來(lái)完善模型，使其更加科學(xué)和完整。

（五）模型展示及評(píng)價(jià)

根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)要求確定模型構(gòu)建活動(dòng)的評(píng)價(jià)，我們?cè)O(shè)計(jì)為教師評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)、社會(huì)評(píng)價(jià)三個(gè)不同的評(píng)價(jià)主體。在學(xué)生交齊模型作品后，由教師根據(jù)各項(xiàng)評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)秀作品的首輪選拔;再讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)、觀摩、交流等形式在各類(lèi)優(yōu)秀作品中進(jìn)行二次評(píng)選;最后將得到教師與學(xué)生一致好評(píng)的作品放在學(xué)校微信平臺(tái)上，讓更多的專(zhuān)家、老師、家長(zhǎng)和社會(huì)各級(jí)人士以投票的形式，評(píng)出各類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)，以評(píng)價(jià)促使活動(dòng)持續(xù)高效開(kāi)展。在每次評(píng)選中都按照模型構(gòu)建的原則以表格形式進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果的記錄和評(píng)分。

第一，科學(xué)性原則。模型是直接反映原型，直觀形象。學(xué)生制作的模型雖然不盡完美，但其制作原理也要依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)和科學(xué)知識(shí)，制作的模型能夠反映代表的物體的特點(diǎn)，通過(guò)推理分析和總結(jié)歸納出一個(gè)完整的模型來(lái)進(jìn)行邏輯論證。

第二，簡(jiǎn)明性原則。為了研究某種原型而構(gòu)建的模型，應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)單化，模型是用來(lái)反映原型原理的簡(jiǎn)易裝置，不是原型的復(fù)刻版，應(yīng)該從學(xué)生的基礎(chǔ)水平出發(fā)去反映原型的本質(zhì)特征和重要特點(diǎn)，以最簡(jiǎn)便的方式來(lái)構(gòu)建模型。

第三，環(huán)保性原則。模型在制作的過(guò)程中，學(xué)生以清潔環(huán)保、價(jià)廉、無(wú)毒、可回收利用的材料為主。例如，空瓶子、廢紙盒或廢舊布料等，用來(lái)模型制作的主要原料應(yīng)以廢料為主，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保節(jié)約的意識(shí)，提高廢棄物的綜合利用效率。

第四，美觀性原則。在制作模型時(shí)，為了識(shí)別一些特征和達(dá)到美的視覺(jué)感受，學(xué)生用不同顏色加以區(qū)分，把模型構(gòu)建得更加具有藝術(shù)性，也能夠幫助學(xué)生提高發(fā)散性思維方式。

三、模型構(gòu)建實(shí)例節(jié)選

（一）生物課程中的模型構(gòu)建

1.構(gòu)建細(xì)胞模型

學(xué)生通過(guò)觀看課本動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖和相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)，對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，冉結(jié)合教材上安排的細(xì)胞模型制作活動(dòng)，課前布置學(xué)生利用身邊的材料制作模型，鼓勵(lì)他們自己選擇制作材料，所選材料要盡量符合細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)之間的比例大小。在課堂上以小組為單位進(jìn)行模型的展示、交流與評(píng)價(jià)，激勵(lì)他們制作出更好的模型。模型制作活動(dòng)可以將不易觀察的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等微觀的結(jié)構(gòu)具體化，能檢驗(yàn)學(xué)生是否真正掌握細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。制作的細(xì)胞模型能使學(xué)生迅速找出動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)，加深對(duì)多種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

2.構(gòu)建魚(yú)鰓模型

學(xué)生都知道魚(yú)生活在水中，用鰓呼吸，那么魚(yú)鰓有哪些特點(diǎn)適于其在水中呼吸呢？引導(dǎo)學(xué)生利用日常生活的紅色塑料袋制作魚(yú)鰓模型，把紅色塑料袋剪成很多細(xì)絲，模擬出鰓絲中密布的毛細(xì)血管。觀察制作的模型鰓在水中和離開(kāi)水后的不同狀況，在水中時(shí)鰓絲展開(kāi)，擴(kuò)大與水的接觸面積，有利于魚(yú)在水中呼吸。魚(yú)離開(kāi)水時(shí)，鰓絲黏結(jié)在一起，減少與空氣的接觸面積，魚(yú)很快窒息死亡。通過(guò)簡(jiǎn)易的模型制作學(xué)生很容易得出鰓是魚(yú)適于在水中呼吸的器官。

（二）地理課程中的模型構(gòu)建

1.構(gòu)建地球的模型——地球儀

在七年級(jí)第一章第一節(jié)《地球和地球儀》的內(nèi)容中，要求學(xué)生有一定的空間思維能力，而七年級(jí)的學(xué)生剛接觸地理課，空間思維能力還不夠，需要借助地球儀來(lái)學(xué)習(xí)這一節(jié)的內(nèi)容。先讓學(xué)生了解地球儀的概念，認(rèn)識(shí)地球儀上的點(diǎn)和線：地軸、北極、南極、經(jīng)線和緯線。再引導(dǎo)學(xué)生利用乒乓球、鐵絲、橡皮泥或其它材料按照課本活動(dòng)內(nèi)容的步驟制作簡(jiǎn)易的地球儀，在模型上要標(biāo)注重要的點(diǎn)和線。學(xué)生在制作模型的過(guò)程中加深對(duì)地球儀知識(shí)的理解。有的學(xué)生上交的作品中能通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，使地球儀轉(zhuǎn)動(dòng)，極具創(chuàng)新思維。

2.構(gòu)建不同山體部位的等高線地形模型

等高線比較抽象，不同山體部位的等高線特征有點(diǎn)復(fù)雜，學(xué)生不易理解。先向?qū)W生講解山峰、山脊、山谷、陡崖、鞍部的等高線特征。再引導(dǎo)學(xué)生用超輕粘土或紙板、泡沫板、石膏作為山體制作等高線地形模型和用切割的方法繪制等高線地形圖。通過(guò)制作等高線地形模型，使抽象的等高線直觀的展示出來(lái)，觀察模型和等高線地形圖，判別不同山體部位，掌握等高線地形圖的判讀方法。

四、模型構(gòu)建活動(dòng)總結(jié)及反思

模型構(gòu)建活動(dòng)有助于促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)理解。通過(guò)制作模型，能突破本節(jié)內(nèi)容中出現(xiàn)的知識(shí)難點(diǎn)。能幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)模型和模型方法，并在一定程度上促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，提高學(xué)習(xí)效率。模型構(gòu)建活動(dòng)有助于課堂教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，應(yīng)在初中教學(xué)中予以重點(diǎn)推廣和應(yīng)用。

模型構(gòu)建活動(dòng)有助于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。學(xué)生在設(shè)計(jì)模型制作方案、模型制作實(shí)施過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，不斷的和科任教師溝通或查閱資料去解決問(wèn)題，最后親手制作出自己的目標(biāo)模型，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。

模型構(gòu)建活動(dòng)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。同一種模型，不同的制作材料，不同的制作方法，學(xué)生在制作模型的過(guò)程中不斷探究，勇于嘗試新材料、新方法，最后呈現(xiàn)出的作品各具特色，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

初中生物和地理每周課時(shí)較少，相比于常規(guī)教學(xué)模式，模型構(gòu)建教學(xué)花費(fèi)時(shí)間更長(zhǎng)，因此課堂組織、活動(dòng)有效引導(dǎo)、教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)相結(jié)合、活動(dòng)后的積極評(píng)價(jià)等還有待進(jìn)一步完善。積極運(yùn)用科學(xué)的思維方式來(lái)提高學(xué)習(xí)效果，體會(huì)和享受學(xué)習(xí)的快樂(lè)，從而培養(yǎng)對(duì)生物、地理學(xué)科的深厚興趣。