吳瑞秀

摘 要：在現(xiàn)代生物教學(xué)中，運(yùn)用物理模型對抽象化的生物現(xiàn)象進(jìn)行模型化的講解已經(jīng)非常普遍，同時也豐富了高中生物的教學(xué)課堂。物理模型在生物教學(xué)中的運(yùn)用不僅促進(jìn)了學(xué)生對于生物知識的掌握，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力，并且增強(qiáng)了學(xué)生邏輯思維的發(fā)展，在一定程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。利用高中生物教材內(nèi)容，對于物理模型在生物課堂教學(xué)中運(yùn)用的實(shí)際方法和效果做出探索和分析。

關(guān)鍵詞：物理模型;高中生物;課堂教學(xué)

生物教學(xué)對于高中生來說是非常重要的一門學(xué)科，因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)生物的過程中，不僅鍛煉了學(xué)生的科學(xué)探究能力，對于學(xué)生的邏輯分析能力也會有所鍛煉和提高。為了讓學(xué)生能夠加深對生物理論知識的理解，近年來生物學(xué)的專家學(xué)者不斷探索發(fā)現(xiàn)以物理模型的形式能夠?qū)⑸飳W(xué)更好地解讀，學(xué)生也會更容易理解。本文借助高中生物課堂通過物理模型的解析將抽象的知識真實(shí)地呈現(xiàn)給學(xué)生，以此說明物理模型在高中生物教學(xué)中的有效運(yùn)用。

一、物理模型的模擬使抽象形象化

在生物教學(xué)過程中，有很多生理現(xiàn)象都是比較抽象的，就比如說細(xì)胞的分裂過程、染色體的遺傳變異、基因的重組過程等，盡管教師能夠通過圖片和動畫的形式讓學(xué)生對生物生理現(xiàn)象有一個直觀的了解，但是關(guān)于在生理過程中很多的細(xì)節(jié)問題學(xué)生還是沒有辦法具體掌握。我們以生理現(xiàn)象中的遺傳信息的翻譯過程來舉例，在翻譯過程中我們對核糖體的移動是如何判斷的，如何判斷起始密碼子，在轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上我們?nèi)绾闻袛鄶y帶的氨基酸的種類，當(dāng)學(xué)生沒有辦法做出準(zhǔn)確判斷的時候，可以借助物理模型將蛋白質(zhì)的翻譯過程很好地表現(xiàn)出來。這是比較基本簡單的物理模型訓(xùn)練，教師通過在課前準(zhǔn)備好蛋白質(zhì)翻譯過程中所需要的材料就可以，為了讓整體比較簡單化，教師可以對教學(xué)的難點(diǎn)進(jìn)行指導(dǎo)，就比如說在信使RNA上面的堿基序列、基本氨基酸的種類等。通過簡單的模擬訓(xùn)練使學(xué)生將抽象的生理現(xiàn)象可視化，加深進(jìn)一步的了解和記憶[1]。

二、物理模型操作提問使方向明確化

在生物教學(xué)過程中，學(xué)生通過物理模型的運(yùn)用將教學(xué)過程中抽象的知識加深理解和記憶只是教學(xué)中最基本的目標(biāo)，而物理模型運(yùn)用的意義在生物教學(xué)的課堂上，為學(xué)生提供一個更加開放的平臺，在模擬訓(xùn)練的過程中，教師通過對學(xué)生不同難度問題的提問引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的方向，讓學(xué)生在生物基礎(chǔ)知識之上，對于抽象的生理現(xiàn)象進(jìn)行創(chuàng)新性的思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和對生物學(xué)習(xí)的積極性。

比如在學(xué)習(xí)基因工程的過程中，對基因重組過程的探索讓學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新[2]。首先教師可以讓學(xué)生準(zhǔn)備藍(lán)色和紅色兩種硬紙板，并按照生物教材上面的要求在硬紙板上寫下相應(yīng)的字母。在對DNA連接酶和限制酶進(jìn)行充分了解之后，學(xué)生開始自由模擬基因重組的過程。在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生可能會覺得連接酶的作用就是將兩種不同的DNA中相同黏性末端連接在一起，那么教師可以對學(xué)生進(jìn)行提問，怎么樣的DNA片段才能連接在一起，當(dāng)限制酶切割之后，連接酶的情況又是怎樣的，在不斷探索的過程中進(jìn)一步擴(kuò)展對知識的理解。

三、物理模型使教學(xué)有效化

物理模型對于學(xué)生加深對抽象生物現(xiàn)象的理解是非常有效的，但是在現(xiàn)代的教學(xué)過程中，教師會為了節(jié)省在課堂上的講課時間，忽視物理模型的意義。事實(shí)上，如果教師根據(jù)生物教學(xué)的內(nèi)容對教材進(jìn)行分析，物理模型的運(yùn)用時間并不長，我們以染色體和染色質(zhì)為例，它們是細(xì)胞在不同時期所存在的兩種狀態(tài)的同一種物質(zhì)，我們可以借用電話線來表示染色體和染色質(zhì)，縮短的電話線就代表著染色體，而拉長的電話線代表的就是染色質(zhì)。這樣的對比讓學(xué)生能夠更加清楚地理解關(guān)于染色體和染色質(zhì)的問題。

我們以生物教材中《生物膜的流動鑲嵌模型》為例，在使用物理模型的過程中，可以用橡皮泥進(jìn)行模型的建立，在課前可以先讓學(xué)生制作一些小型的磷脂分子，包含一個頭部和尾部（圓形和分叉）。根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)（親水頭部和疏水尾部），教師讓學(xué)生討論關(guān)于磷脂分子的排列順序。當(dāng)全部都在水環(huán)境下，磷脂雙分子層優(yōu)勢怎么樣排列的？讓學(xué)生在小組之間討論并讓小組內(nèi)的代表在黑板上向同學(xué)們進(jìn)行演示。通過一系列的問題和實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在參與過程中了解細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型。

總之，在以上的分析過程中，通過建立物理模型對抽象的生物知識進(jìn)行具體化分析，將抽象可視化，不僅有利于學(xué)生對理論知識進(jìn)行理解和記憶，還讓學(xué)生通過自己的動手操作將生物中抽象的生理現(xiàn)象進(jìn)行了解和探索，在不斷學(xué)習(xí)的過程中，鍛煉了學(xué)生的邏輯分析能力，增強(qiáng)了學(xué)生對于科學(xué)知識的探索。物理模型將生物教材中不同的生理現(xiàn)象進(jìn)行可視化解讀，減少了生物教學(xué)的壓力，將難點(diǎn)進(jìn)行分析，更加方便學(xué)生的理解和記憶。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂翠香.例談高中生物教學(xué)中物理模型的應(yīng)用策略與效果[J].中學(xué)生物學(xué)，2018，34（9）：18-20.

[2]李濤.淺談高中生物模型構(gòu)建教學(xué)的實(shí)踐[J].課程教育研究，2018（22）：166-167.