山東省臨沂市臨沂白沙埠中學(xué) 于彥慧 楊 森

在“雙減”政策和素質(zhì)教育的多重影響下，初中階段的生物學(xué)教學(xué)需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)思路，生物學(xué)教師要與學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況進(jìn)行結(jié)合，創(chuàng)新教學(xué)模式，從傳統(tǒng)的書本知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)人、塑造人，助力學(xué)生學(xué)習(xí)水平提高，引導(dǎo)學(xué)生朝“研究型”“思考型”學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。引入物理模型進(jìn)行教學(xué)，可以提高生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量，以更加直觀的方式展示生物學(xué)知識，啟發(fā)學(xué)生思考。

一、模型構(gòu)建簡述

（一）模型構(gòu)建的概念

構(gòu)建物理模型是指研究人員以科學(xué)研究目的作為依據(jù)，基于一定的假設(shè)條件搭建模型，將原型的本質(zhì)、特征和形態(tài)進(jìn)行展示，將比較復(fù)雜的過程或者事物以直觀且簡單的形式表現(xiàn)出來。生物學(xué)模型可按照內(nèi)容的不同劃分為概念模型、數(shù)學(xué)模型和物理模型。在初中階段的生物學(xué)教學(xué)中，想要確保學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，保證課程教學(xué)效果，就需要利用模型構(gòu)建的方法引導(dǎo)學(xué)生整合學(xué)習(xí)內(nèi)容，從生物學(xué)現(xiàn)象的角度出發(fā)，有機(jī)結(jié)合生物學(xué)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，對學(xué)生學(xué)習(xí)方法做出合理化引導(dǎo)，提高生物學(xué)模型在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價值，幫助學(xué)生建立、理解和應(yīng)用基本概念。

在新課程標(biāo)準(zhǔn)理念之下誕生的物理模型教學(xué)方法，總體上是一種十分有效且可行的教學(xué)方法。教師在教學(xué)過程中為了將難以理解的文字快速轉(zhuǎn)換為學(xué)生方便理解的知識，往往會選擇使用生物學(xué)模型的方式幫助理解，提高學(xué)生的理解能力和認(rèn)識水平，在短時間內(nèi)準(zhǔn)確且牢固地掌握課程知識。構(gòu)建模型的教學(xué)方法憑借圖文并茂的方式直觀地描述出難以理解或者原本抽象的物理知識，具有明顯的針對性，幫助學(xué)生輕松地記憶和理解抽象的課程內(nèi)容?？傮w而言，課程教學(xué)期間選擇使用的模型是一種輔助教學(xué)工具，簡單化處理原本復(fù)雜的知識。模型具有以下三方面特點(diǎn)。第一，模型可以模擬相對抽象的事物，將抽象的事物具體化處理，將其所具有的特征或者實(shí)現(xiàn)的功能具體化地體現(xiàn)出來。第二，構(gòu)建完整的模型具有顯著的針對性特點(diǎn)。第三，模型可以將不同因素相互之間存在的關(guān)系直觀反映出來，幫助學(xué)生快速且方便掌握和理解不同事物相互之間存在的聯(lián)系。

（二）模型構(gòu)建的意義

生物學(xué)很多知識與內(nèi)容具有抽象性。初中生物學(xué)教師要有意識地養(yǎng)成學(xué)生抽象思考能力和邏輯思維能力，能按照自己的判斷力和辨別力對相關(guān)知識展開思考，從而提高學(xué)習(xí)效率。生物學(xué)教師應(yīng)利用科學(xué)合理的方法，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的生物學(xué)知識體系，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以全面發(fā)展各項(xiàng)能力。構(gòu)建和使用物理模型可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的積極性和主動性，并且促使學(xué)生自主構(gòu)建完成系統(tǒng)性的生物學(xué)知識體系。使得學(xué)生思維能力和思維方式獲得改善，讓學(xué)生有意識、有能力在今后的生活和學(xué)習(xí)中利用課程學(xué)習(xí)的知識解決問題。構(gòu)建和使用物理模型，可以在分組的方式下展開，以分組教學(xué)的方法引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化小組合作交流能力和動手實(shí)踐能力。

在初中階段，生物學(xué)作為一門極為重要的課程，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活等具有十分重要的影響。由于生物學(xué)密切聯(lián)系著大自然和日常生活，所以具有較多的理論知識。部分生物學(xué)教師由于受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，在講課的時候仍舊以考試重點(diǎn)內(nèi)容和理論知識為主，造成生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性下降，制約著課堂活力提高，進(jìn)而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，降低教學(xué)效果。將物理模型應(yīng)用到生物學(xué)課程教學(xué)中，能活躍生物學(xué)課程學(xué)習(xí)氛圍，簡單化處理晦澀難懂的生物學(xué)知識，幫助學(xué)生快速掌握和理解生物學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。構(gòu)建模型的方法多種多樣，甚至使用簡單的學(xué)習(xí)工具就可以使得原本抽象的生物學(xué)知識變得直觀生動。學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候也喜歡手工制作用于生物學(xué)教學(xué)的各種有趣模型，不僅使得學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性得以調(diào)動，也使得學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位獲得強(qiáng)化。

將模型教學(xué)法應(yīng)用到生物學(xué)教學(xué)之中，可促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力獲得顯著提升。在新課程標(biāo)準(zhǔn)改革中，倡導(dǎo)的教學(xué)理念就是以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主動性和積極性。構(gòu)建生物學(xué)模型不僅可以使得學(xué)生思維獲得開發(fā)，還可以使得學(xué)生探索知識的欲望被激發(fā)出來，保證學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力不斷提高。構(gòu)建模型過程中，首先，需要學(xué)生在腦海中形成一幅關(guān)于模型的畫面，將生物學(xué)知識映射其中；其次，利用構(gòu)建完成的生物學(xué)模型直觀地表述出生物學(xué)知識。經(jīng)過長時間的訓(xùn)練，學(xué)生在模型構(gòu)建過程中也會逐漸養(yǎng)成獨(dú)立思考的能力，獨(dú)立使用構(gòu)建模型的方法解決實(shí)際遇到的問題，為學(xué)生留夠充足的時間學(xué)習(xí)和思考，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)的過程中不斷強(qiáng)化自身能力，吸取他人優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)別人的學(xué)習(xí)思路，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。教師在教學(xué)過程中要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生在遇到生物學(xué)問題的時候利用模型解決。

二、構(gòu)建和使用物理模型存在的問題

當(dāng)前在初中階段的生物學(xué)教學(xué)中，構(gòu)建和使用物理模型主要存在兩個問題。

第一，在利用物理模型的時候沒有將其全方位地融合到課程教學(xué)中，只是將模型展示給學(xué)生，生物學(xué)教師對課本知識進(jìn)行宣講，要求學(xué)生根據(jù)課本中的內(nèi)容強(qiáng)行記憶知識。這種教學(xué)方法雖然能較為直觀地將生物機(jī)體展示給學(xué)生，但是由于沒有良好的應(yīng)用模型或者使用模型將生物的活動直觀地展示給學(xué)生，造成學(xué)生在課程學(xué)習(xí)時仍舊采取死記硬背的方式，不能對各類問題進(jìn)行靈活處理。

第二，學(xué)習(xí)模型而非使用或者構(gòu)建模型。生物學(xué)中的各物理模型是從生物現(xiàn)象或者生物學(xué)實(shí)例中提取出來的，具有本質(zhì)特征的客觀事物。生物學(xué)教師引導(dǎo)學(xué)生自行構(gòu)建或者使用物理模型，可使得學(xué)生對生物現(xiàn)象有所了解。制作和使用物理模型也是學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，所以學(xué)生親自參與制作和使用模型對學(xué)生而言是十分重要的。但是在教學(xué)期間，生物學(xué)教師為了節(jié)省時間，已經(jīng)為學(xué)生構(gòu)建完成模型，讓學(xué)生按照教師構(gòu)建完成的模型學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法雖然在一定程度上幫助學(xué)生認(rèn)識生物現(xiàn)象，但是沒有讓學(xué)生親身參與其中，與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律不符合。

三、初中生物學(xué)教學(xué)中的物理模型應(yīng)用

（一）生物學(xué)教學(xué)中的實(shí)物模型應(yīng)用

在學(xué)習(xí)“生物體的結(jié)構(gòu)層次”這一課程內(nèi)容時，生物學(xué)教師首先要引導(dǎo)學(xué)生對之前學(xué)習(xí)的關(guān)于動物組織的分類和實(shí)際案例進(jìn)行簡單復(fù)習(xí)，并且在生物體細(xì)胞結(jié)構(gòu)講解之前，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生回想動物體結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生從生活角度，對器官有最為直接的感知。學(xué)生基于自己了解和掌握的器官從內(nèi)到外的結(jié)構(gòu)，再按照組織的分類特點(diǎn)，分析器官中不同組織的分布位置，并了解基本功能，從而形成關(guān)于器官的概念。在課程教學(xué)之前利用簡單的方法對之前學(xué)習(xí)的舊知識進(jìn)行回顧，組織學(xué)生實(shí)際動手解剖動物器官，如雞翅膀，對教師提出的問題進(jìn)行思考，再回歸到課本中，通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)可以使得學(xué)生有興趣對生物學(xué)知識進(jìn)行主動探究和合作分析，在不知不覺中掌握生物學(xué)知識，提高動手能力和觀察能力。在學(xué)習(xí)“植物的生殖和發(fā)育”這一課程內(nèi)容時，生物學(xué)教師可將多肉植物的扦插分類、原理和所需要使用的材料講解給學(xué)生，與此同時，還可以讓學(xué)生根據(jù)自己學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行實(shí)踐活動。生物學(xué)教師利用多媒體技術(shù)將扦插的步驟按部就班地告知學(xué)生，學(xué)生將自己喜歡的多肉植物或者其他類型的植物進(jìn)行根插、莖插和葉插，使得學(xué)生在活躍、輕松的氛圍中感受和掌握生物學(xué)知識，并深刻認(rèn)識到生物學(xué)知識從生活中獲得，又服務(wù)于生活。

（二）生物學(xué)教學(xué)中的模擬模型應(yīng)用

在學(xué)習(xí)“基因的顯性和隱性”這一課程內(nèi)容時，生物學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用無色透明塑料片、藍(lán)色卡紙片等制作隱性基因和顯性基因，并通過這種方式將顯性遺傳的規(guī)律做出展示。生物學(xué)教師在引導(dǎo)學(xué)生制作這一模擬模型的時候，要從以下幾個步驟著手。

第一，告知學(xué)生顯性基因A由藍(lán)色卡片進(jìn)行代表，隱性基因a由無色透明塑料片代表。在體細(xì)胞中的基因出現(xiàn)時成雙成對，有3種基因型，分別為兩張藍(lán)色卡紙片相互疊加形成的AA，兩張無色透明塑料片相互疊加形成的aa，藍(lán)色卡片和無色透明塑料片疊加形成的Aa。從3種疊加的方式可以看出，只要有藍(lán)色卡片的分組，都能看到藍(lán)色，說明顯性基因能將隱形基因掩蓋，生物體能將顯性基因的特征表現(xiàn)出來。兩張無色透明塑料片相互疊加形成的aa看到的是無色，所以是隱性性狀。

第二步，在一張白紙上畫一個大圓圈用以表示細(xì)胞核，在圓圈中畫出成堆的長方形用以表示細(xì)胞核中成對的染色體，在長方形的相同位置粘貼紙片和塑料片，表示在成對的染色體上有成對的基因。

第三步，在每個大圓圈的下方位置畫出兩個小圓圈，用以表示生殖細(xì)胞。在生殖細(xì)胞形成的過程中，分離成對的染色體，上面的基因也會在這個環(huán)節(jié)中被分離，在每個小圓圈內(nèi)只有一個長方形，或者是藍(lán)色的卡片，或者是無色透明的塑料片。

第四步，不同的精子和卵細(xì)胞完成受精，細(xì)胞核將會發(fā)生融合現(xiàn)象，隨機(jī)結(jié)合基因，這樣會形成什么樣的后代，學(xué)生可以利用小圓圈繼續(xù)繪制。

利用模擬模型展開教學(xué)的時候，學(xué)生可以利用動手制作的方式對抽象的知識有直觀感知。染色體存在于體細(xì)胞的細(xì)胞核中，并且是成對存在的，在染色體上的基因也是成對存在的。在形成生殖細(xì)胞的環(huán)節(jié)，分開了成對的染色體，成對的基因也隨之分開。在子代形成的時候，不同精子和卵細(xì)胞相互隨機(jī)結(jié)合，基因也會自由組合。

（三）生物學(xué)教學(xué)中的圖畫模型應(yīng)用

圖畫模型主要是指結(jié)構(gòu)模型圖，這種類型的模型在生物學(xué)教材中出現(xiàn)得比較多，其中絕大多數(shù)模型圖也是生物學(xué)考試的重要內(nèi)容。圖畫模型可以幫助學(xué)生對一些看不到的生物學(xué)結(jié)構(gòu)形成認(rèn)知，深化對生物學(xué)知識的認(rèn)識和理解，并形成記憶。在課堂上，生物學(xué)教師可以指導(dǎo)學(xué)生對結(jié)構(gòu)模型圖進(jìn)行觀察，并與課本中的文字相結(jié)合，對生物中的各類結(jié)構(gòu)一一識別，對所有的結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行詳細(xì)的劃分。教師在生物學(xué)知識講解的時候分解模型圖，引導(dǎo)學(xué)生不看書本就能自行繪制出生物模型，并且將每個結(jié)構(gòu)的名稱和功能說出來。再利用圖畫模型對生物結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，分解，使得學(xué)生能圖文結(jié)合，提高記憶持久力和學(xué)習(xí)效率。畫圖是最為簡單，也是最直觀描述生物學(xué)理論知識的方式。在學(xué)習(xí)“DNA分子結(jié)構(gòu)”的時候，生物學(xué)教師就可以引導(dǎo)學(xué)生采用畫圖的方式實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建完成圖畫模型直觀地展示出DNA結(jié)構(gòu)。使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可以更加直觀地認(rèn)識和掌握DNA結(jié)構(gòu)，并且使用自己的語言將DNA結(jié)構(gòu)表述完成，提高學(xué)生理解和學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的能力，幫助學(xué)生在短時間內(nèi)清楚把握生物學(xué)知識，提高對知識的靈活運(yùn)用能力。利用圖畫模型，能有效激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生對生物學(xué)知識的求知欲，有利于提高初中生物學(xué)的課堂教學(xué)質(zhì)量，有利于促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和發(fā)展。

四、結(jié)語

在初中階段的生物學(xué)課程教學(xué)中，構(gòu)建物理模型對提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性具有積極意義。尤其是在教學(xué)設(shè)施相對比較落后的地區(qū)，生物學(xué)教師引導(dǎo)學(xué)生自行構(gòu)建物理模型，可以使得學(xué)生收獲成就感和樂趣，提高動手能力。本文從實(shí)物模型、模擬模型和圖畫模型三個角度出發(fā)，系統(tǒng)闡述在初中生物學(xué)教學(xué)中的物理模型應(yīng)用措施，旨在為實(shí)現(xiàn)初中生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量提高提供借鑒。