劉蓉蓉

摘 要：高中生物教學(xué)中，有效的教學(xué)方法之一就是構(gòu)建生物模型，它有助于學(xué)生更好地理解生物概念和原理。通過構(gòu)建生物模型，學(xué)生可以將抽象的知識轉(zhuǎn)化為具體的形象，提高學(xué)習(xí)的趣味性和可視化程度。生物模型還可以幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新意識。然而，在實(shí)際教學(xué)中，僅僅構(gòu)建生物模型是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要將其與實(shí)際生物現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行科學(xué)探究。此外，在生物模型的構(gòu)建過程中，教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維，并鼓勵學(xué)生自主設(shè)計(jì)和改進(jìn)生物模型。通過合理有效的運(yùn)用和引導(dǎo)，生物模型的構(gòu)建可以成為高中生物教學(xué)中的一種重要教學(xué)手段，促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和研究能力的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中生物；新課程；模型構(gòu)建

新課程改革背景下，高中生物教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新意識。構(gòu)建生物模型是一種重要的教學(xué)方法，可以幫助學(xué)生更好地理解生物概念與原理，并能夠應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)和研究。因此，新課程改革提出了發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的目標(biāo)，并強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動性和參與性。高中生物教學(xué)需要通過創(chuàng)設(shè)適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境和教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。構(gòu)建生物模型作為一種重要的教學(xué)手段，可以幫助學(xué)生更好地理解抽象的生物概念和原理，提高學(xué)生的思維方式和動手能力。本文將結(jié)合課堂實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討高中生物模型的構(gòu)建方法和實(shí)施效果，并分析其在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和研究能力方面的作用。

一、高中生物教學(xué)存在的問題

（一）知識記憶和應(yīng)用分離

在傳統(tǒng)的高中生物教學(xué)中，往往注重對知識的記憶和理解，忽視了對知識的應(yīng)用和實(shí)踐。學(xué)生通過死記硬背來掌握大量的生物知識，卻無法將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際生活和科學(xué)研究中。這使得學(xué)生對生物的興趣和動機(jī)降低，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。同時，生物知識的應(yīng)用也是考試和綜合評價的重要內(nèi)容，不僅僅是知識的掌握程度，更是學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問題能力的重要途徑。

（二）抽象概念難以理解

高中生物學(xué)科涉及許多抽象的概念和原理，如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)等。學(xué)生往往難以把握這些抽象的概念，因?yàn)樗鼈儫o法直接觀察和感知。僅僅通過教科書和講解的方式，學(xué)生很難深刻理解這些概念的含義和應(yīng)用。這導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)科內(nèi)容的理解程度有限，缺乏對生物原理的整體把握和系統(tǒng)思考能力。

（三）實(shí)驗(yàn)操作技能的欠缺

生物學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和探究能力的重要途徑。然而，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，學(xué)生往往缺乏對實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和技能，無法獨(dú)立設(shè)計(jì)和完成生物實(shí)驗(yàn)。這不僅限制了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，還影響了學(xué)生對生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解和分析能力。實(shí)驗(yàn)操作的欠缺也使得學(xué)生對科學(xué)研究的興趣和動機(jī)降低，無法體驗(yàn)到科學(xué)研究的樂趣和成就感。

（四）缺乏科學(xué)研究能力的培養(yǎng)

高中生物教學(xué)應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新意識，但是在實(shí)際教學(xué)中，往往缺乏對學(xué)生科學(xué)研究能力的培養(yǎng)，學(xué)生缺乏科學(xué)研究的基本方法和技能，無法進(jìn)行科學(xué)思辨和科學(xué)實(shí)踐，僅僅停留在對知識的接受和應(yīng)用層面，缺乏對生物問題的探究和深入思考。這使得學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和科學(xué)研究能力無法全面發(fā)展，無法適應(yīng)未來科學(xué)發(fā)展的需求。

二、新課程背景下高中生物模型構(gòu)建的優(yōu)勢

（一）增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度

基于新課程的生物模型構(gòu)建能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更加主動地參與學(xué)習(xí)過程。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相比，生物模型具有形象直觀的特點(diǎn)，可以幫助學(xué)生更好地理解和記憶生物知識。通過親自動手構(gòu)建和操作模型，學(xué)生可以親身體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀察的過程，感受到科學(xué)的樂趣和挑戰(zhàn)。這種積極參與和互動能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生更加主動地掌握和運(yùn)用生物知識。

（二）促進(jìn)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展

基于新課程的生物模型構(gòu)建有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。在模型構(gòu)建的過程中，學(xué)生需要運(yùn)用科學(xué)的方法和思維方式，進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，從而解決問題和探索新的知識。通過分析和比較不同模型的優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)生可以培養(yǎng)系統(tǒng)思維和創(chuàng)新意識。同時，學(xué)生還可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和思維進(jìn)行創(chuàng)新，提出新的觀點(diǎn)和解決方法。通過思維訓(xùn)練對學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)造性思維和解決問題能力進(jìn)行培養(yǎng)，為未來的學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)[1]。

（三）拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，提高合作能力

基于新課程的生物模型構(gòu)建能夠拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，提高合作能力。構(gòu)建生物模型需要學(xué)生進(jìn)行大量的背景知識搜索和信息整合，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館等渠道獲取相關(guān)的資料和信息，了解不同領(lǐng)域的研究進(jìn)展和應(yīng)用。此外，學(xué)生還可以與同學(xué)共同合作，通過討論和交流，分享自己的構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)和成果，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力，提高學(xué)生解決復(fù)雜問題并創(chuàng)新的能力。

（四）提高高中生物教育的實(shí)效性和可持續(xù)性

基于新課程的生物模型構(gòu)建能夠提高高中生物教育的實(shí)效性和可持續(xù)性。傳統(tǒng)的教學(xué)方式往往依賴于教師的講解和學(xué)生的聽課，學(xué)生容易遺忘所學(xué)的知識。而生物模型具有形象直觀的特點(diǎn)，可以幫助學(xué)生更好地理解和記憶生物知識。通過構(gòu)建生物模型，學(xué)生可以將抽象的概念轉(zhuǎn)化為具體的形象，加深對生物知識的理解和記憶。此外，學(xué)生還可以通過拍攝照片或錄制視頻，進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識。這種新穎的學(xué)習(xí)方式能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)興趣，為高中生物教育的實(shí)效性和可持續(xù)性提供支持。

三、新課程背景下高中生物模型構(gòu)建的策略

（一）以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)促進(jìn)模型的構(gòu)建

以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，通過設(shè)疑啟發(fā)學(xué)生思考，促使學(xué)生積極主動地探索和發(fā)現(xiàn)知識。在高中生物教學(xué)中，以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)具有重要的意義。首先，以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們更加主動地參與到學(xué)習(xí)中來。其次，以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實(shí)踐能力，幫助他們理解和掌握生物知識。最后，以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，提高他們解決問題的能力[2]。

以“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”為例，教師可以設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，通過控制不同因素的變化來觀察DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定性。具體操作步驟如下：①準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：DNA樣本、不同濃度的鹽溶液、不同溫度的水浴、顯微鏡等。②實(shí)驗(yàn)操作：將DNA樣本分別放入不同濃度的鹽溶液中，觀察DNA的結(jié)構(gòu)變化；將DNA樣本分別放入不同溫度的水浴中，觀察DNA的結(jié)構(gòu)變化。③實(shí)驗(yàn)結(jié)果：學(xué)生通過顯微鏡觀察和記錄DNA的結(jié)構(gòu)變化，通過數(shù)據(jù)比較和分析，得出對于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)形成和穩(wěn)定的影響因素。④結(jié)果分析與總結(jié)：學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較和總結(jié)，分析不同因素對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的影響。他們可以得出結(jié)論：鹽溶液濃度和溫度的變化會影響DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定性。通過以上的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生不僅可以觀察和記錄DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的變化，還可以通過數(shù)據(jù)分析和總結(jié)得出對于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的影響因素。這種以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式既可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)踐能力，又可以幫助他們更好地理解和掌握DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，并可以培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)踐能力，還可以更加深入地理解和掌握相關(guān)的知識，更好地理解模型的構(gòu)建。

（二）引入具體實(shí)例和圖像化技術(shù)了解模型的構(gòu)建方法

為了幫助學(xué)生理解抽象概念，教師可以引入具體實(shí)例和圖像化技術(shù)，將抽象的概念轉(zhuǎn)化為形象的形式。例如：在教授遺傳規(guī)律時，可以通過引入家族遺傳的實(shí)例，讓學(xué)生了解基因的傳遞規(guī)律和基因型與表型的關(guān)系。同時，教師還可以使用動畫、模型、幻燈片等圖像化技術(shù)，將細(xì)胞結(jié)構(gòu)、遺傳規(guī)律等抽象的概念呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生更直觀地理解和記憶相關(guān)知識。在基于新課程下的高中生物模型構(gòu)建中，引入具體實(shí)例和圖像化技術(shù)可以幫助學(xué)生更好地理解和記憶達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說。通過具體實(shí)例和圖像化的方式，學(xué)生可以更加直觀地理解自然選擇的原理和作用。達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說是生物學(xué)中非常重要的一種理論，它認(rèn)為物種的適應(yīng)性是由于自然選擇的作用，有利于適應(yīng)環(huán)境的個體有更大的生存和繁殖機(jī)會，進(jìn)而使適應(yīng)性特征在物種中逐漸積累。為了幫助學(xué)生理解自然選擇的原理，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)例構(gòu)建模型，以圖像化的方式展示自然選擇的過程。

例如：教師可以選擇一種具有明顯適應(yīng)性特征的動物或植物，如長頸鹿或麥角菌。以長頸鹿為例，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用不同長度的木棒代表長頸鹿的頸部，然后模擬食物的高度進(jìn)行選擇。在模型中，學(xué)生可以觀察到食物位于不同高度的情況下，長頸鹿頸部長度對食物獲取的影響。通過這個簡單的模型，學(xué)生可以直觀地看到適應(yīng)性特征對生存和繁殖的重要性，進(jìn)而理解自然選擇的原理。此外，教師還可以運(yùn)用圖像化技術(shù)，如圖示和動畫，以進(jìn)一步幫助學(xué)生理解和記憶自然選擇的原理。通過圖示展示不同環(huán)境條件下物種適應(yīng)性特征的變化，可以讓學(xué)生更加直觀地了解適應(yīng)性特征如何隨著環(huán)境的改變而改變。通過動畫展示物種在不同環(huán)境中的競爭和繁殖過程，可以幫助學(xué)生更好地理解自然選擇的作用和結(jié)果。例如：通過展示鳥嘴的形狀和種子的類型，學(xué)生可以了解鳥嘴形狀對不同種子的獲取能力的影響。通過觀察不同鳥嘴形狀的鳥類如何在不同環(huán)境中選擇適合自己的食物，學(xué)生可以更加直觀地了解自然選擇如何推動物種適應(yīng)環(huán)境。學(xué)生通過親自操作模型、觀察圖像和動畫，能夠?qū)⒊橄蟮母拍钷D(zhuǎn)化為具體的形象，加深對自然選擇的理解和記憶。這種圖像化的教學(xué)方法不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，還能夠幫助學(xué)生更好地掌握和運(yùn)用生物知識，了解模型的構(gòu)建方法。

（三）實(shí)驗(yàn)操作與理論知識結(jié)合

將實(shí)驗(yàn)操作與理論知識的學(xué)習(xí)結(jié)合起來，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)踐能力。在教學(xué)過程中，在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)一系列有針對性的實(shí)驗(yàn)，放心大膽地讓學(xué)生動手操作：觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并將其與理論知識進(jìn)行對比和驗(yàn)證。通過實(shí)際操作，學(xué)生不僅能夠加深對生物知識的理解，也能培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的能力。在新課程背景下，高中生物課程強(qiáng)調(diào)了理論知識與實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)合，以幫助學(xué)生更好地理解和掌握生物的基本原理和概念。

以“J型曲線變化”為例，教師可以設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，通過控制不同因素的變化來觀察J型曲線的變化。教師需要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：營養(yǎng)物質(zhì)溶液、細(xì)菌培養(yǎng)皿、恒溫水浴、顯微鏡等。將營養(yǎng)物質(zhì)溶液放入不同的細(xì)菌培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)條件相同。分別在不同時間點(diǎn)取樣觀察細(xì)菌數(shù)量的變化。學(xué)生通過觀察和記錄細(xì)菌數(shù)量的變化，繪制J型曲線圖。通過數(shù)據(jù)比較和分析，得出影響J型曲線變化的因素。學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較和總結(jié)，分析不同因素對J型曲線變化的影響。他們可以得出結(jié)論：營養(yǎng)物質(zhì)的濃度是影響J型曲線變化的重要因素。通過操作，學(xué)生不僅可以觀察和記錄J型曲線的變化，還可以通過數(shù)據(jù)分析和總結(jié)得出影響J型曲線變化的因素。然后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過理論知識來解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步加深學(xué)生對J型曲線變化的理解。在這個案例中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到營養(yǎng)物質(zhì)濃度對細(xì)菌生長的影響，從而理解J型曲線變化的原因和機(jī)制。

（四）科學(xué)研究項(xiàng)目的開展完善模型構(gòu)建

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力和科學(xué)思維，教師可以組織學(xué)生開展科學(xué)研究項(xiàng)目。例如：在生態(tài)系統(tǒng)的教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生選擇一個具體的生態(tài)問題，設(shè)計(jì)實(shí)地考察、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)，進(jìn)行科學(xué)研究和探究。通過實(shí)際的科學(xué)研究，學(xué)生能夠培養(yǎng)科學(xué)思辨、問題解決和團(tuán)隊(duì)合作等能力，提高學(xué)生的科學(xué)研究素養(yǎng)。在新課程背景下的高中生物模型構(gòu)建中，科學(xué)研究項(xiàng)目的開展可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)思維。

以“細(xì)胞膜的流動線鑲嵌模型”為例，細(xì)胞膜是細(xì)胞的外界界面，具有多種重要功能，如維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的穩(wěn)定、物質(zhì)的運(yùn)輸和信號的傳遞等。在新課程背景下，引入細(xì)胞膜的流動線鑲嵌模型可以幫助學(xué)生更好地理解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建一個細(xì)胞膜的流動線鑲嵌模型。學(xué)生可以使用不同顏色的線或細(xì)棒代表脂質(zhì)雙層，將這些線或細(xì)棒進(jìn)行交叉排列，形成網(wǎng)格狀的結(jié)構(gòu)。然后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析模型中細(xì)胞膜的流動線的變化和運(yùn)動方式。通過實(shí)驗(yàn)和觀察，學(xué)生可以了解細(xì)胞膜的流動性和動態(tài)結(jié)構(gòu)。其次，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出問題和假設(shè)，進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和分析。例如：學(xué)生可以研究細(xì)胞膜的流動線對不同環(huán)境因素的響應(yīng)，觀察流動線在不同溫度、pH值或離子濃度下的變化。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析，學(xué)生可以探究細(xì)胞膜的流動線鑲嵌模型的特點(diǎn)和功能。為了進(jìn)一步提高研究項(xiàng)目的可行性和科學(xué)性，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研和數(shù)據(jù)分析，了解前人的研究成果和思路。學(xué)生可以通過檢索相關(guān)的科學(xué)文獻(xiàn)和資料，了解細(xì)胞膜流動線的鑲嵌模型研究進(jìn)展，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)討論和解釋。這樣的科學(xué)研究項(xiàng)目可以幫助學(xué)生深入理解細(xì)胞膜的流動線鑲嵌模型，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，進(jìn)一步完善模型的構(gòu)建原理。

結(jié)束語

總之，新課程背景下的高中生物教學(xué)，可以采取以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)、引入具體實(shí)例和圖像化技術(shù)、實(shí)驗(yàn)操作與理論知識的結(jié)合以及科學(xué)研究項(xiàng)目的開展等策略來構(gòu)建生物模型。這些策略旨在提高學(xué)生對生物學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，幫助學(xué)生理解抽象概念，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)研究能力。

參考文獻(xiàn)

[1]丁健峰.分析高中生物新課程中的模型、模型方法及模型建構(gòu)[J].中國多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報（下旬刊），2023（3）：46-48.

[2]蔡霞.高中生物新課程中的模型建構(gòu)[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師教育），2019（12）：70.