丁海華

新課標(biāo)提出核心素養(yǎng)的培育要求，強調(diào)教師應(yīng)充分發(fā)揮生物學(xué)科育人價值，以培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)為目標(biāo)，制定生物課程育人計劃。核心素養(yǎng)背景下傳統(tǒng)生物教學(xué)方式已然無法滿足教育教學(xué)基本需求。模型建構(gòu)教學(xué)是一種帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷模型建構(gòu)過程，并實現(xiàn)教育教學(xué)的課堂育人模式。與以往的教學(xué)形式相比，模型建構(gòu)過程更有助于發(fā)展高中生創(chuàng)新思維和實踐能力，也能在某種程度上強化課堂育人效率和質(zhì)量。為此在核心素養(yǎng)背景下，將模型建構(gòu)教學(xué)融到高中生物課堂勢在必行。

一、高中生物模型建構(gòu)教學(xué)價值

在高中生物課堂中模型建構(gòu)教學(xué)方法是其中重要組成部分。模型建構(gòu)可將復(fù)雜、煩瑣的知識內(nèi)容進行直觀化、簡單化處理，有助于提升學(xué)生思維水平、創(chuàng)新意識等多項能力。具體而言，關(guān)于高中生物模型建構(gòu)教學(xué)價值，具體包括以下幾個方面：

（一）提升思維水平與學(xué)習(xí)興趣

受到高考壓力影響，傳統(tǒng)的高中生物教學(xué)多以灌輸式教育為主，即教師講、學(xué)生聽。雖然此方式也在某種程度上可提升高中生的學(xué)科成績，但卻忽略了學(xué)生核心素養(yǎng)水平的培養(yǎng)。核心素養(yǎng)更檢驗學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力，而模型建構(gòu)教學(xué)與傳統(tǒng)育人方法存在較大差異。本質(zhì)意義上模型建構(gòu)過程可帶領(lǐng)學(xué)生參與到發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的過程中，有助于驅(qū)動其完成科學(xué)探究，并逐步實現(xiàn)科學(xué)思維的培育目標(biāo)。同時，相較于單一的教學(xué)方法，模型建構(gòu)教學(xué)涉及多個環(huán)節(jié)，帶有較強的趣味性特征。將模型建構(gòu)教學(xué)融入到高中生物課堂，可在吸引學(xué)生注意力，調(diào)動其學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，向?qū)W生提供更多思維拓展空間，也能創(chuàng)造出諸多實踐機會，為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究意識奠定基礎(chǔ)。

（二）強化概念理解與信息處理能力

在生物課程的學(xué)習(xí)中，概念是學(xué)生判斷并推理生物現(xiàn)象的核心所在，也是學(xué)生把握生物規(guī)律的重要基礎(chǔ)。但基于高中生物知識特點來看，帶有較強的抽象化特征，并且高中生物概念內(nèi)容較多，易引起學(xué)生出現(xiàn)理解困難。結(jié)合模型的多種類型來看，包括概念模型內(nèi)容，基于此模型開展生物概念知識的講解，可加深學(xué)生對生物概念的認(rèn)知，更能豐富其認(rèn)知儲備，為推進學(xué)生在生物領(lǐng)域的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。除此之外，在模型構(gòu)建的過程中，學(xué)生需要經(jīng)歷收集和處理信息的過程，面對大量的信息，學(xué)生需要準(zhǔn)確區(qū)分并了解不同信息的作用和意義，此過程也在某種程度上鍛煉高中生信息處理能力，達(dá)到拓展其學(xué)習(xí)視野、強化學(xué)生核心素養(yǎng)水平的目的。

（三）培養(yǎng)創(chuàng)新與建模能力

模型建構(gòu)過程大多需要經(jīng)歷多個階段，包括動手實踐、交流互動、評價改進和自主實踐等，這些過程均有助于培養(yǎng)高中生的科學(xué)精神，增強其創(chuàng)新和實踐能力。同時，模型建構(gòu)并非一蹴而就，學(xué)生需要在形成建模思維基礎(chǔ)上，把握建模技巧，即掌握建模中需具備的知識、理論和技能，最終完成模型的建立。此期間也在無形之中提升學(xué)生的建模思維和水平，提升其解決問題的能力，為推進學(xué)生在生物領(lǐng)域的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、基于核心素養(yǎng)的高中生物模型建構(gòu)教學(xué)策略

新課標(biāo)背景下提出培養(yǎng)高中生核心素養(yǎng)的相關(guān)要求，傳統(tǒng)教學(xué)方式已然無法滿足高中生學(xué)習(xí)需要，如何以發(fā)展高中生核心素養(yǎng)為基本準(zhǔn)則制定生物課程教學(xué)計劃，已然成為每位教師亟待思考并解決的問題。結(jié)合上述研究不難發(fā)現(xiàn)，模型的建構(gòu)符合生物研究特征，可直觀化展現(xiàn)生物課程內(nèi)容，并且模型分為多種類型，可逐一對應(yīng)不同的生物知識點，在增強高中生生物學(xué)習(xí)能力的同時，為提升其學(xué)科核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)?；诖?，以下立足核心素養(yǎng)視角，制定關(guān)于生物模型建構(gòu)教學(xué)的實施方法。

（一）構(gòu)建概念模型，引導(dǎo)思維發(fā)展

所謂概念模型，即學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者通過逐步探索、認(rèn)知，在理解過程中對概念有著具體理解、對其相關(guān)內(nèi)容有著相對完善認(rèn)知的輔助方式。概念相對抽象，且學(xué)習(xí)者的理解能力、方式有所差異，因此對概念的理解往往有著不同的認(rèn)知，但需要注意的是雖然過程存在差異，但結(jié)果應(yīng)是相同的，即學(xué)習(xí)者能夠通過自己的方式了解知識、掌握概念。從教師角度展開分析，概念對于學(xué)生而言較為抽象，尤其是初次接觸相關(guān)知識的學(xué)生。生物知識中的概念較為多樣并且存在變化，同一概念往往在不同領(lǐng)域有著完全不同的應(yīng)用方式。從這一角度而言，教師若想引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)有效學(xué)習(xí)，還需使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中完善理解概念、靈活運用概念。因此，教師需結(jié)合學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求，立足于教材對概念進行解構(gòu)，將其從知識結(jié)構(gòu)的角度進行拆分，通過適當(dāng)具象化的方式構(gòu)建模型，引導(dǎo)學(xué)生在抽象——具象——抽象的學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)有效理解。

如以“體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)之間的關(guān)系”的教學(xué)過程為例，該內(nèi)容中抽象概念相對較多，教師首先講授相關(guān)概念，并且在此過程中引導(dǎo)學(xué)生展開理解。為幫助學(xué)生理解，教師可展示血糖調(diào)節(jié)的過程，并且引導(dǎo)學(xué)生從具象角度構(gòu)建生物概念模型，即人體中血糖調(diào)節(jié)的過程，該過程中人體各個結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的作用。在學(xué)生學(xué)習(xí)此類知識后，教師可適當(dāng)加入情境內(nèi)容，即從個人生活角度分析如何實現(xiàn)健康生活，即從血糖調(diào)節(jié)的角度分析人體飲食、生活習(xí)慣是否會對血糖調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響，若想避免影響，應(yīng)該如何實現(xiàn)對生活習(xí)慣、飲食習(xí)慣的調(diào)整。教師可將相關(guān)內(nèi)容從圖示的角度展開引導(dǎo)，并且鼓勵學(xué)生通過制作圖示的方式（如思維導(dǎo)圖）分析過程，具象化呈現(xiàn)思維邏輯，形成更為客觀、清晰的學(xué)習(xí)思路。從生物教學(xué)的角度分析，生物學(xué)科中的相關(guān)知識雖然較為抽象，學(xué)生理解有著一定的難度，但隨著教師的引導(dǎo)，學(xué)生得以逐漸“抽絲剝繭”般地進行學(xué)習(xí)，更能夠在學(xué)習(xí)過程中逐漸掌握概念。教師應(yīng)該重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，在思路方面引導(dǎo)學(xué)生自由思考，形成開放的思想意識，不限制學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與思路發(fā)散方向，給予學(xué)生更為開放的學(xué)習(xí)空間。這種基于情境將生物知識延伸至生活的方式不僅能使學(xué)生將生物知識與生活、與個人結(jié)合，更為學(xué)生將知識有效應(yīng)用提供空間，鼓勵其在學(xué)習(xí)過程中解決生活實際問題，不僅能夠掌握知識，更基于現(xiàn)有知識、以往所學(xué)知識，使學(xué)生對生物知識有著更為深入地認(rèn)識，并且在學(xué)習(xí)過程中加深興趣，為未來的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

（二）形成物理模型，發(fā)展綜合學(xué)習(xí)能力

在高中生物教學(xué)中，由物理、概念和數(shù)學(xué)模型，形成生物模型教學(xué)體系，與數(shù)學(xué)和概念模型不同之處在于物理模型又分為兩種，分別為靜態(tài)和動態(tài)兩種模型。具體而言，在生物課堂中學(xué)生需要掌握一些靜態(tài)的知識內(nèi)容，如染色體和光合作用概念等，此類知識對學(xué)生思維能力要求較高。也就是說僅通過強硬的背誦方式完成概念記憶，較容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)理解問題，甚至引起思維僵化。這種情況下可帶領(lǐng)學(xué)生一同制作靜態(tài)物理模型，將原本抽象化的知識內(nèi)容以模型的方式呈現(xiàn)。同時帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷制作模型的過程，也能在某種程度上鍛煉其學(xué)習(xí)思維，達(dá)到增強記憶力的目的。

如以“生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”一課教學(xué)為例，本課教學(xué)重點在于幫助學(xué)生掌握細(xì)胞中蛋白質(zhì)的含量，了解構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要元素，并形成對蛋白質(zhì)、氨基酸結(jié)構(gòu)的基本概念認(rèn)知。在模型建構(gòu)教學(xué)前，教師可以問題導(dǎo)學(xué)的形式引入本課標(biāo)題，并詢問學(xué)生：“從實際生活的角度來看，為何每人每天需要攝入一定量的蛋白質(zhì)？”由此驅(qū)動學(xué)生產(chǎn)生對蛋白質(zhì)的思考，使其能夠形成對本課教學(xué)核心內(nèi)容的初步認(rèn)知。在學(xué)生進入思考狀態(tài)后，教師可組織學(xué)生分為不同小組，并提供構(gòu)建蛋白質(zhì)實物靜態(tài)模型的相關(guān)材料，同步展現(xiàn)氨基酸的結(jié)構(gòu)圖片，組織學(xué)生結(jié)合圖片和相關(guān)材料，完成模型的建構(gòu)。在建構(gòu)完成后，組織學(xué)生從模型的角度出發(fā)，概述氨基酸和蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，由此引出人體對氨基酸的需求，使學(xué)生能夠形成對蛋白質(zhì)全新的認(rèn)識。為深化學(xué)生記憶，還可組織學(xué)生按照步驟拆解模型材料，并在重組和拆解中分析多種氨基酸搭配中，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生變化，由此直觀展現(xiàn)蛋白質(zhì)功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，為深化學(xué)生對生物知識的掌握奠定基礎(chǔ)。此方式不僅有助于提升高中生生物理解能力和思維水平，更能發(fā)展其生物觀念，為培養(yǎng)其生物核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

（三）建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，解讀導(dǎo)向認(rèn)知

從高中生物教學(xué)的內(nèi)容展開分析，教學(xué)過程中教師可基于學(xué)科知識，嘗試從跨學(xué)科角度實現(xiàn)對模型的建構(gòu)，并以此展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展。舉例分析，數(shù)學(xué)與生物學(xué)科之間的聯(lián)系較為密切，而這可作為教師基于模型建構(gòu)展開教學(xué)的思路，通過數(shù)學(xué)思維嘗試建構(gòu)生物模型，并由此展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生分析與思考。需要注意的是教師還需在教學(xué)過程中切實根據(jù)生物現(xiàn)象展開分析，由此實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計，并且在模型的建構(gòu)與引導(dǎo)過程中使學(xué)生能夠基于獨立思考，深入挖掘生物現(xiàn)象的內(nèi)在本質(zhì)，以此達(dá)成從數(shù)學(xué)角度、數(shù)量角度分析生物的相關(guān)知識，理解生命現(xiàn)象，并實現(xiàn)有效學(xué)習(xí)，掌握知識并且實現(xiàn)認(rèn)知水平的提升。簡而言之，便是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，并且在模型建構(gòu)中實現(xiàn)對學(xué)生的引導(dǎo)，使其能夠通過思考認(rèn)知生物知識，并吸收知識，最終加以融會貫通。

以實際教學(xué)案例展開分析，在“酶的特性”的教學(xué)過程中，教師應(yīng)切實根據(jù)學(xué)生現(xiàn)狀展開引導(dǎo)，嘗試立足于學(xué)生角度分析“酶發(fā)生作用”的原理及其所包含的內(nèi)容，即怎樣的條件適合酶發(fā)生作用，不同的酶在發(fā)生作用的過程中有著怎樣的差異，在“發(fā)揮作用”這一現(xiàn)象的達(dá)成過程中需要怎樣的條件。教師可將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動的過程以“猜想-設(shè)計方案-實踐操作證明”的邏輯展開。當(dāng)教學(xué)開始時，教師引導(dǎo)學(xué)生借助酶傳感器、數(shù)據(jù)采集器等設(shè)備實現(xiàn)引導(dǎo)，并且鼓勵學(xué)生大膽猜想，探索酶發(fā)生作用的因素。當(dāng)學(xué)生嘗試根據(jù)猜想提出假設(shè)時，教師便可向?qū)W生介紹相關(guān)的器械與操作方式，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的猜想設(shè)計方案。在這種情況下，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)pH值、溫度是影響酶產(chǎn)生作用的條件，影響其活性，而教師的引導(dǎo)亦可從數(shù)學(xué)思維模型的建構(gòu)角度實現(xiàn)，即在學(xué)生實踐嘗試的過程中，引導(dǎo)學(xué)生主動記錄數(shù)據(jù)并形成直觀的圖表，以此支撐思維模型的展開，從引導(dǎo)角度使學(xué)生主觀注意到數(shù)據(jù)變化帶來的現(xiàn)象變化，將學(xué)生的思維從觀察到的現(xiàn)象轉(zhuǎn)移到“數(shù)據(jù)變化”這一關(guān)鍵點上，根據(jù)猜想、假設(shè)與實踐，從實際的數(shù)據(jù)變化闡釋問題。這種方式還可應(yīng)用至其他內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，如“光合作用的原理和應(yīng)用”中，教師可基于數(shù)據(jù)，從光合作用在不同時間段曲線圖實現(xiàn)對學(xué)生的引導(dǎo)，從數(shù)據(jù)形成的圖示角度幫助學(xué)生了解相關(guān)信息，引導(dǎo)學(xué)生解讀圖示，即“為什么會出現(xiàn)變化”，從中揭示光合作用與呼吸作用的強度一致性與時間的關(guān)聯(lián)，進而從生物角度分析植物處于此環(huán)境中將會出現(xiàn)何種變化。由此，學(xué)生既能從實際信息中了解相關(guān)內(nèi)容，更能在數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)中，即從數(shù)學(xué)角度進一步對生物知識進行深刻理解。

核心素養(yǎng)背景下，在高中生物課堂中引入模型建構(gòu)教學(xué)，可在發(fā)展高中生創(chuàng)新、實踐等多項能力的同時，提升其核心素養(yǎng)水平。但模型建構(gòu)教學(xué)的實施并非一蹴而就，如何凸顯模型建構(gòu)教學(xué)價值，如何迎合核心素養(yǎng)下高中生物育人要求，成為每位教師亟待思考并解決的問題。教師需要在掌握模型建構(gòu)含義基礎(chǔ)上，了解高中生物模型建構(gòu)教學(xué)的類型。同時分析在高中生物課堂中實施建模教學(xué)的意義。最終以發(fā)展高中生核心素養(yǎng)為目的，將物理、概念、數(shù)學(xué)模型融合到高中生物教學(xué)活動中，為提升高中生綜合學(xué)習(xí)能力，助力學(xué)生在生物領(lǐng)域的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。