摘 要：在新課程改革背景下，為落實立德樹人根本任務(wù)，突出學(xué)科育人價值，促進學(xué)生全面發(fā)展，在高中生物學(xué)教學(xué)中實施模型建構(gòu)對于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用?；诖耍恼乱源龠M學(xué)生全面發(fā)展為目的，采取案例分析等方法，對高中生物學(xué)教學(xué)中模型建構(gòu)的價值與實踐進行探析，并從以下幾個方面提出參考建議，即調(diào)動學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生形象思維；啟發(fā)理性思考，促進學(xué)生整合知識；增強問題意識，促進學(xué)生創(chuàng)新探索；促進共同學(xué)習(xí)，提升學(xué)生合作能力。

關(guān)鍵詞：高中生物學(xué)；模型建構(gòu)；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：2097-1737（2024）27-0082-03

高中生物學(xué)課程中包含著各種各樣的模型，如細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、細胞分裂過程中的DNA和染色體的數(shù)量變化曲線、種群數(shù)量的變化曲線、呼吸作用和光合作用等過程圖解、血糖平衡調(diào)節(jié)模型等。這些模型有的是物理模型，有的是數(shù)學(xué)模型，還有的是概念模型。在高中生物學(xué)課堂中應(yīng)用模型建構(gòu)的方法實施教學(xué)，不僅可以使抽象的生物學(xué)概念具體化，使零碎的生物學(xué)知識系統(tǒng)化，提高生物學(xué)實驗的可操作性，還可以真正體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的探究和合作學(xué)習(xí)能力，促進學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的發(fā)展。基于此，在新課程改革背景下，高中生物學(xué)教師應(yīng)明確模型建構(gòu)的教學(xué)價值，并展開實踐探索，以促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展[1]。

一、通過模型建構(gòu)，調(diào)動學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生形象思維

生物學(xué)模型作為一種現(xiàn)代科學(xué)認知工具和思維模式，其所承載的觀念和印象對學(xué)生而言，不僅是獲取知識的基礎(chǔ)條件，還是其認知結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在生物學(xué)教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用價值和意義[2]。在高中生物學(xué)理論知識的教學(xué)中，單調(diào)的灌輸講解不僅難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還會影響學(xué)生對抽象理論知識的認識。各類生物學(xué)模型中包含著豐富的理論知識，教師可以通過模型建構(gòu)啟發(fā)學(xué)生的形象思維，促使其在對比分析中提煉、歸納生物學(xué)知識，進而提升學(xué)生對生物學(xué)的探究興趣。

例如，“細胞的基本結(jié)構(gòu)”一課涉及“細胞膜”“細胞器”“細胞核”等概念，為了降低學(xué)習(xí)難度，引導(dǎo)學(xué)生對其產(chǎn)生直觀認識，教師應(yīng)積極建構(gòu)物理模型，以啟發(fā)學(xué)生的理性思考和自主探究。在講解細胞膜結(jié)構(gòu)的過程中，教師可利用超輕黏土演示制作模型的過程，同時潛移默化地滲透生物學(xué)知識，促使學(xué)生思考細胞膜的功能。為幫助學(xué)生感知模型與知識之間的聯(lián)系，教師可一邊制作，一邊提問：“根據(jù)教材知識，你認為細胞膜應(yīng)該具備哪些結(jié)構(gòu)？”學(xué)生通過閱讀教材給出答案后，教師再利用材料制作磷脂雙分子層，以形成細胞膜的骨架，并在磷脂雙分子層上以多種方式鑲嵌蛋白質(zhì)和糖類。這樣就將這些抽象的知識點以直觀的方式呈現(xiàn)了出來，同時鍛煉了學(xué)生的理性思維能力。同時，教師還可引導(dǎo)學(xué)生通過觀察模型磷脂分子之間的距離反思該模型是否合理，進而深化學(xué)生對細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的認知。

在講解細胞器結(jié)構(gòu)的過程中，教師可繼續(xù)利用超輕黏土制作物理模型，并給予學(xué)生更多的參與機會，

鼓勵學(xué)生根據(jù)大小比例和結(jié)構(gòu)特點制作各種細胞器，

并將其合理擺放到細胞內(nèi)，利用這個細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模型闡述分泌蛋白的合成和運輸過程，進而體會細胞器之間的分工合作。在講解細胞核結(jié)構(gòu)的過程中，教師可將模型建構(gòu)的主動權(quán)交給學(xué)生，并為其提供相應(yīng)的材料，要求學(xué)生按照之前的教學(xué)步驟自主設(shè)計，并通過模型建構(gòu)熟練掌握細胞核的結(jié)構(gòu)，了解細胞核的功能。在學(xué)生完成自主設(shè)計后，教師應(yīng)為學(xué)生提供展示機會，并通過點評促使學(xué)生不斷改進、完善模型，進而促使學(xué)生結(jié)合模型歸納總結(jié)細胞核的相關(guān)知識。

綜上，在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師通過制作相關(guān)模型，用直觀的形象來表現(xiàn)抽象的結(jié)構(gòu)，能為學(xué)生呈現(xiàn)出一個多姿多彩的生物學(xué)世界，這對于提升學(xué)生的形象思維能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有重要作用。

二、通過模型建構(gòu)，啟發(fā)理性思考，促進學(xué)生整合知識

在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師可以利用概念模型提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和建構(gòu)知識體系的能力，促使學(xué)生深入理解生物學(xué)概念，并將零散的知識進行體系化建構(gòu)，形成串聯(lián)思維，加深學(xué)生對知識點的理解和記憶[3]。

例如，高一的生物學(xué)課程圍繞生命系統(tǒng)的基本單位——“細胞”全面展開。從細胞學(xué)說的建立到細胞中的物質(zhì)，再到細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)，這一系列知識雖然開闊了學(xué)生的視野，但也為他們建構(gòu)生物學(xué)知識體系帶來了挑戰(zhàn)。為應(yīng)對知識碎片化現(xiàn)象，教師需要采取有效措施來實現(xiàn)知識的有效串聯(lián)。在實際教學(xué)中，

教師應(yīng)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向進行大單元教學(xué)，實現(xiàn)化零為整。

具體而言，教師可通過建構(gòu)生物學(xué)概念模型引導(dǎo)學(xué)生深入探究生物學(xué)知識本質(zhì)，促使學(xué)生歸納和整合知識點，提高學(xué)生的理性思維能力。概念模型如知識框圖、思維導(dǎo)圖、流程圖等能夠幫助學(xué)生創(chuàng)建記憶鏈接，實現(xiàn)對知識的有效整合。例如，教師可設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生自主梳理知識脈絡(luò)，將腦海中的知識脈絡(luò)呈現(xiàn)在紙上，形成豐富多彩的概念模型。在任務(wù)的驅(qū)動下，有學(xué)生基于“細胞的基本結(jié)構(gòu)”這部分內(nèi)容繪制思維導(dǎo)圖，在導(dǎo)圖中呈現(xiàn)細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核等構(gòu)成細胞的基本結(jié)構(gòu)，并重點說明植物細胞還具有細胞壁，細胞質(zhì)包括細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞器。同時，

該生還將結(jié)構(gòu)與功能觀、部分與整體觀、系統(tǒng)觀以及發(fā)展觀等生命觀念融入其中，表達出對“細胞”這部分知識的思考。此外，還有學(xué)生繪制了“動植物細胞結(jié)構(gòu)”“組成細胞的分子”“細胞的秘密”“細胞車間”

“細胞膜結(jié)構(gòu)”“細胞分子森林”“細胞器秘密組織的成員們”等內(nèi)容豐富、形式多元的概念模型，呈現(xiàn)出了各自思維的獨特性，也實現(xiàn)了對所學(xué)知識的梳理和整合。在學(xué)生完成模型建構(gòu)后，教師可為學(xué)生搭建概念模型展示平臺，并對學(xué)生的成果做出點評，評選出最優(yōu)者，將其成果作為學(xué)生建構(gòu)知識體系的參考。

綜上，教師通過引導(dǎo)學(xué)生參與生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)與梳理，能夠促使學(xué)生理解融合在模型中的抽象知識，進而從整體上把握各部分知識的關(guān)聯(lián)性，建立有關(guān)細胞的知識體系。

三、通過模型建構(gòu)，增強問題意識，促進學(xué)生創(chuàng)新探索

將生物學(xué)知識與探索活動相結(jié)合，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還能夠促使學(xué)生實現(xiàn)創(chuàng)新探索[4]。

例如，在“DNA的結(jié)構(gòu)”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)中，教師可以DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建構(gòu)過程資料為主線設(shè)計探索活動，啟發(fā)學(xué)生進行創(chuàng)新性思考，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。在課堂教學(xué)中，教師可創(chuàng)設(shè)“為大熊貓建立戶口檔案”的情境，引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)知識，并開啟對DNA結(jié)構(gòu)的深入探索。在模型建構(gòu)這一環(huán)節(jié)，教師可為學(xué)生設(shè)計如下探索活動：

（1）建構(gòu)脫氧核苷酸模型。教師可讓學(xué)生根據(jù)相關(guān)材料構(gòu)建4種模型，體現(xiàn)10個核苷酸。要求：標注好脫氧核糖上C原子的位序，注意磷酸基團連接在幾號C原子上。學(xué)生可分組設(shè)計并展示模型，教師再根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)進一步提出問題：“四種脫氧核苷酸是如何連接的？”由此引出下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。

（2）構(gòu)建一條脫氧核苷酸鏈模型。教師可引導(dǎo)學(xué)生從之前的10個核苷酸中任意選取5個，將其連接成一條脫氧核苷酸鏈。學(xué)生分組展示模型，并發(fā)現(xiàn)在連接過程中可能出現(xiàn)的問題，同時提出疑惑，教師再據(jù)此給予解答，初步引出“DNA分子是雙鏈”的結(jié)論。

（3）構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)（兩條脫氧核苷酸構(gòu)

成）。教師可要求學(xué)生利用剩下的脫氧核苷酸構(gòu)建含兩條脫氧核苷酸鏈的DNA平面結(jié)構(gòu)。在學(xué)生分組設(shè)計、展示模型的過程中，教師可針對學(xué)生在展示結(jié)果中暴露出的問題提出質(zhì)疑，引發(fā)學(xué)生思考：DNA的兩條脫氧核苷酸鏈是如何分布的？兩條鏈中的堿基排在外側(cè)還是內(nèi)側(cè)才能讓DNA的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定？學(xué)生就此展開閱讀、討論，并在教師的啟發(fā)下進行創(chuàng)新性思考，進而理解DNA的平面結(jié)構(gòu)。

（4）建構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。教師可引導(dǎo)學(xué)生推測出一個螺旋包含的脫氧核苷酸數(shù)量，并要求學(xué)生利用DNA平面結(jié)構(gòu)完成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。此外，為引導(dǎo)學(xué)生進一步探索DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，教師可基于模型提出思考性問題：“你們制作的DNA有什么異同？你能寫出你制作的DNA片段中堿基的排列順序嗎？我們在對大熊貓個體進行準確識別，統(tǒng)計野生大熊貓種群數(shù)量、親緣關(guān)系時需要檢測DNA的哪個性質(zhì)呢？”在教師的啟發(fā)下，學(xué)生通過回顧之前模型探索、繪制的全過程，對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、多樣性和特異性進行總結(jié)，并回歸“為大熊貓建立戶口檔案”

這一問題，能夠深刻認識到生物學(xué)在社會發(fā)展中的重要作用。

綜上，在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師基于模型建構(gòu)組織實踐活動，以提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，加深學(xué)生對相關(guān)生物學(xué)知識的認識與理解，增強了學(xué)生的問題意識，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新探索能力。

四、通過模型建構(gòu)，促進共同學(xué)習(xí)，提升學(xué)生合作能力

高中生物學(xué)模型相對復(fù)雜，學(xué)生在獨立學(xué)習(xí)與探究過程中常常會遇到各種難題，而模型建構(gòu)則可引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)合作學(xué)習(xí)，因而成為教學(xué)創(chuàng)新的重要思路。在高中生物學(xué)模型建構(gòu)教學(xué)指導(dǎo)中，教師可以采用組內(nèi)分工合作、組間學(xué)習(xí)競爭的方式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的實踐參與度，從而確保學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位[5]。同時，在探究學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中，

教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生通過集思廣益對生物學(xué)理論進行拓展遷移，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力和實踐探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和合作學(xué)習(xí)能力。

例如，“細胞的結(jié)構(gòu)和功能”是重點內(nèi)容，在進行這部分內(nèi)容的教學(xué)時，模型建構(gòu)是一種有效的科學(xué)探究方法。為了讓學(xué)生全面掌握細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究能力，鍛煉學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力，教師可以組織開展以“迷你小世界，生物大魅力”為主題的生物學(xué)模型大賽。在具體活動過程中，教師可將學(xué)生進行分組，要求學(xué)生集思廣益、分工合作，

共同設(shè)計、制作出科學(xué)合理、生動有趣的生物學(xué)模型。在活動過程中，教師可指導(dǎo)組長協(xié)調(diào)內(nèi)部分工，讓每個組員都能發(fā)揮自身優(yōu)勢，積極參與模型制作。例如，

某小組通過集體討論決定制作“細胞膜的結(jié)構(gòu)與跨膜運輸”模型，并希望通過模型展現(xiàn)出細胞膜作為細胞這一基本生命系統(tǒng)的邊界所具有的將細胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質(zhì)進出細胞、進行細胞間的信息交流等功能。在小組合作中，組長需進行合理分工，而組員則要針對模型制作中存在的分歧展開討論，探討出最佳的設(shè)計方案，并完成制作任務(wù)。而后，經(jīng)小組集體推薦，組長對模型進行介紹：這一模型展現(xiàn)了細胞膜跨膜運輸功能的過程，其中在設(shè)計生物膜流動鑲嵌模型時，本組將小泡沫作為磷脂分子頭部，將紅色的毛根作為磷脂分子的疏水性尾部，用不同顏色的泡沫代表不同的蛋白質(zhì)分子，如載體蛋白、通道蛋白、糖蛋白，將淺綠色黏土作為多糖鏈，將細軟的鐵線作為連接細胞膜的細胞骨架，充分展示了細胞膜每一部分的結(jié)構(gòu)。在小組展示結(jié)束后，教師需針對小組合作學(xué)習(xí)成果給予充分的肯定，并進行獎勵，以強化學(xué)生的集體榮譽感，進一步提升他們的合作學(xué)習(xí)能力。

綜上，在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師基于模型建構(gòu)進一步發(fā)揮了小組合作學(xué)習(xí)的作用，推動了教學(xué)活動的有效開展，為學(xué)生之間的互動交流創(chuàng)造了條件，促使學(xué)生之間相互啟發(fā)、相互幫助，從而實現(xiàn)共同學(xué)習(xí)和共同發(fā)展。

五、結(jié)束語

總之，模型建構(gòu)在高中生物學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用能夠讓抽象的生物學(xué)概念直觀化、讓復(fù)雜的教學(xué)過程簡單化、讓模糊的生物學(xué)知識清晰化。在這個過程中，

學(xué)生的認知能力得到了培養(yǎng)，思維能力得到了提升，核心素養(yǎng)得到了全面發(fā)展。因此，在課程改革不斷深化的背景下，教師應(yīng)持續(xù)探索，進一步挖掘生物學(xué)模型建構(gòu)的教學(xué)價值，并通過應(yīng)用科學(xué)有效的教學(xué)策略加以體現(xiàn)，充分發(fā)揮生物學(xué)學(xué)科的育人價值。

參考文獻

張旭.高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)的價值與實踐探究[J].教學(xué)管理與教育研究，2022，7（1）：77-78.

丁志鋒.淺議模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的教學(xué)價值及策略優(yōu)化[J].中學(xué)生物學(xué)，2021，37（4）：22-24.

李冬梅.高中生物模型建構(gòu)策略探析：以“細胞的分子組成”單元為例[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2024（8）：75-78.

何國強，陳鵬.高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)的價值與實踐探析[J].成才之路，2024（7）：121-124.

黃華.高中生物模型建構(gòu)教學(xué)研究[J].高考，2023

（35）：168-170.

作者簡介：薛伊鏝（1984.12-），女，福建龍巖人，

任教于龍巖學(xué)院附屬中學(xué)，一級教師，本科學(xué)歷，曾榮獲區(qū)教師技能大賽一等獎、市教師技能大賽三等獎，被評為市教壇新秀、區(qū)先進德育工作者。