高中生物模型建构与探究性学习教学初探
- 格式:doc
- 大小:18.50 KB
- 文档页数:4
巧用模型建构突破高中生物概念教学难点一、探究式学习法结合模型建构突破教学难点高中生物概念教学中常存在着一些难点,比如细胞分裂、基因与遗传、生态系统等等。
这些概念对学生来说比较抽象和难以理解。
而利用模型建构结合探究式学习法来教学,可以很好地突破这些难点。
1. 细胞分裂细胞分裂是高中生物课程中的一个重要内容,也是学生普遍认为难以理解的内容之一。
在教学中,教师可以引导学生制作细胞分裂的模型,例如用纸板制作细胞膜和细胞器,利用橡皮泥或者其他材料模拟染色体分裂的过程。
学生在制作模型的过程中不仅可以更加直观地理解细胞分裂的过程,而且可以通过观察模型来进行探究式学习,更好地理解细胞分裂的机理。
2. 基因与遗传基因与遗传也是高中生物中的一大难点,学生往往很难理解基因的概念以及遗传规律。
在教学中,教师可以引导学生通过制作基因模型来理解基因的结构和功能,并通过模型来模拟遗传规律的过程,让学生在制作与观察模型的过程中更好地掌握遗传规律。
3. 生态系统生态系统是高中生物中的另一个重要内容,而生态系统的概念通常较为抽象,学生很难形成直观的认识。
教师可以鼓励学生利用各种材料制作生态系统模型,例如利用玻璃瓶装上各种植物和小动物,模拟生态系统的运转过程。
通过观察模型可以让学生更加直观地理解生态系统的结构和功能。
二、利用模型建构提升生物概念教学的趣味性传统的生物概念教学往往以抽象的理论知识为主,学生在学习过程中很难保持兴趣,而模型建构则可以很好地提升生物概念教学的趣味性,激发学生的学习兴趣。
1. 利用手工制作模型学生在制作模型的过程中要进行材料选择、模型设计和制作过程,这样的亲身参与可以增强学生的学习兴趣,让学生更加勤于动手、勤于思考,从而提升学习的趣味性。
2. 利用游戏化思维设计教学模型教师可以在模型建构中引入游戏化的思维,例如设计一些生物模型的拼图游戏、生物模型的小组比赛等等,让学生在制作模型的过程中能够感受到竞争和乐趣,激发学生的学习动力。
高中生物教学中的模型建构探讨模型建构是高中生物教学中的重要内容,通过模型建构,可以帮助学生更好地理解和应用生物学的知识,培养学生的科学思维能力和实践能力。
本文将探讨高中生物教学中的模型建构。
模型建构可以增强学生对生物知识的理解。
通过将抽象的概念转化为具体的模型,可以让学生更加直观地理解生物学知识。
在学习细胞结构时,可以让学生建立细胞模型,通过模型来展示细胞的不同结构和功能。
这样的模型建构可以使学生更加深入地理解细胞结构与功能之间的关系,进而更好地掌握相关知识。
模型建构可以促进学生的实践能力的培养。
生物学是一门实践性很强的学科,通过进行实验和观察,可以更好地理解生物现象和生物原理。
模型建构就是一种实践的方式,在建构模型的过程中,学生需要动手操作,进行实验和观察。
在学习遗传学时,可以让学生利用模型展示基因的遗传规律,通过模型观察基因的传递和表达。
通过这样的实践活动,可以提高学生的实践能力,使他们更好地应用生物知识解决实际问题。
模型建构可以培养学生的科学思维能力。
科学思维是指思考问题、解决问题和理解问题的方式和方法。
模型建构是一种科学探究的过程,学生在建构模型的过程中需要观察、实验、分析和推理,这些过程都需要运用科学思维。
通过模型建构,可以培养学生的观察、实验、分析和推理能力,提高他们解决问题的能力。
模型建构还可以培养学生的团队合作和沟通能力。
在模型建构中,学生通常需要与同学合作,共同完成模型的建构。
在合作的过程中,学生需要互相协作、分工合作、共同解决问题。
这样的团队合作可以培养学生的合作精神和团队意识。
模型建构还需要学生与老师和同学进行沟通,分享自己的想法和观点,解决问题和讨论问题。
通过与他人的沟通,可以促进学生的思维交流和思维碰撞,提高他们的思维灵活性和创新能力。
模型建构在高中生物学教学中的应用与探索摘要:在高中科目的教学内容和教学方式不断创新和改革的过程中,有关研究人员表示,在这样的发展背景下,能够适应现代教育事业的,其中之一就是要特别注重教学模式的创新建设和发展,而对于高中生物的教学方式来说,将模型建构的教学模式运用到其中,能够很好地挖掘出课堂的精髓和实现课堂知识体系清晰化和简洁化,完成提高教学效率的任务,而且培养学生学习的兴趣和主动积极的良好学习习惯,从而形成一个学生与课堂为一个整体的效果。
关键词:模型建构;高中生物;课堂教学模式;探索与应用高中的学科教学,一是为了帮助学生打下学科的知识基础,二是为了帮助学生培养一定的学术素养,三是为了有一定的答题能力,可以在高考当中取得好成绩,那么对于高中生物来说,自从对其的不断改革和创新之后,新课标的生物引导着学生能够形成自主学习的学习模式,同时也对老师的教学方式有了很大的改变要求,利用模型建构的教学模式可以帮助学生培养更清晰的逻辑思维和增加掌握知识的有效途径,所以在高中生物课堂里加上对知识内容设计的模型建构模式,可以让老师的讲课效率提高,让学生更好、更有条理地接受知识,为培养更多的能力型人才、高素质人才提供一个全新的课堂。
一、模型建构模式主要特征对于模型建构来说,顾名思义,其是利用一些模型设计来把知识通过其不同的特征和领域来进行归纳和分类,也有不同或者相似的知识点之间的对比,如果在教学过程当中可以加以模型建构的教学模式,对于像生物知识点比较凌乱无序的课程来说,是有很积极的作用的。
模型建构分为概念模型、物理模型、数学模型三大类,其具有的特点和优势能够帮助学生便于记忆和理解,同时帮助老师提升教学效率,提高教学质量,也增加了学生的学习兴趣[1]。
二、如何在高中生物课堂里进行模型构建教学(一)培养模型建构学习的良好习惯经大数据调研,积极主动地去学习所取得的学习成果远远大于被动去学习,而且积极主动地去学习还能够对以后的学习过程起到一个很好的习惯培养,这和“兴趣是最好的老师”有着异曲同工之妙,所以对于学生的学习过程来说,无论是哪一个年级段,无论是哪一种学习水平,有一种有效的学习习惯对于学生的成长和发展是有很大的帮助的,打下良好学习习惯的基础,也是实现个人价值的基础。
高中生物教学中的模型建构探讨
模型建构是高中生物教学中的重要内容,在教学中可以帮助学生建立科学的思维方式,促进创新思维的培养。
本文将探讨高中生物教学中的模型建构的概念、方法和应用。
一、模型建构的概念
模型建构是指通过对事物的描述和解释,构造出能够系统地反应和描述事物的图形、
表格、方程等表达形式。
它是科学研究的重要手段之一,能够帮助我们更好地理解和解释
科学现象。
1.实验法
实验法是研究科学现象的一种直接方法,可以通过实验来验证模型的正确性。
在高中
生物教学中,实验法可以用来验证各种生物模型,如营养循环模型、遗传模型等,以此帮
助学生理解生物学中的各种现象。
2.对比法
对比法是一种通过对某种事物的对比,来构建模型或解释现象的方法,可以通过对比
已有的生物学研究成果,构建出更完整的生物学模型。
3.统计法
统计法是研究科学现象的一种方法,可以通过数据分析和统计得出生物学现象的规律性,进而构建出生物学模型。
4.数学建模
1.帮助学生理解生物学基本概念
通过对生物学基本概念的模型建构,可以帮助学生更好地理解生物学中的各种现象,
如细胞分裂、遗传规律、进化等。
2.培养学生科学思维
模型建构能够帮助学生建立科学的思维方式,培养他们的科学研究能力和创新思维能力,帮助他们更好地应对未来的科学挑战。
3.激发学生的探究兴趣
通过模型建构,可以激发学生对生物学的探究兴趣,使他们更加主动地发现和解决生
物学问题,培养他们的自主学习能力。
高中生物教学中的模型建构探讨一、模型建构的概念和意义模型建构是指学生通过自主构建模型来解释和预测现象、问题或理论,从而达到对科学知识的理解和掌握的过程。
模型建构可以帮助学生深入理解生物学知识,掌握科学思维和科学方法,并提高学生的创新能力和综合能力。
二、模型建构的实施过程模型建构需要研究生物现象和问题,并确定研究对象,确定理论框架和研究方法。
在这个过程中,学生需要运用科学知识、科学思维和科学方法,将观察、实验和数据分析相结合,并反复验证、修改模型,最终形成合理完整、具有预测性和可重复性的模型。
1.提高学生的学习兴趣和积极性。
通过让学生参与到模型建构的过程中,调动他们的学习积极性,提高他们的学习兴趣和学习效果,促进学生对生物学知识的深入理解和掌握。
2.培养学生的科学思维和创新能力。
模型建构可以锻炼学生的逻辑思维和创新能力,使其能够运用生物学知识、科学方法和思维工具解决生物问题和现象,培养出具有创新能力的生物科学家和人才。
3.帮助学生理解生物现象和问题。
通过模型建构,学生可以将生物现象和问题转化为较为可视化的形式,更加直观地感受到生命现象的奇妙性和多样性,将抽象的生物知识具体化,更好地理解生物学知识。
4.促进学生的合作学习和协作能力。
模型建构过程需要学生之间共同协作,分工合作,通过对不同思路的交流和切磋,不仅能增加学生之间的交流和合作机会,而且可以提高学生的协作能力。
五、模型建构的教学策略和方法教师应该在模型建构的过程中,采用一些有效的教学策略和方法,如:1.引导式探究学习。
教师应该根据学生的学科素养和认知水平,适时引导学生,帮助学生发现和探究问题。
2.启发式教学。
教师应该在教学中,提供一些适当的问题,引导学生思考和尝试解决问题,从而激发学生的创新思维。
3.案例教学。
教师可以通过生动的案例,帮助学生理解生物学知识,激发学生对生物学知识的兴趣,提高他们的学习动力。
总之,模型建构是生物学教育中的重要方法,它能够帮助学生深入理解生物学知识,提高学生的科学思维能力、创新能力及综合能力。
高中生物模型建构的教学策略探索摘要:在高中生物教学中,通过建构模型的方式来组织教学活动不仅能够提升教学效率,也可以整合多方面的资源来培养学生的能力,促进学生思维能力的发展,体验科学探究的一般过程,本文将通过课本中具体案例来探索不同的生物模型建构模的实用教学策略。
关键词:高中生物;生物模型;教学策略传统的高中生物课堂大多数生物教师更倾向在这有限的课时内灌输更多与考试有关的理论知识、讲解更多的习题,最新的课程标准中也强调了教学要更多地落实知识探究能力,建立生命观念和科学思维,在众多教学范式中,模型建构的课堂模式是一种非常实施有效的教学模式。
笔者分析2022年普通高等学校招生全国统一考试(全国乙卷)生物部分试卷发现,高考的命题形式逐渐趋向于将信息转变为相应的图表、数字等模型。
如29题,以氧气浓度为横坐标,离子的吸收速率为纵坐标,建立的曲线为数学模型,31题设计用到的标记重捕法估计种群密度的公式和32题分析题目需要用到的性状分离比也都是通过建构数学模型的思维进行推理才能得出结果。
可见,在高考中渗透生物模型的理念是非常常见的考查方式,因此,教师在生物教学重视生物模型教学策略的研究十分必要。
一、生物模型分类模型是人们为了某种目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。
1.物理模型:用实物或图画等形式直观表达认识对象的特征。
物理模型形式多样,大致可以分为以下几种形式:(1)等比缩小或放大的比例的实物模型,如教材中常见的制作“血糖调节的物理模型”和“动植物细胞结构的模型”;(2)用简笔画、图片等呈现的图绘类模型,如“质壁分离现象模型”,“DNA的平面结构模型”;(3)计算机软件的动画或者虚拟三维模型,如“有丝分裂和减数分裂分裂时期动态模型”、“DNA的复制、转录、翻译”等。
通过组织学生制作物理模型,可以加深学生对认识对象的的理解,体验从简单到复杂,从现象到本质,从宏观到微观的探索历程,从而促进学生对知识的主动建构,培养独立思维的能力。
高中生物探究性实验教学建模探析【摘要】本文主要探讨了高中生物探究性实验教学建模的重要性和应用。
首先介绍了研究背景和研究意义,指出了实验教学建模在高中生物教学中的重要性。
然后定义了实验教学建模的概念和特点,探讨了其在高中生物教学中的应用及具体案例分析。
接着提出了建议和改进建模方法,论述了实验教学建模在高中生物教学中的价值,展望未来研究方向。
通过本文的研究和分析,可以帮助提高高中生物教学的效果,促进学生的学习兴趣和能力,为未来教育教学工作提供有益的借鉴和参考。
【关键词】高中生物、探究性实验、教学建模、探究性教学、实践操作、学习体验、案例分析、模型建构、价值评价、研究前景。
1. 引言1.1 研究背景研究背景中需引入相关文献,指出目前高中生物教学中存在的问题和不足,引发对实验教学建模的兴趣和关注。
要明确指出传统生物教学中的弊端,如教师主导,学生passivity,缺乏学生自主探究和实践的机会,以及学生缺乏深入理解和兴趣等。
说明现有研究中对于实验教学建模的探讨和应用,为本文研究实验教学建模在高中生物教学中的意义和作用打下基础。
引出本文的研究意义,即探讨高中生物探究性实验教学建模的重要性,对教学提出新的思路和建议。
1.2 研究意义在当前教育背景下,传统的生物实验教学模式往往存在内容枯燥、缺乏趣味性和学生参与度不高等问题。
而实验教学建模则可以通过模拟实验、探究问题、提出假设、设计实验方案、进行实验验证等环节,激发学生的主动学习欲望,培养学生的实验技能和科学思维能力,提高学生的学习效果和创新能力。
研究实验教学建模在高中生物教学中的应用具有重要的积极意义,可以推动生物教育的创新发展,提高学生的综合素质和竞争力,促进学生全面发展。
2. 正文2.1 高中生物探究性实验的重要性高中生物探究性实验在生物教学中具有非常重要的作用。
通过实验,学生可以亲自动手操作,观察现象,实践操作技能,培养实验操作的能力。
在实验中,学生可以通过亲自动手进行实验,探究问题,解决困惑,培养独立思考和问题解决能力。
高中生物教学中的模型建构探讨【摘要】高中生物教学中的模型建构对学生认识生物学的重要性。
模型在生物教学中扮演着重要角色,有助于学生更深入地理解生物学概念。
本文探讨了模型的分类和应用,以及模型建构的方法与技巧。
结合生物实验,模型建构被运用于生物观察和实验中。
通过模型建构,学生能够更直观、系统地学习生物知识,并培养观察、实验和分析能力。
高中生物教学中的模型建构为学生提供了丰富的学习方式,促进了他们对生物学的理解和应用能力的提升。
【关键词】高中生物教学、模型建构、重要性、分类、应用、方法、技巧、生物实验、结合、生物观察、学生认识、直观、系统学习、观察能力、实验能力、分析能力。
1. 引言1.1 高中生物教学中的模型建构探讨在高中生物教学中,模型的建构扮演着至关重要的角色。
通过模型建构,学生可以更直观地理解生物学中的各种概念和现象,加深对生物学知识的理解和记忆。
模型不仅可以帮助学生更好地理解生物学中复杂的概念,还可以激发学生的学习兴趣,提高他们的学习动力。
通过模型建构,学生可以深入探讨生物学中的各种原理和规律,从而提高他们的思维能力和分析能力。
模型建构还可以培养学生的实验能力和观察能力,让他们在实验中探索未知,开拓思维。
2. 正文2.1 模型在生物教学中的重要性在高中生物教学中,模型的重要性不可忽视。
模型是生物学教学中的重要工具,它可以帮助学生更加直观地理解生物学的概念和原理。
通过观察和操作模型,学生可以更深入地理解细胞结构、遗传规律、生态系统等内容,从而提高他们的学习兴趣和学习效果。
模型还可以帮助学生建立概念框架,将抽象的理论知识具体化,使之更易于理解和记忆。
模型还可以帮助学生进行实验设计和数据分析。
在生物学实验中,通过构建模型来模拟真实的生物现象,可以使实验更加直观和可控。
学生可以通过调整模型的参数,观察其变化规律,进而推导出生物学规律。
模型还可以帮助学生进行数据处理和结果分析,提高他们的实验能力和科学素养。
高中生物模型建构教学初探作者:李京辉来源:《理科考试研究·高中》2014年第07期“模型”是模拟所要研究原型的运动形态或结构形态,是事物原型的抽象的概括,也是事物原型的某个表征和体现.“模型”不包括原型的全部特征,但能描述原型的本质特征.其主要分为思维模型和物质模型两大类.随着教学改革的深入,分析历年高考试题发现,各省生物试卷(以江西卷为例)对学生建模能力及析模能力的考核要求逐年增高.例如,2010年全国高考生物卷(江西卷)中第18题的建立“遗传系谱图”,其主要考查学生概念模型的构建能力以及析模能力;又如第10题为建立“减数分裂染色体模式图”解题,这一题考查学生物理模型的建模能力.2011年江苏卷中第29题为分析光照条件下CO2浓度的“曲线图”,这一题既考查了考生数学模型和概念模型的构建能力,还考查了考生的析模能力.由此可见,着重培养学生的建模能力和析模能力可以有效的提高学生生物成绩.二、新课标教材(人教版)有关模型建构的内容新课标确定的能力目标为科学探究能力、信息能力、操作技能三方面的能力,其中对科学探究能力尤为重视.教育部对新课标教材(人教版)共安排了4个模型建构的内容,具体如下:所属模块所属章节模型建构内容《稳态与环境》第二章的第二节血糖调节模型的建构《分子与细胞》第三章的第三节尝试真核细胞的三维结构模型制作《遗传与变异》第三章的第二节DNA双螺旋结构模型制作《遗传与变异》第二章的第一节对减数分裂过程中染色体的变化进行模拟二、模型建构与概念教学相结合现如今的高中学生,对生物概念的学习方式主要是死记硬背,并未真正的理解到其中的含义,因而记忆比较困难,知识掌握也不牢固.借助模型的方法可以增强学生对概念的感性认识,使得知识概念直观化和经验化,从而帮助学生对生物知识的理解和记忆.1. “同源染色体、联会”概念学习为了更好的帮助学生理解同源染色体和联会概念的异同点,老师摒弃了传统的灌输方法,而是采用模型建构,即使用不同颜色的粉笔画出染色体的行为变化,然后采用对话的互动方式来引导学生理解记忆:教师:黑板上绘画出的分裂图中,长度相同,颜色不同的两条染色体配对代表的是什么过程?学生:代表的是“联会”的过程.教师:大家理解到“联会”过程后,我们将要引入一个新的概念,即“同源染色体”,从字面上来看,你觉得“同源染色体”该如何定义,或者是指什么染色体?学生:可能是指来源相同的染色体,即一条染色体复制后形成的两条染色体.教师:大家说得很对,但是既然来源相同,为何我会使用两种不同的颜色来表示呢?(学生进行讨论、交流、各抒己见)学生:同源染色体应该不是指相同来源的染色体,而是指在减数分裂过程中配对联会的两条形状、大小相同的染色体,两种不同的颜色代表其分别来自父方和母方.教师:其他同学还有没有讨论出其他的定义或是有其他的理解?教师:进行配对的两条染色体的形状和大小是否绝对的一致呢?同源染色体是否只有在进行减数分裂的细胞在联会配对时才出现呢?(教师利用动画来模拟受精卵的结合过程、受精卵中染色体的组成,学生根据老师建立的模型来进行观察和分析)教师:通过动画演示观察,同学们发现受精卵中的染色体的形状、大小以及来源有何特点?学生:受精卵中的染色体分别来自母方和父方,大小和形状基本相同.教师:那么,根据大家的理解,受精卵中染色体是否是同源染色体呢?如若是同源染色体,那么,其概念的要素是什么呢?学生:要素主要有两个,其一是一条来自母方,一条来自父方的两条染色体;其二是两条染色体的形状和大小基本相同.1.为了让学生更形象了理解非等位基因随同源染色体的变化而只有组合的现象和规律,老师引导学生制作含两对同源染色体的细胞进行减数分裂的物理模型.其基本要求主要有以下几点:(1)两人一组,合作完成;(2)利用提供的不同颜色的橡皮泥、剪刀及绳子来制作模型.利用相同颜色的橡皮泥作着丝点,绳子作为染色体的臂,同时还需利用橡皮泥的不同色来标出等位基因Aa和Bb在染色体上的位置.(3)在制作的过程中,不仅要控制好制作时间,还需注意模型的科学性和正确性.通过自己动手制作模型,再与其他小组的同学的作品进行对比分析,最后再由教师点评,这一系列动作完成后引导学生一起完成下列表格(构建数学模型):初级性母细胞同源染色体对数子细胞类型1个1对精子;卵细胞各()种1个2对或n对精子;卵细胞各()种多个1对()种多个2对或n对()或()种该模型制作的目的在于帮助学生理解非同源染色体的自由组合以及非等位基因随同源染色体的只有组合而重组,从而加强对孟得尔遗传定律的认识.通过以上两个案例不难看出,模型的构建强化了学生对减数分裂过程中染色体的变化规律,为进一步理解复杂的染色体变化确立了前提条件;同时,学生通过对构建的物理模型进行对比分析后建立起DNA和染色体数目规律性变化的数学模型,从而更深层次的理解到减数分裂的本质,并利用模型来构建整体的生物学知识结构,从而加强概念的记忆和理解.三、教学与反思将模型建构教学方式运用到生物知识的学习中,可以充分的体现学生在高中生物知识学习与探究中的主体地位;能够极大的调动学生学习高中生物知识的积极性;还能够促进学生对生物课堂知识的理解和掌握,从而大大的提高学生自主探究的能力.因而可广泛的应用与高中生物教学乃至其他课程教学中.。
高中生物模型建构与探究性学习教学初探
作者:郭跃春
来源:《读写算》2013年第40期
【摘要】高中生物新课标强调“学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程”,倡导探究性学习。
高中生物模型建构有概念模型、物理模型和数学模型等三种,它贯穿于整个高中生物教材中,有着重要的地位。
尝试模型建构与探究性教学,不仅能够让学生系统地学习知识,而且能够让学生在学习过程中自主发现、分析和解决问题,培养科学探究精神和终生学习的能力。
【关键词】模型建构探究性学习探究性教学新课标
《高中生物课程标准》指出:“要让学生领悟建立模型的科学方法及其在科学研究中的作用”。
通过建构模型,排除、舍弃非本质因素,突出事物的本质特征,使生命现象或过程得到纯化和简化,让学生更容易地理解知识形成的规律和掌握教学目标的内容。
因此,模型建构是学生必须掌握的科学方法。
一、模型建构
模型建构是人们按照特定的科学研究目的,在一定的假设条件下,再现原型客体某种本质特征(如结构特性、功能、关系、过程等)的物质形式或思维形式的类似物。
高中生物学课程中的模型构建活动,则是根据课程标准的要求设计的,让学生结合具体生物学内容的学习而进行的建立模型的活动。
模型建构有三种:
1.概念模型:指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。
如:蛋白质与酶的关系、对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等;
2.物理模型:以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。
如:真核细胞的三维结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型;DNA双螺旋结构模型;模拟植物或动物性状分离的杂交实验;利用计算机模拟人体某方面稳态的维持等。
3.数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
如:酶活性受温度(PH值)影响示意图,不同细胞的细胞周期持续时间、J型增长曲线的公式:Nt=N0?t等。
二、探究性学习
倡导探究性学习,就是力图改变学生的学习方式,引导学生主动参与,乐于探究,勤于动手,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等,突出创新精神和实践能力的培养。
在高中生物教学中,探究性学习包括资料探究、科学史探究、实验探究和调查性探究等类型。
但总归起来,科学探究的过程一般包括提出问题、作出假设、设计实验、实施计划、得出结论、表达和交流几个步骤,
探究性教学一般包括以下几大步骤:
(1)创设情境:教师根据所教学的内容创设情境,激发学生探究兴趣,让学生参与到教师的教学中。
(2)提出问题:提出的问题必须是学生兴趣的、能够吸引学生的、贴近生活的、能够引导学生思考推理的等。
(3)作出假设:根据已有知识、经验,对提出的问题给出合理的解释,即为“作出假设”。
一般有两个步骤:第一步,提出假设;第二步,作出预期(推断)。
至于假设是否对错应通过设计实验加以验证。
(4)设计实验:以小组为单位,讨论、设计实验方案,交流完善,并确定可能出现的现象。
实验设计应注意以下几个原则:科学性原则、单一变量原则、等量原则、对照原则、平行复重原则。
(5)实施计划:按照设计的方案,各小组进行实验装置的组装并开始实验。
(6)观察记录实验现象,分析现象得出结论:各小组观察实验现象,并记录,同时联系实验假设,讨论后得出结论。
(7)表达和交流:学生归纳整理所得结论,去伪存真,教师帮助学生构建知识网络,并引导学生运用所得知识分析解决问题。
值得一提的是:探究性学习不一定要通过实验来完成。
在模型建构教学方式中尝试探究性教学,就是在构建模型教学过程中,引导学生进行分析、推理、表达交流,最后得出结论,这需要教师精心设计、巧妙引导。
三、在模型建构教学方式中尝试探究性教学
在模型建构中尝试探究性教学,以学生为主体、教师为主导,符合新课程改革理念的教学方式。
模型建构的过程就是不断发现问题、进行探究、解决问题的过程,要求学生在课堂中要“有思想、会质疑、懂思辨、能创新”;要求教师以引导者的身份与学生进行平等交流,较好地完成教学目标。
1.概念模型
教师创设情境,让学生置身于探究情景之中,在解决问题的过程中逐步修正原来不正确的概念,不断构建科学的概念,形成正确的概念系统。
这样构建起来的概念,能有效地整合进学生的知识框架,内化为学生的经验和思维,成为进一步探究学习的基础。
高中生物学课程中的概念模型建构活动,其主要价值是让学生通过尝试建立模型,体验建立模型中的思维过程,领悟模型建构方法,获得或巩固有关生物学概念知识。
.
例如,血糖调节一课,可引入学生感兴趣的内容,创设情境,化抽象为直观,构建人体血糖平衡模型,还要求学生将生活经验和教材知识相结合,进行思考和交流,让学生分享获取经验和知识的喜悦。
当模型建立时,马上就有学生产生疑问:“现在血糖浓度恢复正常,但胰岛素浓度还处于较高的水平,那血糖浓度不会继续被降低吗?”,教师释疑,自然而然地反馈调节的概念,从而让模型一步一步得到完善。
在完善模型的过程中,学生就能在脑海中形成一幅思路清晰的血糖调节流程图,将感性认识上升为理性认识,使得教学效果更加明显。
2.物理模型
建构物理模型能培养学生的创新思维,巩固所学知识,还能反映出学生对知识的掌握程度,是教学反馈的有效手段。
例如在学完细胞的亚显微结构以后,我们要求学生利用课余时间分小组制作细胞模型。
当看到学生交上来的作品时,学生的作品使用了不同的材料和手段:有运用雕刻技术将马铃薯雕刻成细胞模型的;有使用琼脂形成凝胶代表细胞质基质,用各种糖果代表细胞器的;有使用核桃代表细胞核的;有使用弹珠代表核仁的。
优秀作品真是数不胜数。
通过对模型进行评价,教师也能了解学生对知识掌握达到了什么水平,例如:有的学生作品并没有建构出粗面内质网,说明学生对分泌蛋白质的相关知识掌握还不牢固;有的学生作品使用椰子壳代表细胞壁,这不仅做到了“形似”,而且做到了“神似”,说明学生对细胞壁功能和成分的了解十分纯熟了。
3.数学模型
数学模型中的曲线模型直观简单,可以把实际中很多复杂多变的问题简单化明了化。
如果能让学生体会到数学建模在生物学中的妙处,就会更好地去激发学生对生物学的学习兴趣,同时数学模型的构建也可以锻炼和培养学生们的创造性和探索性。
学生在经过老师指导研究科学的过程中,既能锻炼和提高自身的思维能力,又能学习到很多专业的知识。
在生物教学和学习中,构建合理的数学模型,能让学生灵活地应用知识,通过对数学模型的建立来培养理科方面的思维能力。
下面以“种群数量的变化”中“构建种群数量增长模型”为例加以说明:
1)创设情境。
联系生活实际,细菌过多的滋生和繁殖会引发疾病,对于有害细菌的繁殖如何进行有效地控制?细菌增值有什么规律呢?
2)提出假设。
假设在营养充足和空间无限的条件下,细菌种群的增长不会受到种群密度的增加以及其它生物因素制约的理想条件下,预测细菌的变化规律。
3)数学模型的构建。
在资源和空间无限充分的情况下,细菌的个体数增长呈指数增长方式。
如果用时间表示X 轴,用细菌的数量表示Y轴,教师引导学生画出种群增长的“J”型曲线。
4)检验建立的模型。
在实际中,生物的生存资源和空间都不是无限的,种群间的竞争会随着种群密度增大而加剧,同时该种群的天敌数量也会相应的增多,这就会导致死亡率增高,出生率降低,该种群的增长就会减慢直至停止。
假设自然界中的生物种群都以“J”型曲线增长,那么大自然是无法承受的。
在某个时期,生物种群的增长会稳定在某一水平。
教师列出表格、分析数据、填写数据,并引导学生画出种群增长的“S”型曲线。
5)数学模型的应用:
利用自然界的生物种群的“S”型增长曲线,可以在实际中来指导我们正确地利用野生生物资源,较好地取得经济效益,生态效益和社会效益。
例如在海洋生态系统中的小黄鱼,自然条件下小黄鱼的种群数量增长呈“S”曲线。
全面禁止捕鱼,鱼体的生长发育成熟后,体重不再增加,同时还要不断地吃掉其它生物,一定阶段种群数量会停止增长;若过量的捕鱼使得小黄鱼的种群数量大大低于1/2K,则要经过很长一段时间才能恢复。
所以,适量、适时地捕捞,使小黄鱼的数量维持在1/2K左右,就能保持较高的增长率,这样既获得了产品,又能使种群数量快速地恢复,这就是所谓的“合理利用就是最好的保护”。
新课程倡导探究性学习,在科学课程的教学中,组织学生开展探究,“能够促进学生学习方式的变革,使学生能主动地获取科学知识,体验科学过程与方法,形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观,培养创新精神”。
而探究性学习并不等同于学生动手操作,教师创设情境的纯思维探究就是一种有效的探究学习模式,它不需要学生动手操作,是一种思维探究的学习过程。
激发学生的探究思维,设计问题串,引导学生像科学家那样探索,主动获取科学知识。
模型建构是顺应新课程改革理念而发展起来教学方式,能够较大提高课堂教学效率。
结合探究性教学,充分利用这种有效的教学方式,并在教学实践中不断去开发它,完善它,在新一轮课改中,将教学效率推向新的高度,将学生的学习变得更富有乐趣。