模型构建在生物教学中的运用

附件3编号课题名称: 模型构建法在中学生物教学中应用的研究设计与论证报告(5000字以内，不得出现学校和课题相关人员名字)（一）课题的核心概念及其界定（一）模型的内涵与分类所谓“模型”，就是模拟所要研究事物原型的结构形态或运动形态，是事物原型的某个表征和体现，同时又是事物原型的抽象和概括。

它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。

模型一般可分为物理模型和数学模型和概念模型。

物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例大小放大或缩小制成的模型，其状态变量和原事物基本相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质。

数学模型就是对于一个特定的事物为了一个特定目标，根据特有的内在规律，做出一些必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。

数学结构可以是数学公式，算法、表格、图示等。

如果其变量中不含时间因素，则为静态模型；如与时间有关，则为动态模型。

概念模型主要是概念图，概念图是一种组织和表征知识的工具。

它通常是将有关某一主题的不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念或命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。

这种把概念之间的意义联系以科学命题的形式有机地联系起来的空间网络结构图，就称为概念图。

（二）模型构建法模型方法是通过构建模型来研究、揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。

在生物科学学习中，模型提供观念和印象。

认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象，前者有概念、原理、规律、理论。

后者的成分包含观念和印象。

当代不少学者都主张把表象看作是一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能，因而能构成思维的操作，所以模型提供的观念和印象，不仅是学生进一步获取系统知识的条件，而且是学生认知结构的组成部分。

高中生物学教学中模型建构及应用生物学是一门关于生物体的结构、功能、发育和演化的科学，是我们了解自然界中丰富多样生命现象的基础。

在高中生物学教学中，模型建构及应用是一种重要的教学手段和学习工具，旨在帮助学生更好地理解和应用生物学知识。

本文将浅谈关于高中生物学教学中模型建构及应用的意义、原则与方法，并举例说明其在教学实践中的应用。

一、模型建构的意义1.帮助学生建立概念框架。

生物学知识繁多复杂，通过建立模型可以将这些知识有机地组织起来，形成概念框架。

概念框架是学生对生物学知识的认知基础，有助于学生理解生物体的内部结构、功能和相互关系。

2.提高学生的观察和思维能力。

模型建构过程中，学生需要通过观察、分析和推理来理解生物现象，并将其抽象为模型。

这种过程培养了学生的观察和思维能力，提高了他们对生物学问题的解决能力。

3.启发学生的创造力。

模型建构不仅要求学生理解现有的知识，还需要他们具备一定的创造能力。

通过模型建构，学生可以体验到科学探究的乐趣，并激发他们的创造力和创新思维。

二、模型建构的原则1.符合生物学知识体系。

模型建构应基于科学原理，并与生物学知识体系相一致。

模型的构建应遵循生物学的基本概念和规律，确保学生对生物学知识的理解是正确和全面的。

2.简单易懂。

模型应简单明了，避免过于复杂的结构和步骤。

学生通常是通过模型来对抽象的生物学知识进行理解和记忆，因此模型的设计应尽可能提供清晰简单的表达，容易被学生接受和理解。

3.体现层次关系。

模型建构的过程应体现生物体的层次关系。

生物体由细胞、组织、器官、系统等多个层次组成，模型的构建过程中应该将这些层次逐步呈现，帮助学生理解生物体的组织结构及相互关系。

三、模型建构的方法1.绘制图示法。

通过绘制生物体的示意图或结构图，来描述和分析生物体的结构和功能。

图示法可以简化复杂的生物结构，突出关键部位，方便学生理解。

2.搭建模型法。

通过使用适当的材料，搭建生物体的模型，帮助学生形象地观察和理解生物现象。

初中生物模型构建在教学中的作用随着新课程改革的不断深入，新的教学理念逐渐被广大教师所接受，并逐步运用到教学实践中。

初中生物课程是培养学生生物科学素养的重要场所，因此，在初中生物教学中，如何更好地帮助学生掌握生物学知识，提高其生物科学素养，是广大生物教师所面临的重要问题。

在初中生物教学中，模型构建是一种非常有效的教学方法，它能够帮助学生更好地理解生物学知识，提高其科学素养。

本文将从以下几个方面，探讨初中生物模型构建在教学中的作用。

一、有助于提高学生的理解能力生物学是一门研究生命现象和生命活动规律的学科，它涉及到许多复杂的生命现象和生命过程。

对于初中生来说，这些概念和过程往往比较抽象，难以理解。

而通过模型构建，学生可以将这些抽象的概念和过程转化为具体的、可视化的模型，从而更好地理解它们。

例如，在讲解细胞结构时，教师可以引导学生构建细胞模型，将细胞膜、细胞质、细胞核等结构以实物或图片的形式展示出来，从而帮助学生更好地理解细胞的结构和功能。

二、有助于培养学生的思维能力模型构建需要学生运用自己的思维和创造力，通过观察、分析、归纳、总结等思维活动，将生物学知识转化为具体的模型。

在这个过程中，学生需要不断地思考、探索、创新，从而培养自己的思维能力。

同时，通过模型构建，学生还可以更好地理解生物学知识之间的联系和区别，从而培养自己的分析和解决问题的能力。

三、有助于激发学生的学习兴趣传统的生物教学方式往往比较枯燥乏味，难以激发学生的学习兴趣。

而模型构建则可以让学生更加直观地了解生物学知识，从而激发他们的学习兴趣。

同时，通过模型构建，学生还可以将自己的学习成果展示出来，增强他们的自信心和成就感，从而进一步激发他们的学习兴趣。

四、有助于提高学生的实践能力模型构建需要学生动手操作，通过制作模型、观察模型等活动，提高学生的实践能力。

在模型构建的过程中，学生需要不断地尝试、探索、改进，从而掌握一定的实践技能和方法。

同时，通过模型构建，学生还可以更好地了解生物学知识在实际生活中的应用，从而增强他们的实践意识和实践能力。

模型构建在高中生物教学中的应用与实践研究一、研究背景在现代生物学中，模型构建已成为重要的研究工具，对于高中生物教学也具有重要的应用价值。

生物学是一门广泛而深奥的学科，其中涉及到许多抽象的概念和复杂的生物现象，如细胞分裂、遗传、代谢等，这些应该通过简单的教学方法难以深入学生内心，因此以模型构建作为生物教学的一种手段，可以有效地帮助学生理解抽象概念和生物现象，提高生物学学科的教育教学质量。

二、模型构建在高中生物教学中的应用1. 生物细胞模型生物细胞是高中生物学中的一个重要概念，而且很难通过文字、图片或视频等传统的教学方式深入学生内心。

通过制作生物细胞模型，能够让学生直观地掌握细胞的结构组成、功能及其生物学原理。

2. 生态系统模型生态学是高中生物学教学的一个重点内容，但生态系统的复杂性也给学生带来了很大的阅读难度。

而通过建立生态系统模型，可以使学生直接感受生态系统中生物种类和数量之间的相互作用和依赖，从而更好地理解生态学知识。

3. 遗传模型遗传是生物学中的一个基本概念，但对于初学者来说，理解遗传现象和原理可能会显得比较抽象和困难。

通过制作遗传模型可以给学生更加直观、具体、有趣的学习体验，并能让学生更好地掌握基本的遗传规律。

三、模型构建在高中生物教学中的实践1. 教师与学生合作制作生物细胞模型教师可以在讲解细胞相关知识的同时，介绍如何制作生物细胞模型，再分组让学生自主制作分装配细胞的所有结构和分子物质，增强学生对于原理和应用的深层次理解。

学生制作出生物细胞模型后，可以展示给全班同学看，并让各小组之间相互比较交流，探讨不足和提高的方案。

2. 让学生在实际生态系统中制作生态模型在生态系统课程中，教师可以带领学生去实地考察生态系统，并根据不同的生境选择不同的材料用来制作生态模型。

而制作生态模型的过程不仅可以让学生加深对于生态学知识的理解与掌握，而且体验生态系统的生物种群之间的相互关系，营造出更加丰富的生态科普教学。

初中数学模型构建在生物教学中的应用在新课程的教学理念下，教师在生物教学的过程中，不仅要注重理论知识的传授，同时也要对学生的探究能力、解决问题能力、学习能力进行培养，这就要求教师在教学过程中，注重学生的主体地位，开展模型建构活动，在模型建构的过程中，加强学生的交流与学习，从而有效的提高学生生物学科的素养，数学模型主要利用数据进行实际检验，将存在的实际问题进行及时的解决，在构建数学模型的过程中，要加强学生对数学符号以及语言表达的理解，在其基础上解决生物学的现象、本质、量变关系等。

一、数学模型在中学生物教学中的应用（一）做好数学模型的准备工作。

在初中生物教学中采用数学模型的教学方法之前，需要做好数学模型的准备工作，对问题的背景、模型构建目的、模型构建的资料与信息进行综合的分析，在其基础上，进行模型的建构工作。

例如，教师在讲解北师大版八年级下册第八单元第四节《生态系统的稳定性》时，就需要对本节课的教学重点与教学内容进行梳理，教师在教授生态系统的稳定性时，可以将教学内容划分为3个部分，即生态系统稳定性的改变、形成原因、破坏等三方面，其中教学重点与难点是生态系统稳定性形成的原因，教师在构建数学模型之前，需要对其进行详细的分析，之后才可以将生态系统中各个生物之间的关系利用数学建模的方法，将其直观的展现在学生的面前，从而有效的加强学生对于生态系统对自我调节能力的理解。

（二）数学模型的合理构建。

构建数学模型实质上就是指学生利用数学的思维，处理当前生物教学中存在的问题，数学模型直观性更强，与以往的文字描述相比，可以将知识点更加清晰、明确的展示在学生面前，从而有效的增强学生的理解能力。

我国新课程标准提出，生活是教育的源头祸水，所以在构建数学模型时，可以结合学生的实际生活，使得学生可以对模型中的关系加强了解，充分的发挥数学模型的作用价值。

（三）数学模型的应用。

数学模型的应用就是利用所建构的数学模型，将生物学中的疑难问题进行解决，仍以北师大版八年级下册第八单元第四节《生态系统的稳定性》为例，教师在引导学生构建生物之间捕食关系的模型之后，要引导学生回答出当其中一种动物的数量减少之后，另一种动物的数量变化，及其对生态系统所造成的影响。

初中生物教学中模型构建的作用一、引言生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学，是自然科学中的基础学科之一。

在初中生物教学中，模型构建是学生理解和掌握生物学知识的重要手段之一。

模型构建不仅可以帮助学生更好地理解生物体的结构和功能，还可以培养学生的观察、分析和解决问题的能力。

本文将从多个方面阐述模型构建在初中生物教学中的作用。

二、模型构建的作用1.帮助学生理解和掌握生物学知识通过模型构建，学生可以直观地观察和理解生物体的结构和功能，从而更好地掌握生物学知识。

例如，在讲解植物细胞结构时，教师可以引导学生制作植物细胞的模型，通过观察和比较不同结构的特点，学生可以更好地理解植物细胞的结构和功能。

2.培养学生的观察和分析能力模型构建需要学生仔细观察和思考，从而发现问题、分析问题并解决问题。

通过模型构建，学生可以逐渐培养出观察和分析问题的能力，这对于学生的未来发展具有重要的意义。

3.激发学生的学习兴趣和积极性模型构建可以激发学生的学习兴趣和积极性，使学生更加关注生物学科的学习。

通过制作和观察模型，学生可以感受到生物学的趣味性和实用性，从而更加热爱生物学。

4.提高学生的学习效率和学习效果模型构建可以帮助学生更好地理解和掌握生物学知识，从而提高学生的学习效率和学习效果。

通过直观地观察和理解生物体的结构和功能，学生可以更加轻松地掌握知识点，进而提高学习效果。

三、模型构建的方法和注意事项1.了解和掌握常见模型的特点和适用范围在初中生物教学中，常见的模型包括实物模型、图片模型、数字模型等。

每种模型都有其特点和适用范围，教师需要引导学生了解和掌握这些特点，以便选择合适的模型进行构建。

2.引导学生选择合适的材料和工具进行模型制作在模型制作过程中，教师需要引导学生选择合适的材料和工具进行制作。

例如，在制作植物细胞模型时，可以选择彩色纸片、胶水和剪刀等材料；在制作人体结构模型时，可以选择塑料棒、彩笔和纸张等材料。

同时，教师还需要提醒学生注意安全和卫生问题。

模型构建在高中生物教学中的作用和意义西北工业大学启迪中学李颖《普通高中生物课程标准》有三个知识目标，首个知识目标指出：“获得生物学基本事实.概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件。

”模型建构已经成为高中生物学课程内容的一个重要组成部分。

高中生物新课程教学中的模型建构活动，其主要目的是让学生通过尝试建构模型，体验建构模型中的思维过程，领悟模型方法，并获得或巩固有关生物学概念.必修一教材对模型的定义是“人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达”。

模型建构方法有很多，主要包括物理模型、概念模型、数学模型。

以下是笔者结合普通高中课程标准实验教科书中的具体实例谈谈三种模型方法在高中生物新课程教学中的应用。

一、物理模型在新课程教学中的应用物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，以实物或图画形式直观地表达现出对象的特征.它可以模拟真实事物的某些功能和性质，其最显著的特点是形象直观。

1、实物物理模型必修教材安排了很多有关实物物理模型建构方面的活动，其中最具代表性的是制作dna双螺旋结构模型。

在教学中，笔者向学生介绍模型建构的方法和基本原则，鼓励学生以小组合作的方式，在课后选择合适的材料用具动手制作dna双螺旋结构模型。

在学生建构好模型后，在班级中开展模型展示和评比，各小组代表向其他同学汇报本小组制作模型的科学性、美观性和创造性。

其他同学可以对模型的不足之处提出质疑，然后拿出自己的模型进行说明，学生在交流的过程中实现了学习的合作与共享。

学生通过制作模型，其主要目的不是揭示dna分子的结构，而是通过制作模型再现难以直接观察到的dna分子的结构，加深对dna分子结构特点的认识和理解，并体验实物物理模型形象直观的特点。