高中生物学教学中模型建构及应用

龙源期刊网

浅谈模型构建在高中生物课堂教学中的应用

作者：魏金美

来源：《中学课程辅导·教师通讯》2016年第15期

【内容摘要】新课程标准提出之后，对于生物的教学有了明确的指定：了解模型建立的方式方法是未来在科研教育领域中主要应用的方法，现在的教育方式下学校应该大力培养学生的建模思维。那么对于现在来说，就首先应该要求教师掌握模型构建的方法，然后才能够进行教学。所以教师要在进行教学的同时注意学生建模思想的养成，使之获得基础的知识。

【关键词】模型 高中生物 课堂教学

高中生物的学习是比较抽象化的，模型构建的应用能够将高中生物中的部分疑难问题进行简化，模型是各类逻辑方法教学中比较科学实用且操作方便的一种形式，由于生物教学并不像别的学科那样系统，多半为一些琐碎且有关的知识点，所以掌握好学习方法是很重要的。我们将在本文中对模型构建在生物新课程教学应用进行一下知识普及。

一、生物建模的含义

学生对于教学的模型理念的掌握应该是在获得了基础的教学知识与获得一定的实践能力的基础上面的，在一般的情况中，模型是可以分为很多种类型的，它具体的可以分为数学模型、实物模型以及抽象模型。模型是建立在基础教学之上，根据所学知识进行的教学方法创建，它是由于人们对某种事物具有某种特定的要求才建立的，然而模型的建立并不完全是依据其他事物进行的，有的模型的建立是需要依据具体存在的实物形式进行建立的，然而有的就不需要这些，有的模型就只是一种抽象化的形式存在的表现形式。抽象化模型只是需要对表面现象进行一定的概括就可以完成它的存在意义，并不需要对其进行深究或者钻研；而实物模型就是需要依据于具体存在的实物进行模型的建立了，通过利用相关的实验器材来进行相关内容的演示，将真实存在的现象进行一定比例的浓缩或者放大，但是始终保持它与原事物一致的特点。在进行教学的时候需要教师能够巩固根据具体的实际情况，对学生进行两种模型建立方法的指导，比如：在进行生物课本中“蛋白质”相关课程的教学的时候，会涉及到之前学生所不容易理解的知识点内容，比如氨基酸和水分子一类的物质，在进行氨基酸中肽键计算的时候是比较不容易进行的，这个时候如果教师能够采用数学公式的手段来进行相关内容的建模，对学生关于这些知识点的理解就会起到很大的帮助。

龙源期刊网

高中生物教学中的模型建构

作者：杨俊

来源：《考试与评价》2016年第12期

【摘 要】该文结合生物新课程教学实践案例，从物理模型、概念模型和数学模型三个方面，就高中生物教学中的模型建构作一探讨。

【关键词】高中生物 模型建构

模型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手段，有的则通过抽象的形式来表达。建构模型的方法是高中生物课程标准对学生提出的能力要求。高中生物学课程中的模型建构活动，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，领悟模型方法，并获得或巩固有关生物学概念。下面结合教材，以物理、概念和数学等模型的建构，对模型方法作一探讨。

一、物理模型的建构

以实物或图画形式直接表达认识对象的特征，这就是物理模型。教材中最著名的就是沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型。

1.实物物理模型的建构活化了抽象知识

建立真核细胞的模型，教材中并没指定具体的材料用具和详细的活动步骤，这给学生发挥各自的创造潜能留出了空间，也为教师的创新教学提供了机会。学完相关内容后，笔者布置学生8人一组，其中4个小组构建动物细胞模型，3个小组构建植物细胞模型。

学生制作的模型中，细胞质材料有白色橡皮泥、面团、琼脂和白色泡沫塑料等。细胞膜材料也是多种多样，如塑料袋、纱布、弹力布等，有一组同学采用废弃可乐瓶瓶口部分做细胞膜，突现细胞三维效果。细胞器的制作，大多采用各色彩泥，如内质网是捏一条扁平的彩泥之后折叠在一起而成；高尔基体则用二个扁平的彩泥和三个小球表示；核糖体则用若干小球体表示，形状最小，较多的放于细胞质中，一部分固定内质网上。也有同学用各色彩纸折成各种细胞器。细胞核的制作也是各式各样，有的在细胞质中央挖一圆，放上一个圆形彩泥；有的则用一个乒乓球代替，也有的用半个蛋壳倒扣在细胞质中表示。很难得的是大多数小组制作的模型能体现细胞器结构和功能的联系。

高三生物二轮复习中模型构建及应用

摘要：高三生物二轮复习中需将零碎的知识模块化，系统化，同时需不断巩固知识，整合知识。本文以案例的形式，介绍了在二轮复习过程中不同类型模型构建的应用，整合生物学中的核心知识，并且探讨了模型构建在二轮复习中的意义

关键词：模型构建； 二轮复习； 应用

教育部2003年颁布的《普通高中生物课程标准（实验）》中，明确将获得生物学模型的基本知识作为课程目标之一，并在内容标准或活动建议部分做了具体的规定。这是我国中学生物学课程发展历史上第一次如此重视“模型”。高考考试大纲也将建立模型的方法列入能力考核的目标与要求。所以不管是课程标准还是高考大纲的要求，模型和模型构建在高中生物教学中具有重要意义。

1 模型与模型构建

所谓模型，是指人们为了达到某种特定的目的，而对研究对象所作的一种简化的、概括性的描述，是科学研究中对复杂事物的一种简单的描述方法。这种描述可以是定性的，也可以是定量的；可以借助具体的实物，也可以通过抽象的形式。所以模型作为一种认识手段和思维方式，是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一。

建立模型的过程，是一个思维与行为相统一的过程。通过对科学模型的研究来推知客体的某些性能和规律，借助模型来获取、拓展和深化对于客体的认识方法，就是科学研究中常见的模型方法。

高中生物学课程模型建构与科学研究中的建立模型在思维本质上一样的，但高中生物学课程模型建构活动的主要价值是让学生通过尝试建立模型，体现建立模型中的思维过程，领悟模型方法，并获得或巩固有关的生物学概念和生理过程。

2 高中生物教学中常见的几种模型构建类型

高中生物课本中常见的模型主要包括主要有物理模型、数学模型、概念模型等。表1是三种模型的比较。

3 模型构建在高三生物二轮复习中的具体应用

模型建构在高中生物新课程教学中的应用

《普通高中生物课程标准》明确指出：了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力。获得生物学的基本事实、概念、原理、规律、模型等方面的基础知识。

由此可见，模型教学在高中生物新课程标准中被提到较高的高度，建模能力被认为是将来学生从事科学研究的必备能力。所以模型方法实施的研究不仅符合新课程标准的要求，也是教师适应新课程改革的必需。中学生物学的教学应努力将模型方法应用于课堂教学之中，以提高学生的科学素养和科学探究能力。

一、理论依据

构建模型的思想在教育领域的运用并不陌生。在皮亚杰和早期布鲁纳的思想中已经有了建构的思想，但相对而言，他们的认知学习观主要在于解释如何使客观的知识结构通过个体与之交换作用而内化为认知结构。美国视听教育家戴尔1946年写了一本书叫《视听教学法》，其中提出了“经验之塔”的理论，对经验是怎样得来的做了描述，认为经验有的是直接方式、有的是间接方式得来的。各种经验，大致可根据抽象程度分为三大类(抽象、观察和做的经验)、十个层次，如图所示：

在十个层次中，设计的经验是指通过模型、标本等学习间接材料获得的经验。模型、标本等是通过人工设计、仿造的事物，都与真实事物的大小和复杂程度有所不同，但在教学上的应用比真实事物更易于领会。从经验之塔可以看出，宝塔最底层的经验最具体，越往上升则越抽象。教育教学应从具体经验下手，逐步上升到抽象，有效的学习之路就应该先充满具体经验。目前我们教育教学最大的失败在于使学生记住许多普通法则和概念时，没有具体经验作它们的支柱，学生对这些法则和概念的理解只能是抽象的，不具体的。因此，要充分理解概念、定理等，最好从做的经验开始。模型构建是做的经验，通过模型构建，我们再去理解概念、定理等就容易多了。

二、在生物教学中进行模型建构教学研究的原因

从戴尔的经验之塔可以看出，模型建构更加符合中学生的认知实际。通过动手操作，不但可以获得做的经验。而且还可以将之总结运用，上升到抽象的经验，并推广运用，从而使我们的教学上升到一个新的台阶。模型可使研究对象直观化、简约化，使之便于研究；又可以简略地描述研究成果，使之便于理解和传播；还可以用于计算、推导，延伸观察和实验结论等。因此，应充分地利用模型资源，使抽象的内容具体化，引导学生进行探究。