下载文档原格式
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。
【高中生物】高中生物中生物数学模型的应用【摘要】数学模型的教学方法在现代科学的教育中非常受重视。
数学模型，是把客观生物学现象与概念翻译成一套反映研究对象的数学关系，通过数学符号以及方程式来进行表达和运算。
在现今高中的生物学教学中，引导学生们去构建数学模型，这种方式有利于培养学生通过现象去揭示本质的洞察力，从而更好地深化对于知识的理解。
【关键词】数学生物学模型及其在高中生物教学中的应用《普通高中生物课程标准》里要求学生们能领悟数学模型建立的科学方法和其在科学研究中的应用。
在高中生物教学中如果可以有效合理地去开展数学模型在生物教学中的应用，就可以在一定程度上培养学生们在解决实际的生物学问题时对建立数学模型的方法的应用。
另外也有益于学生们对数学模型思想方法的理解，本文列举以下一些常见的例题来阐述高中生物学教学中对于数学模型的应用。
一、高中生物教学中数学模型的分类高中生物数学中的数学模型主要分为两类，一类是确定性数学模型，另一类是随机性数学模型。
下面介绍这两种数学模型：确定性的数学模型是用各种方程式、关系式、代数方程、微分方程和积分方程等来进行表示。
这类数学模型是目前最为普遍的一种数学模型，即运用数学的方法来研究和描述必然性的现象。
对于复杂的生物学问题，我们可以借助确定性的数学模型来转换成相关的数学问题。
生命物质的运动过程可以运用确定性的数学模型来进行定量的描述。
我们可以对数学模型进行逻辑推理以及求解运算，从而获得从客观事物上总结出有关的结论，以此实现研究生命现象的目的。
例如《分子与细胞中》中，细胞的无氧呼吸方程式，有氧呼吸方程式和光合作用方程式。
生物现象是随机和偶然的。
随机数学模型，即利用过程论、概率论和数理统计的一些方法来研究和描述一些随机现象。
然而，同一事件或随机事件的重复发生可以表明变化是有规律的。
因此，生物学研究中常用的方法是运用过程论、概率论和数理统计的方法建立随机性的数学模型。
各种统计分析方法现已成为研究生物学工作和生产实践的常用手段，而生物统计学是生物数学模型发展的早期分支。
高中生物模型课教案及反思教学目标：通过本节课的学习，学生能够了解生物模型的概念和作用，掌握构建生物模型的方法，并能够运用生物模型解决实际生物问题。
教学重点：生物模型的概念和作用，构建生物模型的方法教学难点：运用生物模型解决实际生物问题教学准备：电脑、投影仪、幻灯片、实验器材教学过程：一、导入（5分钟）通过投影仪展示一些生物模型的图片，引导学生思考什么是生物模型，生物模型有什么作用，为什么需要构建生物模型。
二、讲解生物模型的概念和作用（10分钟）讲解生物模型的定义和作用，引导学生理解生物模型在生物学研究中的重要性，并举例说明生物模型在实际问题中的应用。
三、构建生物模型的方法（15分钟）介绍生物模型的构建方法，包括仿生学模型、数学模型、计算机模型等，让学生了解不同类型的生物模型构建方法，并进行案例分析。
四、实践操作（20分钟）分组让学生运用所学知识和方法，构建一个简单的生物模型，并用该模型解决一个实际生物问题，提高学生的实践能力和动手能力。
五、总结与展望（10分钟）让学生总结本节课的重点内容，提出自己对生物模型的认识，展望未来生物模型在生物研究中的应用前景，激发学生的兴趣和思考。
反思：本节课的教学内容紧扣生物模型的概念和作用，通过案例分析和实践操作，让学生深入理解生物模型的构建方法和应用场景。
但在教学过程中，学生的实践操作时间较短，有些学生没有完全掌握生物模型的构建方法，需要在以后的教学中加强实践环节的设计，提高学生的动手能力和思维能力。
另外，在教学过程中，可以适当增加一些生物模型的实际应用案例，让学生更加直观地感受生物模型在生物研究中的重要性，引发学生的学习兴趣。
同时，也要关注学生的学习情况，及时调整教学方法，增强学生的主动性和参与度，让学生在实践中不断提升自己的能力和水平。
高中生物学教学中模型建构及应用高中生物学教学中，许多重要的概念和理论难以直接呈现给学生，因此需要使用模型建构和应用的方法来帮助学生更好地理解和掌握知识。
本文将结合一些具体的例子，探讨在高中生物学教学中如何进行模型建构和应用，以及它们在教学中的作用与意义。
一、模型建构模型建构是指通过构建一些物理、化学或数学模型，来描述或解释生物学中的某些现象。
这些模型可以是图表、图像、三维模型等多种形式，可以通过手绘或计算机制作。
在高中生物学教学中，模型建构弥补了许多生物学现象无法直接观察的缺陷，能够更好地帮助学生理解和记忆相关概念和原理，增强学生对生物学的兴趣和学习积极性。
以DNA的双螺旋结构为例，这是生物学中非常重要的一个概念。
DNA双螺旋模型的建构需要学生掌握许多物理和化学知识，而直接描述这个结构对学生来说并不直观。
利用溶液中DNA的螺旋结构模型就可以很好地解决这一问题。
学生可以通过拿两条麻花汆到一起后再拉长，结成的"图案"来理解DNA的双螺旋结构。
这种亲身体验感会更好的进一步加深对DNA双螺旋结构的印象与记忆。
二、模型应用建好模型后，就可以将其用于课程的教学中，直观呈现生物学概念和原理，帮助学生更好地掌握知识。
下列举几个例子具体说明模型应用。
1. 模拟光合作用光合作用是高中生物学中非常重要的一个概念，学生需要理解在此过程中光能如何转化为化学能，并用于生物体的生命活动。
通过利用纸片和麦片等材料组成模拟叶片，学生可以观察光照和黑暗环境下麦片的变化，并通过实验得到麦片的变化是光合作用的结果。
2. 模拟器官结构人体生物学是高中生物学中的重要内容之一。
人体每个器官都有其独特的结构和功能，构成了一个完整的生命体系。
通过模拟器官的结构，比如利用制作3D打印器官模型等方式，可以直观呈现器官的组织结构及其功能，帮助学生更好地认识身体各器官之间的关系和联系。
3. 模拟生态系统生态学是高中生物学中的重要分支，其核心理念是生物种群之间的相互依存。
物理模型在高中生物教学中的实践应用初探随着科技的不断发展，教学方法也在不断更新。
如今，越来越多的教师开始引入物理模型来辅助教学，尤其是在高中生物教学中。
物理模型在教学中能够更直观地展示一些抽象的概念，帮助学生更好地理解和掌握知识。
本文将对物理模型在高中生物教学中的实践应用进行初探，探讨其在教学中的优势和挑战，并提出一些具体的应用建议。
一、物理模型在高中生物教学中的优势2. 深化理解：通过制作和观察物理模型，学生可以更深入地理解生物学中的一些复杂现象。
通过模型展示细胞的结构和功能，可以使学生更清楚地了解细胞的组成和作用。
2. 模拟生物过程：比如进行生态系统的模拟实验，通过制作生态系统模型，使学生更直观地了解生态环境中各种生物之间的相互关系，培养学生的观察能力和实验能力。
3. 模拟生物学实验：生物学实验一直是生物教学中重要的一环，通过制作物理模型来模拟一些复杂或者难以观察的生物学实验，可以为学生提供更多的实践机会，提升学生的动手能力和实验技能。
三、物理模型在应用中的挑战1. 制作成本：一些复杂的物理模型需要较高的材料和制作成本，这对学校和教师的经济和技术能力提出了一定的要求。
2. 时间成本：制作一些复杂的物理模型需要大量的时间和精力，教师在教学中需要花费大量的时间来制作这些模型，这可能会对教学进度造成一定的影响。
3. 教师素质：利用物理模型进行生物教学，教师需要有一定的物理模型制作和应用能力，这对教师的素质和能力提出了一定的挑战。
1. 教育部门应当加大对教师的培训和支持力度，提供更多的物理模型教学资源和技术支持，鼓励教师更加积极地将物理模型引入教学。
2. 学校应该加大对教师和学生的物理模型制作和应用的支持力度，提供更多的经费和设备支持，为教师和学生提供更好的物理模型制作和实践条件。
3. 教师在教学中应当灵活运用物理模型，结合教学内容，合理选择和设计物理模型，做到因材施教，充分发挥物理模型在教学中的优势，促进学生更好地理解和掌握生物知识。
高中生物学新课程中的模型、模型方法及模型建构摘要：在高中生物教学中有效强化具体的模仿方法以及模型构建促进学生的生物学习能力以及合作能力的提升，促使学生在模型建构中初步掌握生物基础性概念，注重将生物学习内容有效解决生活实际中的问题，全方位提升学生实际问题的解决能力。
在本文中则是进一步针对高中生物教学中所涉及到的具体的模型概念、模型方法以及模型构建等进行全方位的论述，从而为高中生物教师提供具体的参考依据。
关键词：高中生物、模型、模型方法、模型建构在具体的高中生物课程教学环节中，进行具体的模型构建的方法是教师在教学中最为常用的教学手段之一，主要的目的是帮助学生有效理解所学习的生物知识，全方位分析当前所学习的生物理论性知识，进一步简化学生的生物学习思维，促使学生们在具体的生物学习环节中，将抽象化的问题具体化。
实际生物教学环节中，部分教师尚未形成基本的生物模型教学意识，因此无法高效应用到生物教学环节中，接下来将针对生物教学模型概念、模型方法以及模型构建等进行详细分析。
一、模型概念解析模型也就是站在科学探究以及合理性的猜想的基础上所总结出来的一般性的具有一定的概括性的物质或者基本的思维形式，同时模型是事物的真实表征，本身就具有一定的试探性或者解释性的特点，这不仅是抽象高度概括，同时也是对于具象规律的有效总结。
那么在具体的高中生物教学中，模型则是站在既定的目的的基础上所进行的一种简化的描述。
二、高中生物教学中最为常见的模型方法1、物理模型物理模型具体是用来表现物质的三维特征的，经常是从微观事物或者庞大事物出发进行合理性的使用。
在高中生物教学中最为常见的、典型的物理模型则有细胞结构性模型以及分子结构模型等。
2、概念模型概念模型的主要性作用则是利用文字的方式解释学习中比较抽象性的问题，积极引领学生直观有效认识到生物具体状态以及所呈现的过程，从生物的抽象概念出发，有效将其具象化的过程，设计此类方法的目的是帮助学生理解生物概念基础知识。
高中生物课堂模型教学法的应用黄安卫(广西防城港市防城中学㊀５３８０２１)摘㊀要:高中生物涉及很多模型.教学中注重相关模型的总结与应用ꎬ积极应用模型教学法开展工作ꎬ能很好的激发学生的学习兴趣ꎬ加深学生对生物知识的认识与理解ꎬ为其灵活应用奠定坚实基础ꎬ因此应结合自身教学经验ꎬ围绕具体的生物模型ꎬ采取针对性的教学策略ꎬ促进课堂教学效率的显著提升.关键词:课堂ꎻ模型教学法ꎻ应用ꎻ高中生物中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２２)０３－０１４０－０３收稿日期:２０２１－１０－２５作者简介:黄安卫(１９８０.８－)ꎬ男ꎬ广西防城港人ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中生物教学研究.１细胞膜结构模型高中生物教学中应注重运用多媒体技术为学生展示细胞膜结构模型ꎬ使学生对生物膜各个物质的空间分布有个更为清晰的认识与把握ꎬ在学生的头脑中留下深刻的印象.例１㊀如图１为细胞膜的结构模型ꎬ①－③表示构成细胞膜的物质ꎬａ㊁ｂ表示物质进出细胞的过程ꎬ则以下说法正确的是(㊀㊀).图１Ａ.ａ和ｂ表示两种不同物质运输方式ꎬ均和膜内外物质浓度无关Ｂ.②为磷脂双分子层ꎬ③为蛋白质ꎬ②和③构成了细胞膜的基本支架Ｃ.①为糖蛋白ꎬ分布在细胞膜两侧ꎬ和细胞间识别和免疫密切相关Ｄ.③为载体蛋白ꎬ种类和数量一定程度上能反映该细胞膜的功能解析㊀Ａ项ꎬａ为自由扩散ꎬ和膜内外物质浓度有关ꎬｂ为主动运输ꎬ和膜内外物质浓度无关ꎬ错误ꎻＢ项ꎬ②为磷脂双分子层ꎬ是构成细胞膜的基本支架ꎬ错误ꎻＣ项ꎬ①为糖蛋白主要分布在细胞膜外侧ꎬ错误ꎻＤ项ꎬ③为载体蛋白ꎬ其种类和数量一定程度上能反映该细胞膜的功能ꎬ正确.２ＤＮＡ双螺旋结构模型教学中应做好ＤＮＡ基础知识的讲解ꎬ使学生明确ＤＮＡ的构成ꎬ尤其组织学生开展制作ＤＮＡ双螺旋结构模型实践活动ꎬ激发学生学习热情的同时ꎬ使其在制作过程中更好的掌握与理解ＤＮＡ双螺旋结构ꎬ明确ＤＮＡ结构中各个部分之间的关系.例２㊀ 制作ＤＮＡ双螺旋结构模型 中ꎬ若准备２０个４种碱基塑料片ꎬ其中Ｃ㊁Ｇ㊁Ａ㊁Ｔ分别为４个㊁６个㊁３个㊁７个ꎬ１４个脱氧核糖和磷酸之间的连接物.４０个脱氧核糖塑料片ꎬ１００个磷酸塑料片ꎬ若干代表氢键的连接物ꎬ若干脱氧核糖和碱基之间的连接物ꎬ则(㊀㊀).Ａ.能搭建脱氧核苷酸２０个Ｂ.搭建的分子片段中ꎬ每个脱氧核糖都和两个磷酸相连０４１Ｃ.能搭建不同的ＤＮＡ分子模型４７种Ｄ.能搭建出一个４碱基对的ＤＮＡ分子片段解析㊀Ａ项ꎬ脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有１４个ꎬ因此ꎬ能搭建脱氧核苷酸最多１４个ꎬ错误ꎻＢ项ꎬ搭建的分子片段中脱氧核糖和２个磷酸或１个磷酸相连ꎬ错误ꎻＣ项ꎬ碱基对最多４个ꎬ因此能搭建ＤＮＡ分子模型最多４４种ꎬ错误.Ｄ项ꎬ根据ＤＮＡ双螺旋结构模型ꎬ在脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有１４个的条件下ꎬＤＮＡ分子双链片段最长有４个碱基对ꎬ正确.３染色体数目变化模型有丝分裂ꎬ减数分裂是高中生物的重点㊁难点知识ꎬ尤其染色体数目㊁ＤＮＡ数目在不同时期的判断是各类测试的热门考点.为使学生掌握相关的判断技巧ꎬ应注重与学生一起分析不同时期染色体数目变化规律ꎬ通过在课堂上与学生互动ꎬ一起构建相关模型.例３㊀如图２ꎬ构建的是生物细胞分裂与受精作用中核染色体数目或ＤＮＡ数目变化的数学模型ꎬ则根据模型以下判断正确的是(㊀㊀).图２Ａ.ｂ㊁ｃ两段表示染色体和ＤＮＡ分子的数量变化Ｂ.ＥＦ㊁ＫＬ㊁ＩＪ段均不含染色单体Ｃ.ＣＤ㊁ＧＨ及ＯＰ段染色体数目相同Ｄ.ＯＰ段相对于ＡＢ段ꎬ核ＤＮＡ含量增加Ａ项ꎬｂ为ＤＮＡ数目变化ꎬｃ为染色体数量变化ꎬ错误.Ｂ项ꎬＥＦ为有丝分裂期末期㊁ＫＬ为减数第二次分裂末期ꎬ着丝点已经分裂ꎬ无染色单体.ＩＪ包含减数第二次分裂前中期ꎬ有染色单体ꎬ错误.Ｃ项ꎬＣＤ段涵盖有丝分裂前期㊁中期与后期ꎬ前㊁中期染色体数目和体细胞相同ꎬ而后期则体细胞染色体的２倍.ＧＨ段涵盖减数第一次分裂前㊁中㊁后期ꎬ染色体和体细胞数目相同.ＯＰ段为有丝分裂后期ꎬ是体细胞染色体的２倍ꎬ错误.Ｄ项ꎬＯＰ段染色体数目是ＡＢ段的２倍ꎬ正确.４细胞呼吸模型教学中为使学生更好的掌握细胞呼吸模型应注重多媒体技术的应用ꎬ为学生动态的展示主氧呼吸ꎬ无氧呼吸过程ꎬ使其牢记呼吸作用不同阶段发生的场所ꎬ参加物质以及生成的物质ꎬ在其头脑中构建清晰的模型ꎬ并展示如何运用细胞呼吸模型进行解题.例４㊀将不同浓度的氧气通入一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液中ꎬ其产生的酒精和二氧化碳的量如图３所示ꎬ根据图中信息正确的是(㊀㊀).图３Ａ.氧气浓度为ａ㊁ｂ时ꎬ酵母菌细胞呼吸涉及的酶均不同Ｂ.当其浓度为ｃ时ꎬ有２/３的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵Ｃ.氧气浓度为ｂ时ꎬ酵母菌细胞呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质Ｄ.氧气浓度为ａ时ꎬ酵母菌细胞消耗[Ｈ]的过程伴随着ＡＴＰ的生成解析㊀Ａ项ꎬ氧气浓度为ａ时ꎬ产生酒精的量和释放二氧化碳的量相等ꎬ表明酵母菌只进行无氧呼吸.氧气浓度为ｄ时无酒精生成表明其只进行有氧呼吸.无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸第一阶段的酶相同ꎬ错误ꎻＢ项ꎬ氧气浓度为ｃ时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖分别为ｘ㊁ｙꎬ由图结合细胞呼吸模型可知２ｙ＝６ꎬ６ｘ＋２ｙ＝１５ꎬ得到ｘ＝１.５ꎬｙ＝３ꎬ酒精发酵的葡萄糖占２/３ꎬ正确ꎻＣ项ꎬ氧气浓度为ｂ时ꎬ因生成二氧化碳的量多于产生酒精的量ꎬ表明酵母菌同时进行有氧和无氧呼吸ꎬ产生二氧化碳的场所分别是线粒体基质㊁细胞质基质ꎬ错误ꎻＤ项ꎬ氧气浓度为ａ时ꎬ产生酒精的量和释放二氧化碳的量相等ꎬ表明酵母菌只进行无氧呼吸ꎬ其消耗[Ｈ]的过程在第二阶段ꎬ其不产生能量ꎬ不生成ＡＴＰ.综上可知１４１选择Ｂ项.５种群数量变化模型高中生物教学中为使学生更好的掌握种群数量变化规律ꎬ应引导学生从数学视角分析不同时期同时数量之间的内在关系ꎬ构建对应的数学模型ꎬ深化学生理解的同时ꎬ使学生养成运用数学知识分析生物习题的良好习惯ꎬ促进其生物解题能力进一步提升.例５㊀通过对某生物种群数量进行连续１３年的研究ꎬ计算出λ值(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)ꎬ构建如图４所示的种群数量变化模型ꎬ则以下说法不正确的是(㊀㊀).图４Ａ.前５年生物的种群数量一直在增加Ｂ.第１１年至第１３年ꎬ种群数量先减少后增加Ｃ.第１３年种群数量大于第１０年的种群数量Ｄ.第５年至第９年种群增长速率为０解析㊀Ａ项ꎬ前５年的λ一直都大于１ꎬ表明种群数量一直在增加ꎬ正确.Ｂ项ꎬ第１１年λ的值为０.５小于１ꎬ而第１２年㊁１３年λ的值为１㊁１.５ꎬ表明生物种群数量先减少后增加ꎬ正确.Ｃ项ꎬ假设第９年生物种群数量为ｘꎬ则第１０年生物种群数量为０.５ｘꎻ第１３年生物种群数量ꎬ０.５ｘˑ０.５ˑ１ˑ１.５＝０.３７５ｘꎬ显然第１３年种群数量小于第１０年的种群数量ꎬ错误.Ｄ项ꎬ第５年至第９年λ的保持１不变ꎬ表明种群数量较为稳定ꎬ增长率为０ꎬ正确.６血糖平衡调节模型血糖平衡调节在维持正常的生理活动中发挥关键作用.血糖平衡调节的过程较为复杂ꎬ他与对象之间联系密切.为使学生理解与掌握该部分知识ꎬ构建正确的血糖平衡调节模型.教学中应注重运用多媒体技术为学生播放相关的动画视频ꎬ使学生搞清楚血糖平衡调节各对象发挥的作用ꎬ真正的掌握血糖平衡调节机理.例６㊀如图５为影响人体血糖调节的因素及激素发挥作用的过程示意图ꎬ其中字母表示物质ꎬ丙和丁代表不同细胞ꎬ则以下说法不正确的是(㊀㊀).图５Ａ.正常机体内葡萄糖㊁神经递质和胰高血糖素对胰岛素分泌其影响作用Ｂ.血糖浓度调节的方式是神经－体液调节Ｃ.图中下丘脑相应区域被破坏ꎬ完全丧失血糖调节能力Ｄ.图中抗体攻击受体后引起的糖尿病是一种自身免疫病解析㊀Ａ项ꎬ分析可知葡萄糖为刺激的感受器ꎬ而神经递质为神经调节的信号物质ꎬ胰岛素用于激素调节ꎬ正确ꎻＢ项ꎬ图中血糖浓度调节的方式为:感受器甲或乙ң传入神经ң下丘脑ң传出神经ң胰岛Ａ/Ｂң产生激素ң作用于组织细胞或靶细胞ꎬ因此其属于神经－体液调节ꎬ正确ꎻＣ项ꎬ有血糖平衡调节模型可知血糖浓度变化可给胰岛ａ细胞或胰岛Ｂ细胞产生直接刺激ꎬ因此下丘脑相关区域破坏时ꎬ血糖调节能力并未完全丧失ꎬ错误ꎻＤ项ꎬ由图可知抗体攻击受体会导致组织细胞无法接受胰岛素信号ꎬ影响血糖的正常摄取和利用ꎬ是一种自身免疫病ꎬ正确.综上可知ꎬ错误的选项为Ｃ项.参考文献:[１]王南佳.基于智慧课堂互动式教学的 生物膜的流动镶嵌模型 教学设计[Ｊ].生物学教学ꎬ２０２０ꎬ４５(１１):２９－３１.[２]韩红霞.数学模型建构在高中生物课堂教学中的创新尝试[Ｊ].家长ꎬ２０２０(３１):８５＋８７.[３]吴建基.浅析制作生物模型对学生核心素养培养的促进作用[Ｊ].中学课程辅导(教师教育)ꎬ２０２０(０６):８４－８５.[责任编辑:季春阳]２４１。
物理模型在高中生物教学中的实践应用初探【摘要】本文旨在探讨物理模型在高中生物教学中的实践应用。
首先介绍了背景和研究意义，然后分析了物理模型在生物教学中的应用现状，包括设计与制作、实验教学、知识教学和进化论教学。
通过实例分析，展示了物理模型在生物教学中的优势和作用。
结论部分总结了物理模型在高中生物教学中的实践应用的启示，并展望了未来的研究方向。
本文通过对物理模型在高中生物教学中的实践应用进行初步探讨，为教学实践提供了有益的启示和借鉴。
【关键词】物理模型、高中生物教学、实践应用、生物知识、生物实验、生物进化论、设计与制作、教学应用、启示、未来研究方向1. 引言1.1 背景介绍随着科技的发展和教育方法的不断探索，物理模型在高中生物教学中的应用逐渐受到重视。
通过设计和制作各种生物模型，可以帮助学生直观地感受生物结构和功能，加深他们对生物知识的理解。
在生物实验教学中，使用物理模型可以模拟生物实验过程，使学生在实验中更加安全和方便地进行操作。
探讨物理模型在高中生物教学中的实践应用，不仅有利于提高生物教学质量，还可以促进学生对生物学科的认识和理解。
本文将从物理模型在生物教学中的应用现状、物理模型设计与制作、物理模型在生物实验教学中的应用、物理模型在生物知识教学中的应用以及物理模型在生物进化论教学中的应用等方面进行探讨，以期为高中生物教学提供新的思路与方法。
1.2 研究意义物理模型在高中生物教学中的实践应用初探的研究意义主要体现在以下几个方面：利用物理模型进行生物教学可以激发学生的学习兴趣和动手能力。
学生通常更喜欢通过实践操作来学习知识，而物理模型的制作和展示过程需要学生动手参与，这样可以增强他们的学习兴趣和培养他们的动手能力，提高他们对生物学的学习积极性。
物理模型还可以帮助学生更全面地理解生物学知识。
生物学涉及的内容非常广泛，而且很多生物现象是动态的、立体的，通过物理模型可以将这些复杂的生物现象呈现出来，帮助学生更全面地理解生物学知识，促进他们的综合思考和提高解决问题的能力。
高中生物教学中的模型建构概述作为一门基础科学，生物学的学习和教学过程中，模型建构是非常重要的一部分。
模型建构是指学生通过分析生物现象或者实验数据，从中挖掘生物学的本质规律，提出解释生物现象的假说，并利用科学方法来验证假说的过程。
模型建构是高中生物教学中的重要环节，能够提高学生的科学素养和科学思维水平，培养学生的观察能力和质疑精神。
本文将探讨高中生物教学中的模型建构，包括模型建构的基本过程、模型建构的教学策略以及模型建构对学生的作用等方面。
模型建构的基本过程模型建构的基本过程包括以下几个步骤：1.观察生物现象，提出自己的问题；2.收集和整理相关资料，对生物现象进行分析和归纳；3.提出假说，从中挖掘生物学的本质规律；4.设计实验来验证假说；5.分析实验结果，对假说进行修正和验证；6.将假说转化为一个更加完善和解释性强的模型。
在这个过程中，学生需要进行信息搜集、思维整合、探索实验、数据分析等多个环节。
学生需要不断地反思和修正自己的假说，最终形成一个更加完善和准确的模型。
模型建构的教学策略在生物教学中，模型建构教学策略的选择和运用，对教学效果有很大影响。
以下是几种常用的模型建构教学策略：案例教学案例教学是一种基于真实生物现象的教学方法，它的核心思想在于让学生通过具体的案例和实例来进行文献扎实的思维训练。
在案例教学中，学生受到生物现象的启发，理解和掌握生物学的基本概念和规律。
通过对实例进行分析和归纳，学生可以反思他们的经验和感性认识，从而形成自己的理性认识。
问题驱动问题驱动是一种基于问题构建模型的教学策略。
无论是观察生物现象还是进行实验，学生先提出一个问题，再逐步构建模型，验证假说，解决问题的过程。
学生通过问题驱动的模型建构，能够更好地培养学生的科学思维和质疑精神，提高学生的分析能力和创新能力。
合作学习合作学习是指学生在互相合作，相互帮助，共同完成任务的过程中，得到知识和技能的教学方法。
合作学习可以促进学生之间的交流和合作，激发学生解决问题、发现规律的兴趣和热情。
高中生物模型方法教学及策略生物学作为一门关于生命现象和生命规律的科学，其内容丰富，而传统的教学方法往往无法全面有效地将这些内容传授给学生。
为了提高高中生物学的教学效果，一种被广泛应用的教学策略是模型方法教学。
本文将探讨高中生物模型方法教学的意义、实施步骤以及相应的策略。
一、模型方法教学的意义模型方法教学是一种通过建立模型，模拟真实生物现象、展示生物实验结果的教学模式。
相比于传统的讲授、实验演示等单一形式，模型方法教学具有以下几个重要意义：1.激发学生兴趣：采用模型教学可以将抽象的生物概念图形化、形象化，使学生更加容易理解和接受。
这样的教学方式能够激发学生的学习兴趣，提高他们的学习主动性和积极性。
2.促进思维能力发展：模型方法教学鼓励学生进行观察、思考、分析和推理，从而培养他们的动手能力和思维能力。
通过自己动手搭建模型，学生能够更好地理解生物现象的原理，培养他们的科学思维能力。
3.减少实验难度：有些生物实验操作困难或者时间受限，但通过模型方法可以模拟实验结果，让学生对实验过程有更深入的理解，减少实验过程的依赖性，提高实验效果。
4.节约教学资源：传统的生物实验需要大量的实验器材和实验条件，而模型方法教学仅需一些简单的材料即可，既节约了教学资源，又能达到良好的教学效果。
二、模型方法教学的实施步骤实施模型方法教学需要遵循一定的步骤，以下是一个常用的实施流程：1.确定教学内容：根据教学大纲和学生的学习需求，确定适合采用模型方法教学的内容和重点。
可以选择一些生物现象复杂、难度较大的内容进行教学。
2.设计模型：根据教学内容，设计合适的模型，可以是三维模型、平面模型或者其他形式的模型。
模型必须能够准确、形象地表达所要教学的生物现象，模型的搭建对于教学效果起到至关重要的作用。
3.进行示范教学：教师在课堂上进行模型展示和讲解，通过逐步搭建模型来展示生物现象，并且进行相应的解释。
学生在观察和借鉴的过程中，逐渐理解模型所示生物现象的原理。
立体模型制作助力高中生物教学：以DNA分子的结构为例随着科学的不断进步和人们的认知水平的提高，生物学成为了一个越来越重要的学科，特别是对于高中生来说，生物学是必修课程之一，并且研究复杂化学物质结构的重要性越来越受到关注。
本文将简单介绍在高中生物教学中使用立体模型制作技术来帮助理解DNA分子的结构。
DNA分子是一个极其复杂的化学物质，由不同的碱基组成。
DNA分子的结构对于生物学研究和遗传学探究是至关重要的。
在高中教育中，正确的理解和掌握DNA分子的结构是十分重要的。
但是，纸上的图像只能提供表面理解，没有立体金字塔模型的辅助解释就很难给高中生一个直观的理解。
我们需要通过制作立体模型来帮助学生们更好地理解DNA分子结构，而制作这样一个复杂的立体模型是非常具有挑战性的。
但是，如果老师和学生都掌握了正确的制作技术和步骤，制作DNA分子的立体模型并不是一件困难的事情。
正因为如此，使用立体模型制作技术来帮助理解DNA分子的结构在普及数学、物理学和化学的高中学校中越来越广泛。
下面，我们将指引高中生一步一步制作一个DNA分子的立体模型。
需要选择相应的材料，如塑料等。
需要先了解、绘制DNA分子的结构草图。
在制作立体模型过程中，一定要严格按照草图上的指示进行，确保每个构件的形状都是准确的。
在制造过程中还需要使用强力胶水，慢慢地粘合每个模块，让它们最终组成一个完整的立体模型。
在制作过程中，还需要注意模型中各个部分的比例和形状，以确保模型的形态和真实的DNA分子相似。
同时，也需要在制作过程中仔细检查每个小部件的位置是否正确，确保不出现偏差。
制作好之后，理解DNA分子结构并不需要过多的时间。
通过观察模型，学生可以清晰地了解DNA分子内部的各个组成部分，包括核苷酸和碱基对的形状、数量，以及螺旋的形状和角度等重要的结构信息。
可以预期，这种更加视觉化的学习方法将会极大地帮助学生们获得更深入的理解，从而更容易掌握这些化学物质结构的原理。
例谈模型法在高中生物概念教学中的
应用
摘要：概念是生物学知识的一个重要组成部分，提高概念教学的有效性是生物教育教学研究的一个重点和难点，传统“以教为中心”教学模式中，学生对概念的理解是机械式的，遗忘率高。
模型对概念原型的生动阐释，是将原型高度纯化之后的本质显现，可作为概念呈现的有效载体，模型建构的过程即概念生成的过程。
本文通过案例探讨以模型建构的方法提高高中生物概念教学的有效性。
生物学是研究自然界中生命运动规律的学科，自然界生物种类繁多、运动错综复杂，几乎每个具体的问题都涉及许多概念，因此如何提高生物概念教学的有效性是生物学科教学发展的一个重要课题。
模型方法直观形象，揭示了原型的本质属性，而模型建构的过程充分发挥了学生的主观能动性，使学生主动参与知识构建，符合新课程改革精神，因此将模型方法引入生物概念教学，是提高教学质量的有益尝试。
1. 高中生物学概念特点及现有教学方法存在的问题
高中生物学概念是对生物的结构、生理功能乃至一切生命现象、原理及规律的精确而本质的阐述，是学生进一步探究生物学现象与规律的基础，具有很强的客观性、概括性和抽象性[1] 。
高中生好奇心强，求知欲旺盛，感性认识和具体形象思维能力强。
但对抽象概念缺乏理性认识，因此，概念的生成要与学生的心理特点和认知规律相吻合，从感性到理性，从现象到本质一步步地引导学生主动探索与认知。
而传统教学以教师为中心，忽视学生的能动性，学生被动接受知识，对概念的本质理解不透，脑子里只有概念的名词表象，无法将概念应用于实际，解决问题，概念的学习对学生科学探究、合作交流、情感态度与价值观等因素的培养没有起到应有的作用。
2. 模型方法引入概念教学的意义
人教版高中生物必修1 教材对模型的定义是：“模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述，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。
”由此定义可知，
模型本身就是对概念的生动阐释，而且是高度抽象化、纯化后的本质显现，因其生动形象、简化的特点，可作为概念呈现的有效载体，模型建构过程即是概念生成的过程。
因此，模型方法的引入对于提高概念教学的有效性大有裨益。
3. 模型分类
模型方法是通过构建模型研究、揭示原型（概念）的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式[2]。
根据模型呈现方式的不同，可分为三大类：物理模型、概念模型和数学模型。
物理模型是指以实物或图像形式直观地表达认知对象特征的模型，是对原型的纯化和简化、具有一定的形态结构特征，如人工制作或绘制的DNA 分子双螺旋结构模型、真核细胞三维结构模型、细胞膜流动镶嵌模型等;概念模型是指以文字、图解等形式抽象概括出事物本质特征的模型，如减数分裂过程染色体变化图解、血糖调节模型等;数学模型是指
用来描述一个系统运行规律的数学形式，如数学公式、算法、表格等[3] 。
本文重点论述物理模型与概念模型的应用。
4. 物理模型的应用案例
案例：通过构建目的基因与载体拼接模型理解“自身环化”、“反向拼接”。
活动指导：以学习小组为单位，向每个小组提供一个含目的基因的DNA 片段（黄色卡纸），一个环状质粒（绿色卡纸），卡纸上写有碱基序列，同学们手中的剪刀相当于EcoRI，透明胶带相当于DNA连接酶，请你观察目的基因与运载体序列，在相应的位置剪切并拼接，看看可以拼出多少种不同类型的产物？
学生活动：经过观察找到EcoRI的识别序列GAATTC后在G和A之间剪切，目的基因两端都有EcoR I 的识别序列，剪切后得到3 个片段，质粒上也有一个EcoRI 的识别序列，剪开后经观察发现：质粒的黏性末端与目的基因的黏性末端相同。
多数小组能将目的基因与质粒进行拼接，但碱基序列方向有所不
同（“反向拼接”）。
有些小组创新思维，将目的基因翻转，首尾衔接（“自身环化”），将质粒翻转，拼接成功。
案例分析：基因工程是在分子水平上进行的操作，技术要求高，学生无法实验操作，通过模型模拟演绎，亲身体验基因剪切、基因拼接的过程，理解剪切、拼接的实质
所在，有亲手制作的模型在，原本陌生而抽象的概念变得直观生动，同时培养学生的创新意识与实践能力。
5. 概念模型的应用案例
案例1: “DNA半保留复制”模型的建构。
模型情境：有人认为DNA是半保留复制，有人认为是全保留复制。
现有一一个双链均为■ N的DNA分子，放到■ N的培养基中培养，若进行半保留复制，则复制后的得到的2个DNA都是一条链为■ N,另一条链为■ N;若进行全保留复制，则复制后一个DNA双链均为・N （保留原状），另一个新生的DNA双链均为・N,若经离心，就会出现轻重中不同的条带（显示图片）。
请你根据以上所给资料设计一个实验方案，探究DNA复制的方式，理解何为半保留复制”
案例分析：抓住学生的好奇心，创设问题情境，引导学生分析背景资料所给信息，读懂信息后通过设计实验方案（模型）的方式表现DNA的半保留复制。
学生积极读取信息，获得一种感性认识：半保留复制得到的双链DNA,均
为母链+新链的组合，即■ N/■ N;而全保留复制得到的2个DNA,其中一个与模板一模一样（■ N/■ N,最重），另一个DNA双链都是・N/■ N （最轻）。
由此，形成实验设计思路：将复制一次后的DNA进行离心，若只出现中带，则说明是半保留复制，若出现轻带与重带，则说明是全保留复制。
这一模型的建构基于实验结果的支撑，为后边学习半保留复制的具体过程奠定基础，使学生的知识结构得到顺应，不仅是对学生逻辑思维的有益训练，还能充分培养学生的科学探究精神与实践创新能力。
案例2：“细胞呼吸”模型的建构。
活动指导：以学习小组为单位，每组获得白纸1 张，“线粒体”卡片1 张，各阶段反应物、产物卡片若干，整张白纸代表一个细胞，白纸边缘代表细胞膜，线粒体与细胞膜之间代表细胞质基质，通过小组讨论，合作交流，将相应的卡片放到它们应出现的位置，并用箭头标注各阶段的反应顺序，物质走向，时间6 分钟，然后展示建构成果，小组互评，最后总结归纳细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸的概念。
案例分析：为完成此模型的建构，学生需要分析各阶段的反应式及发生场所才能准
确找出相应卡片并贴到相应位置。
为准确地标注箭头，学生要将各阶段反应串联起来形成一个完整过程。
通过整合素材、图形填充、绘制，学生充分发挥主观能动性，主动参与知识构建，最终形成细胞呼吸的直观模型，突破“细胞呼吸”这一概念。
6. 总结与反思
模型建构过程中出现的一些问题值得反思：（1）缺少形象化之后抽象出概念本质的思维过程，模型建构就会流于形式，变成游戏;（2）为追求细节上的美观而舍本逐末，出现科学性错误，则背离模型方法简化、抽象出本质的要旨; （3）为建构模型而建构模型，须知模型的引入是为揭示概念实质服务的，若背离这一初衷，则适得其反;（4）善用模型方法，不能滥用，并不是所有概念都适用于建构模型，对于一些事实性概念，一些浅显易懂的概念无需费力建构模型，而对于一些核心概念，抽象概念，有一定思维深度，有探究价值，则要巧妙运用模型进行演绎，抓住概念的本质与核心。
