高中生物教学中_物理模型_的尝试
- 格式:pdf
- 大小:82.80 KB
- 文档页数:2
高中生物物理模建构的探索 -----以细胞分裂过程中染色体行为变化为例摘要:物理模型是指通过一个实体结构或者一种简单的实物模具描述一个生物学概念或者过程的模型。
本文以细胞分裂中有丝分裂与减数分裂为例,通过建构细胞分裂过程中染色体的物理模型,使学生更好的理解细胞分裂过程中染色体的行为变化,能有效的比较有丝分裂与减数分裂过程中染色体行为变化的的异同。
关键词:有丝分裂;减数分裂;染色体;模型建构《生物课程标准(实验)》中指出:“了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的作用,培养学生的建模思维和建模能力,领悟和建立物理模型等科学方法及其在科学研究中的作用,培养学生的建模思维和建模能力,获得生物的基本事实、概念,原理、规律和模型等方面的基础知识。
”物理模型是以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征。
在高中生物教学过程中微观的,复杂的教学内容在教的过程会比较抽象,对于这一类不能直接进行观察研究与实验时,我们可以通过物理模型的建构来替代研究对象来进行实验。
向学生开展建构模型的实践活动可以转变传统的教学模式,使枯燥的听课变成人人参与的活动课,不仅提升了学生学习的兴趣,同时也可以培养和发展学生的科学探究、科学思维等学科核心素养,所以我们在教学的过程要重视物理模型的实践制作。
高中生物的学习过程中,很多同学总是混淆有丝分裂和减数分裂的过程,为了将复杂的问题简单化、具体化、生动化和形象化,所以下面通过染色体物理模型建构的方法帮助同学在学习的过程中正确的区分有丝分裂和减数分裂染色体的行为变化。
制作过程中材料的选取要方便、低成本以及环保,模型的建构要遵循科学合理的原则。
所以建构模型要遵循以下原则:简约性原则、科学性原则、可行性原则、环保性原则、美观性原则。
模型的建构过程一般为:模型准备----模型假设----模型假设的改善与修正------模型的建构与总结。
1.模型的准备(1)教学内容分析:有丝分裂与减数分裂是学习遗传变异规律的细胞学基础。
教学·策略高中生物学教学中建构物理模型的现状和实践———以“分子与细胞”为例文|陈云物理模型是三大模型中最普遍的一种,它在高中生物学中的应用具有覆盖面广、简单化、直观等特点,如果学生能建立一个高效的物理模型,就可以直观地感受到生物学中那些难以观察到的、抽象的、理论性强的知识,从而更好地了解和掌握这些知识,也能够对生命现象和规律的本质特征有更深的认识。
教师引导学生构建物理模型的过程,既可以提高学生的协作沟通能力,又可以提高学生主动建构知识、批判性思维和协作沟通的能力,使之能够更好地进行深度学习,进而有效地培养学生的核心素养。
物理模型在高中生物学教学中的引入无论从应用结果还是过程上来说都还不够成熟,面临诸多挑战。
一方面,由于课时有限,教学费用高昂,大部分教师都没有大规模地实施,一般都是由教师直接买来或者自己做一个物理模型,然后再拿出来给大家看,没有让学生亲自动手构建的过程,这对学生来说还只是肤浅的学习,不能很好地发挥物理模型的真正价值。
虽然有部分教师在进行物理建模的工作,但他们更多的是限于自己的体验,尚无具体可行的方法来指导学生构建物理模型。
大多数情况下,师生都将构建物理模型视为一种纯粹的手工活动,学生只会“依葫芦画瓢”,对物理模型的构建缺乏深入的认识,只停留在形式上,致使有关的活动只停留在表层,因而忽略了物理建模活动所蕴含的更深层次的意义,因而未能真正地发挥物理建模活动的功能。
一、引入原型,深度感知阶段“分子与细胞”是高中必修一第3章第1节的内容,其主要内容是讲解了细胞膜的功能成分,与功能的探索历程和流动镶嵌模型等。
“分子与细胞”具有承前启后的作用,一方面,以前一章节组成细胞的分子为基础;另一方面,又为后续关于细胞物质输入和输出的相关学习做铺垫。
由于高一学生在学习思维方面已经逐渐成熟,再加上学生具有较强的好奇心和探索欲。
在课程设计方面,教师要注意突出活动的趣味性、丰富性,要重点培养学生的科学精神。
高中生物课堂物理模型教学的深入研究开题报告《高中生物课堂物理模型教学的深入研究》(一)课题研究的背景和意义课程改革的关键在实施,而实施的关键在课堂。
受传统知识本位、考试本位的影响,当前高中生物教学尽管改革不断深化,课堂的人文性有所加强,但生物课堂教学效率低下,低效教学甚至无效教学的现状没有得到根本性变革,教师问题意识偏弱,反思意识有待强化。
所以当前急待解决的问题是思考新课改背景下高中生物课堂“教什么有效”和“怎么教有效”,从而找到实施新课程标准、落实新课程理念的有效路径和方法。
课题组旨在以课题研究为抓手,以课堂教学实践为基石,在研究中教学,在教学中研究与反思,摸索出高中生物课堂有效教学(物理模型教学)的一般策略与方法,转变教学观念和教学行为,提高课堂效率。
(二)内容:1.研究的视角:本课题的研究着眼于新课改背景下的高中生物课堂教学,以课堂教学为主阵地,以教学实践的行动研究为主要途径,从如何真正落实新课程理念、全面执行课程标准、组织好探究性学习,努力提高课堂教学的效率等方面来进行大胆的尝试和探索。
研究本身不是目的,不是归宿。
通过研究,努力使课题组老师不断思考,加强理论学习和研究,利用科学的教育教学理论来指导实践,提高各成员的专业水平。
课题组对本课题的理解是:课题负责人签名年月日课题组对本课题的理解是:所谓《物理模型教学研究》就是将课本中的核心概念通过物理模型的形式联系起来,将枯燥的文字表述转变成立体的模型,既可以吸引学生的注意力,提高学习兴趣,也能够让学生在这个过程中找到关键概念之间内在的逻辑联系,深刻理解并掌握知识框架,小到一节一章的整合,大到整本书的布局,都可以进行构建物理模型。
从而真正将课堂还给学生,实现学生能力的提升。
(三)研究方法与途径:1.文献检索法。
通过各种路径(文件、会议、报刊、网络、考察等) 关注高中生物教学中所涉及的教学手段及其效果的报道和文献资料;及时了解最新生物课堂教改相关成果的内涵和得失;认真学习与本课题相关的教学原理和理论,提升研究的理论层次。
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。
探索篇•课题荟萃肉议高中生炀教学中物理模型的制作方法刘宗巨(甘肃省嘉峪关市第一中学,甘肃嘉峪关)摘要:在高中生物教学中,构建物理模型是一种有效的学习方法,能够丰富生物教学形式,推动学生的生物探究实验,提高学生的探究能力,促进学生的全面发展。
关键词:高中生物;物理模型;制作一、物理模型的概念和分类物理模型不仅包括物质模型还包括思想模型。
物质模型是指以具体的实物来展示其原来的特征,与原型具有一定的相似度.如设计生态缸等。
思想模型是指根据建模的思维方法以形象化、理想化的方法构建的模型,如生物膜流动镶嵌模型等。
二、高中生物教学中物理模型使用的意义1.有利于促进学生学习兴趣的提高在生物教学中,传统的教学方式发生了改变,学生不再是单纯地被动接受知识,而是从问题着手,开始探究、体验和创新。
构:建物理模型,有利于同学之间的交流,在良好的互动中使抽象问题形象化,学生能够直观地了解生物知识,促进了学生学习方式:的转变,发挥了学生的主动性,使学生成为学习的主体。
物理模型的构建还能够激发学生对生物的探究兴趣,促进小组合作的开展,让学生从探究中收获成功.提高学习效率。
2.有利于提高教学效率物理模型的使用能够加深学生对生物知识的理解,比单纯的讲授和机械的练习更有效。
而且有利于提高学生的建模能力,使:学生能够在遇到新的情景后自主建模。
通过物理建模还能够将相关生物知识进行直观剖析.展示知识的本质属性,加强知识间的:联系,帮助学生形成生物知识体系,提高生物教学效率。
3.有利于培养学生的生物学科核心素养在物理模型构建的过程中,学生通过小组合作的方式体验建:模的过程,学会了搜集资料和模型构建的方法,体会了探索和发:现的过程,提升了科学精神。
同时在物理模型构建的过程中,学生:必然会遇到很多困难,通过困难的解决提高了问题解决能力和品质,提高了学生的能力。
三、高中生物教学中物理模型的制作方法1.利用教材中的知识构建物理模型物理模型的制作应根据生物的具体形状、颜色等按照一定的方法来制作,展示事物正确的位置,揭示事物的本质,丰富课堂教学。
物理模型在高中生物教学中的实践应用初探在高中生物教学中,物理模型可以用来说明生物系统的结构和过程,以及环境对生物群体的影响。
例如,在教学背景下,可以使用木质、塑料、绒布等材料制作动植物的某些部位和组织,如心脏、肺部、肌肉等。
这些物理模型可以用于演示生物机器如何工作,例如心脏如何泵血,肺部如何呼吸。
此外,物理模型也可以用于说明不同外部因素对生物体的影响,例如在海洋生物系统中进行的一个探究,可以设计用于模拟海水在酸性程度/碳酸盐浓度/盐度/温度等方面变化的生态系统。
通过使用物理模型,学生可以更好地了解各种因素对海洋生态系统的影响,并进一步了解如何减缓环境变化对海洋生态系统造成的危害。
2.1 优点2.1.1 生动形象物理模型的可视和可触性,可以使生物概念和实验结果更加直观,使学生更容易理解和掌握生物知识。
2.1.2 互动性强物理模型的制作和使用具有互动性,激发学生兴趣,增强主体性和积极性。
与传统的课堂讲解形式相比,使用物理模型可以使学生更加积极地参与教学过程,以提高他们的兴趣和激发他们的好奇心。
2.1.3 切实可行建立物理模型实验相对简单,材料价格较低,可以使用学校内的教材和材料制作,也可以让学生自己制作物理模型进行实验,帮助学生掌握制作和科学方法的知识和技能。
2.2.1 学生思维方式不同不同的学生,在看待物理模型时可能会有不同的思维方式,导致其理解和掌握物理模型的速度有差异。
2.2.2 教师技能限制实验需要设置实验计划、设计及教学技巧。
如果教师不具备足够的技能,可能会导致实验效果不理想或实验过程混乱。
物理模型的发展趋势将是朝着更多新型材料的设计上去发展。
近年来,3D打印技术的发展使物理模型设计更加便捷,如静脉注射机、脑神经元和人体器官等3D打印物理模型,可以帮助用户观察和了解特定器官功能和结构,并增强学生的体验和方便性,使其更多维度的理解知识。
此外,可以在物理模型上添加数字元素,创造出电子实验室、互动沙盘等交互式物理模型,使学生探索和交互,增加学习的双重体验,为学生提供多样化的教育方式。
物理模型在高中生物教学中的应用和建议作者:吴菲祎来源:《理科考试研究·高中》2015年第07期《高中生物课程标准(实验)》中明确指出:“了解、领悟、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、规律和模型等方面的基础知识”,且在新课标教材中也大量引用了经典的模型建构,因此,建构模型这种新颖的教学模式越来越受到关注.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.模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等.其中,以实物或图画形式直观表达认识对象的特征,叫做物理模型.在人教社出版的高中生物新课标教材中要求学生亲自动手建构的物理模型共有5个,它们是必修一中的《尝试制作真核细胞的三维结构模型》和《利用废弃物品制作生物膜模型》,必修二中的《建立减数分裂中染色体变化的模型》和《制作DNA双螺旋结构模型》,以及必修三中的《建立血糖调节的模型》等.笔者对物理模型建构在新课改下的高中生物教学中的应用谈谈自己的一些观点和建议.一、物理模型建构在高中生物教学中应用高中生物教学中,有的知识点较抽象,看不清摸不着,难突破,如果教师能够从形象思维入手,利用事先制作好的相关的物理模型或是引导学生通过自己思考和动手,建构物理模型来学习生物学知识,将会大大提高学生的学习效率,降低学习难度.1.利用物理模型的建构,激发学生的学习兴趣,巩固重难点爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师.”特别是对于刚刚进入高中学习,思维活跃好动的高一学生,激发学习兴趣,让学生爱上生物,重视生物,主动学习生物,至关重要.教学实例1:在讲授完必修一的《细胞的基本结构》时,学生已经通过前3章的学习,初步了解了细胞的多样性和统一性,组成细胞的分子和细胞的基本结构等知识.对于这部分知识的掌握,过去学生多半是靠死记硬背应付了事,不但知识点凌乱无序,遗忘率高,而且学生也厌倦了背念的老旧学习方式,学习缺乏主动性,效果很差.所以笔者做了相应的改进,引导学生在一周的时间内利用所学知识和手边易得的材料用具,自己动手尝试制作真核细胞的三维结构模型.在这一周的时间里,笔者发现学生表现出了极大的热情.他们自行分组分工,根据细胞各部分结构和功能的特点,尝试用不同的材料来代表不同的细胞结构,还常常为例如“到底用塑料袋还是布做细胞膜”这样的问题而激辩.一周后的模型展示课上,各个小组的学生都带着本小组制作的物理模型进行交流和评价.学生通过动手制作,不但进一步系统性地巩固了真核细胞结构的相关知识,学以致用,对重难点记忆深刻,培养了共同学习、团结合作的精神和动手能力,更重要的是体会到了高中的生物学习不只是死记硬背,原来可以这么有趣,在“玩中学,学中玩”,从而产生了强烈的求知欲和浓厚兴趣,这对于以后高中三年的生物学习十分有益.2.利用物理模型的建构,突破教学中的重难点生物作为一门自然科学,与物理、化学等其他学科相比,有的知识点,特别是某些生理过程较抽象、微观,学生难以感知,无法理解,这就给教师的教学带来很大难度.因此笔者在实际教学中摸索出了一套利用建构相关物理模型来突破重难点的教学方法,效果显著.教学实例2:在讲授《基因指导蛋白质合成》这节新课时,学生总是无法准确理解基因通过转录翻译传递遗传信息的生理过程.以前用挂图或课件,教学效果都不理想,所以笔者在备课时自行制作了基因转录翻译的物理模型.用铁板做支架,用不同颜色的硬纸片做核糖核苷酸,用塑料板做核糖体,用不同颜色和形状的铜线做各种tRNA和氨基酸,并把它们组装成一台能模拟基因转录翻译生理过程的物理模型.在讲授相关知识点时,笔者向学生展示了这台物理模型,边讲解教材中的理论知识,边在模型上动手演示了转录翻译的生理过程,学生兴趣高涨,很快就把书本中抽象难懂的文字和图与眼前这个直观可操作的物理模型联系在一起,并争相上台操作演示,更深入地理解了基因转录翻译中的重要步骤和遗传信息的传递过程.除了可以通过教师课前制作物理模型来攻克教学中的重难点外,也可以通过指导学生在课堂上自己动手制作相关的物理模型来加深理解某些生理过程.教学实例3:在讲授《有丝分裂和减数分裂》相关内容时,染色体在细胞分裂各个时期的形态和数目变化,永远是学生最头痛的重难点.:笔者在教学中一改过去只靠理论讲解和板画相结合的教学方法,尝试着指导学生在已有知识的基础上,在课堂上利用事先准备好的磁铁、彩纸、双面胶、毛线等材料用具,分组讨论,大胆想象,制作简单的染色体模型,现场动手模拟演示有丝分裂和减数分裂过程中染色体的一系列变化,例如染色体什么时候复制,着丝点怎么分裂,染色体如何分到细胞两极,等位基因怎么分离,非等位基因如何自由组合等,从而更加深刻地领悟了这两种细胞分裂过程中染色体形态和数目变化、二者间的区别,以及基因分离定律和基因自由组合定律的实质.教学实例4:同样的教学方法也适用于《DNA分子的结构和复制》的讲授.教师在课堂教学中,引导学生利用硬纸板、彩笔、胶带等工具,构建DNA分子结构模型,模拟DNA的复制过程,使抽象微观的分子结构和生理过程更直观,更具体,有助于学生对相关知识的重难点进一步理解和记忆,也培养了学生探索想象的能力,使呆板沉闷的课堂变得轻松活跃有趣.二、在高中生物教学中应用物理模型建构的几点建议物理模型建构作为一种较新颖的教学方式,在实际教学中有很多地方是需要注意的,以下是笔者对在高中生物教学中应用物理模型建构的几点建议.1.应创造条件鼓励学生多动手建构物理模型有的教师总是担心让学生动手制作物理模型占用太多教学时间,会影响教学进度,其实笔者前面所举的几个教学实例足以证明物理模型的建构不是浪费时间,它不但可以在教学活动中以学生为主体,激发学生学习兴趣,还能突破和巩固重难点,这些优点是传统教学模式所不能媲美的,也正是新课程改革中所推崇的教学新模式,何乐而不为呢?因此在实际教学中,教师应该想方设法留出足够的时间,提供各种材料用具,创造条件鼓励学生多动手制作物理模型,一定会收到意想不到的效果.针对一些制作难度较大的物理模型,教师可在课前事先做好样品或是现场示范某些关键步骤,供学生在制作过程中参考,以降低学生的制作难度.2.应先教授给学生一定的相关理论知识,再组织进行物理模型的建构有的教师在实际教学过程中,一味地求新求变,不考虑学生是否具备相关的知识基础,急于求成,在新课一开始就要求学生建构物理模型.例如:教师没有先向学生讲授“生物膜流动镶嵌模型”的知识要点就要求学生制作相关的物理模型,这是有悖于学生正常的认知顺序的.学生不但不会做,给物理模型的建构带来很大的困难,费时,费力,而且也收不到良好的预想中的效果,是一种失败的教学方式.因此,教师应先教授给学生相关的理论知识,比如磷脂双分子层是如何排布的,蛋白质分子是如何分布的,生物膜具有怎样的结构特点和功能特点等等.学生有了这些知识作铺垫,才知道如何建构生物膜流动镶嵌模型,这样才能收到满意的教学效果.3.应注重对物理模型的评价评价,至关重要.学生通过评价可以了解自己在学习过程中的学习效果和缺陷,及时改进,调整策略,提高学习效率,教师也可以在评价中不断提高教学效率.因此教师应该和学生一起以自我评价和相互评价等方式对物理模型进行评价.师生评价的对象不应该只有学生自己动手制作的物理模型,还应包括教师课前制作的教具.师生对物理模型的评价也应包括两个方面.第一方面是对物理模型最后制作成果的评价,比如该模型的科学性、可操作性、经济实用性、美观性等;第二方面是师生常常忽略的一点,那就是对物理模型制作过程的评价,比如在各小组制作模型的过程中,分工合作是否科学高效,分享到什么收获,还有哪些方面可以进一步创新改进等等,教师也可以谈谈自己在制作过程中的想法和体会.教师可事先设计好模型评价表,罗列相关评价标准,指导学生依表评分,把得分较高的物理模型进行展示、拍照或保存下来作为样品或教具.学生通过这样的评价不但能进一步巩固记忆知识点,同时也体会到了团结协作的重要性和较强的成就感和集体荣誉感,并在不断的创新探索中总结提高,培养了批判性思维和创新能力,这些在将来的高中生物学习中都是必不可少的.教师也参与到学生的评价活动中,不但拉近了师生间的距离,也使教师及时发现自己在制作物理模型中的不足之处和改进方向,这对于教师自身教学素质的提高无疑是非常有好处的.师生共同进步,这正是评价的真正目的,也是高中新课改所倡导的.将物理模型建构运用到高中生物教学中是一种崭新的教学尝试.它最大的优势就是能将生物学中抽象难懂的知识变得形象具体,激发了学习兴趣,降低了学习难度,同时也提高了学生在教学中的参与度,让学生置身于探索科学现象、发现科学规律的活动中,在合作交流评价中学习,充分发挥了学生的主观能动性,培养了科学探究能力,增强了合作意识等.教师也在这个过程中提高了自身教学素养.因此,在高中生物教学中,要充分发挥物理模型建构的优势,善用物理模型建构的教学模式,以达到满意的教学效果.。
[模型建构在高中生物教学中的意义]高中生物模型建构《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,让学生容易地掌握知识的规律。
因此,模型建构是学生必须掌握的科学方法。
1. 新教材中的模型建构活动2. 模型建构的方法(1)物理模型。
了解模型的基本构造→制作构建模型的基本原件→了解基本原件间的关系→依关系连接各基本原件→检验修补完善模型。
(2)数学模型。
观察研究对象,提出问题→根据已有知识,提出假设→根据实验数据,建构模型→继续实验观察,检验修正模型。
(3)概念模型。
理清概念间关系→画出初步关系图→建立连接→标明概念间关系→修改完善模型。
3. 模型建构的意义在高中生物教学中恰当运用模型建构,不仅为学生学习提供直观印象,也让学生在自主探究、合作交流的环境中进行学习,对促进学生的知识、能力、情感态度与价值观的发展有重要意义。
(1)有利于提高学生学习兴趣。
布鲁纳说:“学习最好的刺激乃是对所学材料的兴趣。
”模型能把复杂的问题简单化,抽象的事物形象化,静止的事物生动化,抓住事物的本质特征和生命的内在规律,是激发学生学习兴趣的感性材料。
学生在构建模型中学会了知识,体验到了成功建模带来的喜悦,提高了学习兴趣。
(2)有利于培养学生思维能力。
学生若掌握了模型建构,不仅能透彻地理解知识,也能使学生的认知水平逐步从具体向抽象过渡,从感性思维上升到理性思维。
模型透过现象揭示本质,使一些重点、疑点、难点化繁为简,使学生对知识理解更透彻。
在模型建构过程中,学生们独立思考,训练思维的独立性;遇到问题时,快速寻找解决方法,锻炼思维的敏捷性;在协调模型的整体与局部的关系时,又促进思维整体性的发展。
(3)有利于培养学生自学能力。
建构主义认为:“知识是通过主体积极建构获得的,是根据原先认知结构主动地和有选择性地知觉外在信息,建构当前认知结构的过程,而不是被动的接受外在信息。
2021年8期┆79研究浅议高中生物教学中物理模型的制作方法陈珊珊摘 要:在不断推进素质教育的背景下,课堂教学方式更加多样化。
教师可以利用多媒体和教学模型帮助学生更好地接受新知,提高学习的兴趣,提升课堂教学的效果。
本文将介绍高中生物课堂上对物理模型的应用,并详细讨论如何进行模型制作。
关键词:高中生物;物理模型;制作方法 随着教学理念的不断革新,教师也更加关注一些可以帮助学生更好地理解抽象知识的方式,利用物理模型将其转变为更加直观具体的内容,使学生在拆解分析模型过程中加深理解和记忆。
一、生物课堂中的物理模型应用模型学习法在其他科目当中较为少见,学生普遍的兴趣度更高。
它能够有效吸引学生注意力并加深其对相关知识的理解。
在制作物理模型的过程中,学生可以通过积极参与绘图、制作、拆解拼装等过程,加深对知识的理解,在动手实践的过程中加深对知识的记忆,使总体教学效果有了明显的提升。
在课堂上通过以学生为主体的模型学习,可以构建更加和谐与热烈的课堂氛围。
几乎所有学生都可以参与到互动当中,与传统的单纯的讲解相比更好地突出了素质教育的要求,也是一种对生物课堂的革新与优化,值得教师广泛借鉴与学习。
二、物理模型的制作方法分析 (一)优化建模选材在进行课堂模型制作时要充分考虑到模型的材料选择,尽量使用一些较为常见且工艺简便的制作方式,更有利于提升其制作的效率。
一些较为简便的物理模型教师也可以在课堂上和学生共同制作完成,对于提升学生的兴趣都和互动效果较好,也能够使学生更了解物理模型当中每一个结构所代表的含义[1]。
在选材时可以尽量贴近想要制作的模型的真实情况,如在细胞模型当中可以选择具有一定弹性的布料,相较于塑料袋和纸片等更有利于模拟细胞膜的真实情况。
细胞内部的其他结构可以用橡皮泥捏、塑料泡沫剪切等方式制作,不仅能够实现有效的形状模拟,还可以教导学生节约与环保的理念。
(二)明确建模流程在进行模型制作的第一步要明确对象的特征,教师可以通过互联网搜寻关于这类模型制作的相关视频,形成基本的建模思路。
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。
高中生物物理模型讲解教案教学目标:1. 理解细胞膜的结构和功能2. 熟悉细胞膜的物理模型3. 能够运用物理模型解释细胞膜的运输和通道作用教学重点:1. 细胞膜的结构和功能2. 细胞膜的物理模型教学难点:1. 运用物理模型解释细胞膜的运输和通道作用教学准备:1. 大白板或PPT2. 模型细胞膜3. 示意图和实验模型教学过程:一、导入(5分钟)老师用一个有趣的问题或场景引起学生的兴趣,如:为什么细胞膜被称为“生命之门”?二、讲解细胞膜的结构和功能(10分钟)1. 展示细胞膜的结构示意图,解释磷脂双分子层和蛋白质通道的作用。
2. 讲解细胞膜的功能,如选择性通透性、维持细胞内外环境的稳定等。
三、介绍细胞膜的物理模型(10分钟)1. 展示细胞膜的物理模型,解释模型的结构和原理。
2. 让学生观察模型,探讨模型与实际细胞膜的相似之处。
四、实验操作(15分钟)1. 要求学生用模型模拟细胞膜的选择性通透性。
2. 让学生在模型上添加通道蛋白,观察通道作用。
五、讨论和总结(10分钟)1. 引导学生讨论模型实验的结果,思考通道作用的机制。
2. 总结细胞膜的结构、功能以及物理模型的作用。
六、作业布置(5分钟)要求学生思考如何用细胞膜的物理模型解释渗透作用,并布置相关作业。
教学反思:本节课通过引入细胞膜的物理模型,生动直观地展示了细胞膜的结构和功能,帮助学生更好地理解细胞膜的作用。
同时,通过实验操作和讨论,激发了学生的探究兴趣,提高了他们对细胞膜的认识和理解。
在以后的教学过程中,可以结合更多的实验和案例来加深学生对细胞膜的理解和认识。
物理模型在高中生物学教学中的应用研究摘要:在教育改革的背景下,有关学科基础培养的问题备受关注。
在中学生物教学中,发展学生的基础素养是非常重要的目标之一,不仅是为了提高学生的思维能力,更是为了使学生具有很强的认知能力,衡量生物教学有效性的主要指标之一是学生是否掌握了模型的构建方式。
建立生物物理模型对于帮助和引导学生了解生物学科至关重要,但传统的学习理念只会引导学生学习如何考试、如何解题,不允许学生对特定问题进行理性分析,从而促进他们的能力发展。
因此,教师应加强对中学生物物理模型构建问题的分析。
只有这样才能激发学生的学习兴趣,提高学生的实践技能。
关键词:物理模型;高中生物学;教学引言在现代社会实践和科学技术研究中,模型构建是人们通过模型构建来研究和分析物理对象来解决问题的一种常用方法,在日常教学中,很多教师都使用模型,模型是人们根据特定的目的,对主题所涉及的逻辑、关系、属性、功能、物理目标,例如复制结构。
使用比喻思维方式或手段等。
模型构建属于一种思维方式,也是一种能够帮助学生更好地理解知识的方法,模型可以使抽象的事物更具比喻性、具体性、简单性。
模型有很多类型,有软件模型、数学模型、概念模型和物理模型等,最常用的是概念模型和物理模型。
一、高中生物概念教学的需要生物学是研究生命现象和规律的自然学科,必须以对科学事实和经验思维的重视为基础,以逻辑思维为基础进行分析、判断、综合、推理等思维过程。
简而言之,生物学的概念不仅是生物知识网络的基本组成部分,同样也是一个框架的构成。
学生在其中形成全面的科学知识,具体来说,学生概念的获得要以对生物教科书知识的理解为基础,学生对生物概念的理解是教师在课堂教学活动中的主要目标。
这就要求学生对生物概念要有感官意识,生物概念要上升到理性的高度,才能看透事物的本质,在这方面,教师通过建立物理模型进行教学,在帮助学生获得生物学概念的同时,也帮助他们建立完善的认知结构。
看得出来,这是发展学生思维能力的重要途径和手段。
2020 年 20 期125New Generation构建物理模型的方法是一种科学的教学方法,值得生物广大教师去普及、去思考探究如何更好地运用物理模型的方法去帮助学生更好地学习生物学知识。
人教版的生物教材中讲述了四个物理模型的构建,分别是《分子与细胞》模块中《尝试制作真核细胞的三维结构模型》,《遗传与变异》模块中《模拟减数分裂过程中染色体的变化》以及《制作DNA双螺旋结构模型》《稳态与环境》模块中的《建立血糖调节模型》。
此外,利用构建物理模型的方法来进行生物教学的例子还有许多,如“生物膜的流动镶嵌模型”“有丝分裂中染色体的变化”以及“建构重组DNA分子”等。
一、存在问题与改进思路卢氏县是国家级贫困县,高中生物实验室条件十分有限,存在诸多问题:没有相关实验设备、实验材料的购买没有经费、也没有专业实验技术人员等等。
长期以来,高中生物实验几乎是一片空白,基本停留在“仅仅学习实验理论”层面,出现了高中生物实验课堂“老师讲实验、学生背实验”的怪象。
学生基本没有亲自动手实验的机会,导致学生对实验过程、实验操作及实验现象观察缺乏亲身体验,造成学生对实验原理及相关知识本质没有深刻理解,不利于学生实验操作能力、探究能力的提高及创造能力的培养。
由于卢氏县高中实验条件却极其有限,高中生物教材中提供的是一套统一的实验方案,在我校不能有效开展。
为了使我校实验教学能顺利开展好,有必要对一些实验进行改进和创新,从实验材料、实验用具、实验方法步骤三个方面对高中生物实验进行改进,在保证实验效果的同时,寻找廉价易得的实验材料,改进实验方法,能够在较短时间顺利完成,甚至部分实验能在教室进行,使实验地点具有灵活性。
争取在保证课本中安排的同时,对其中的一些实验进行适当的方法替代或材料替代,以培养我校学生的实验设计能力和对实验理论、方法迁移应用的能力,从而达到能将实验涉及的方法和技能进行综合运用的要求[1]。
二、具体改进方案的探究结合教学实际与文献资料,对教材中已有的物理模型如“建立减数分裂中染色体变化的模型”、“性状分离比的模拟”、“制作DNA双螺旋结构模型”等模型构建进行研究,针对每一个模型在教学实施中存在的困难和问题,进行改进和替代性研究,通过成员的先期探索与尝试,形成初步的模型构建改进方案。
生物物理模型在高中生物教学中的应用作者:林剑波来源:《知识窗·教师版》2016年第09期众所周知,在传统教学模式中,教师往往通过系统、细致的讲解向学生传授知识。
然而,生物作为一门建立在实验基础上的自然学科,单纯地依靠理论讲解远远不够。
因此,改革高中生物的传统教学方式势在必行。
《高中生物课程标准》指出:“提高每位高中生的生物科学素养是高中生物教学的核心任务。
”虽然模型和模型方法在现代教育中的作用越来越大,但是在日常教学过程中不容易找到,且部分生物原型可以用人工模型代替,于是生物课程将模型方法列入了课程目标,以帮助学生抓住生物材料的本质特征。
高中生物模型一般可分为三类:物理模型、概念模型和数学模型。
其中,概念模型多为框架图,如思维导图等。
由于框架图在日常学习生活中的应用非常普遍,所以笔者在本研究中没有进行深入探讨。
而数学模型的制作需要统计大量的数据,并进行大量的实验,非常耗费人力和物力,不适合高中生制作。
因此,本文主要研究较为简单、易操作的物理模型。
笔者首先将全班学生分成若干小组,每个小组人数约为6~7人,以保证每位学生都能参与制作模型的过程。
本课题的模型制作遵循清洁环保、客观真实的理念,采用问卷法、观察法等科学方法完成,并得出了客观结论。
笔者向参与了模型制作的学生和没有参与模型制作的学生发放了相同的知识问卷,对比统计结果得出:参与了模型制作的学生,本模型网络内的知识掌握度明显高于没有参与模型制作的学生。
在此基础上,笔者做了进一步调查,发现参与模型制作中负责调查取样与设计模型的学生对知识的掌握度略高于只负责机械组装的学生。
通过分析调查资料可知:在设计模型过程中,学生需要了解大量的知识,并从中筛选出有价值的信息。
学生通过实践活动,加深了知识记忆,从而迅速掌握了知识。
在中学生物教学中,教师不仅应在课堂上使用生物物理模型,还应引导学生自主设计、制作简易模型,以有效提高学生生物学习的效率。
以“反射弧生物模型”为例(如图1所示),学生可以将制作好的生物模型贴在底板上,在输液管中注入适量的清水。
高中生物教学中“物理模型”的尝试然地进入你的教学并收到理想的教学效果。
3.利用多媒体辅助教学,其生动、活泼、形象的音像效果和动画效果,能使学生的视觉感受和听觉感受有机地结合起来,构成一幅视听立体英语画面,营造出各种不同的情境,模拟各种各样较真实的情景。
让学生在“玩中学、乐中学”,运用活泼多样的形式进行巩固,从而激发学生的学习兴趣,从而恋上英语课堂。
4.多采用课堂教学游戏可以大大增进课堂教学的趣味性。
没有一个孩子不爱做游戏,游戏向来是学生最喜欢的方式,无论简单还是复杂,他们都愿意参加。
教师在设计游戏类型时,可以根据所教内容确定最适合的活动,例如记忆单词是学生的一大难点,在教水果的名称时,可以给出几则谜语让学生猜;然后学生还可以挑自己喜欢的水果设计成谜语互猜,猜出水果名称最多的学生为获胜者。
这个活动将单词背诵转化成一种游戏,学生潜移默化地把英语学习变成一种较为自然的交流活动;同时给学生创造了很好的学习英语的情境,使学生感到学习单词也会很愉快。
通过游戏学英语,使学生在娱乐中学会语言、掌握语言,从而开发智力、发展智力,在游戏中找到学习英语的兴趣,真可谓是寓教于乐。
四、课内外相结合外语教学应主要放在课内,向45分钟要质量。
但要学好英语光靠每周几节英语课是不够的。
所以,我们还要大力开展课外教学活动。
但这种话动不应是课内教学的延续,也不应是无组织的放任自流。
教师要充分利用课外活动时间进行各种教学设计,与课堂教学相互补充,相互渗透。
丰富多彩的课外活动不仅可以拓宽学生的学习思路,还可以巩固学生的学习兴趣。
教师应根据不同班级、不同层次、不同水平、不同爱好的学生,进行适当的组织。
比如,有目的地培养骨干,联系现实生活的教学内容,用口诀帮助记忆,提高学英语热情,表演英语小品、短剧等,调动学习积极性,适当开展竞赛,提高学习兴趣。
如开展英语游戏、演唱会、朗诵会、演讲比赛、识词默写比赛、作文比赛、听力比赛等,既可各班进行,也可同年级、全校进行。
其目的是活跃学生课外生活,巩固课内所学的知识,创造英语的气氛,培养学生学英语兴趣,使课内外结合,相得益彰。
学生在实践中体会学习英语的乐趣,认识学习英语的意义,从而更加重视英语学习。
总之,搞好英语趣味教学,方法是多种多样的。
教师应不拘一格去实施多样化方法。
托尔斯泰说过:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的兴趣。
”只要我们心里装的是学生,就会用全身心的爱去激发学生的学习动力,让学生在兴趣怡然的肥田沃土上结出令人惊喜的硕果,也令学生彻底恋上我们的趣味课堂!江苏省东海高级中学张燕【内容摘要】高中生物学通过在教学中建构“物理模型”,加深对生物学概念和生物学规律的理解,同时培养学生的动脑、动手能力,提高学生的探究能力,是实现优质教学的有效措施。
【关键词】物理模型建构优质教学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、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。
生物学研究中通常用到的模型包括物理模型、数学模型和概念模型等。
在高中生物学教学中,物理模型应用得非常广泛,指导或引导学生构建物理模型,借助实物或形象化的手段,有利于培养学生通过现象揭示本质的洞察力,深化对知识的理解,最终实现优质教学。
一、“物理模型”的概念和作用物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型。
常用来代表非常庞大或者极其微小事物的三维结构,可以帮助学生更好地理解微观知识和三维结构。
最显著的特点是先将难以直接观察的结构或过程简化,把握其主要特征,再将这些特征通过物理模型形象化、直观化。
在教学过程中通过模型的建构与展示,不仅有利于加深学生对所学知识的记忆和理解,而且也能引导学生进行发散思维,提高学生的动手能力和探究能力,学会科学研究的基本方法。
通过物理模型教学还能够提高学生学习的兴趣,培养他们的科学精神和价值观。
二、“物理模型”的种类物理模型从结构功能上既包括静态的结构模型,如真核细胞三维结构模型、生物膜的流动镶嵌模型,又包括动态的过程模型,如减数分裂中染色体变化的模型。
三、高中生物人教版教材中安排的物理模型模块和章节内容模型类型必修1《分子与细胞》第3章第3节真核细胞三维结构模型静态模型必修1《分子与细胞》第4章第2节利用废旧物品制作生物膜模型静态模型必修2《遗传与进化》第2章第1节建立减数分裂中染色体变化的模型动态模型必修2《遗传与进化》第3章第2节制作DNA双螺旋结构模型静态模型必修3《稳态与环境》第2章第2节建立调节血糖的模型动态模型四、“物理模型”构建的方法和步骤建立物理模型是实现优质教学的方法之一。
在教学过程中不能仅局限于课程标准中提到的内容,教师还需要深入研究教学内容,创造性地开展这一活动,在教学中还要引导学生构建模型,才能将物理模型深入课堂,让学生领会物理模型无处不在,更让学生体会到创建模型的快乐,以期获得更好的教学效果。
321.牚握“物理模型”对象的特征。
建构模型首先要选定建构模型的对象,通过观察模型对象形态、查阅研究史料、收集相关信息,分组讨论分析模型的特征,初步设计方案。
如在制作“真核细胞三维结构模型”时,我们首先要明确真核细胞中有哪些细胞器?各种细胞器的主要特征是什么?在细胞中如何分布?如何设计这些细胞器的大小比例?相对数量是多少?在制作“减数分裂模型”时,我们要明确什么是同源染色体,有什么特征?什么是联会?同源染色体在减数分裂各期的形态、数目、走势是怎样的?至少用几对同源染色体就可以形象描述出各期的特征?2.寻找模型合适的展示方式。
通过对模型特征的了解和思考,让学生确定要制作的物理模型是静态的结构模型还是动态的过程模型?学生的作品是挂起来展示还是水平放置展示?如在制作“真核细胞三结构模型”时,我们制作的是一个静态的结构图,把所有的细胞结构固定在相应的位置就可以了。
而在制作“物质跨膜运输模型”时,我们就可以将一些纸质图片用磁铁吸在黑板上,通过移动磁铁和纸质图片来演示一个动态的物质的跨膜运输过程。
3.选择恰当的模型建构材料。
选择材料的时候,应该就近避远,就简避繁。
某一个物理模型是选择纸质的、塑料的、木质的、布质的还是铁质的材料?什么样的材料最经济、环保、耐用?模型如何保存较长的时间?如制作“DNA分子双螺旋结构”的模型时,五碳糖、磷酸、含氮碱基分别用什么材料?它们之间用什么来固定连接?在制作“基因工程模型”中用什么材料来制作DNA分子?用什么材料来制作限制性核酸内切酶?用什么材料来制作DNA连接酶?这一环节中要大胆选材,不拘泥于课本材料的限制。
4.建构模型。
在建构的过程中,遵循先大后小、先简后繁的原则,由表及里、先框架后细节进行逐步建构。
针对材料细化方案中各个步骤,确定模型制作的实施过程和具体分工,按照分工制作各部分配件,然后将配件组合。
例如:“基因工程过程模型”的制作中,我们首先要制作DNA的平面结构,用不太硬而又有一定柔韧度的、不会一弯曲就折断的纸,如旧挂历、美术素描用纸等。
据需要至少要制作三个不同的DNA分子,所以将三种颜色的纸先剪成5厘米宽、20厘米长的纸条,上面标上碱基对,再用剪刀模似限制性核酸内切酶来识别DNA上特定的核苷酸序列并在一定的位点切开,最后用透明胶带模似DNA连接酶将特定的位点连接起来。
整个动态的物理模型就完成了。
5.模型的检验与完善。
模型检验对建模的成败是非常关键的,一个模型建构完后,要审查模型的科学性和美观性。
通过小组内查阅相关资料,相互讨论,进行检测,找出其优点和不足,分析出不足的原因,并提出自已的创新思路,进行修正、完善。
如果检测的结果不符合实际,不具备科学性,应该加以修改和补充,甚至换用其它材料或方法重新编排。
同时还要考虑模型的美观性以及保留价值,并引导学生不断完善模型,通常一个模型要经过多次反复修改才能得到满意结果。
6.模型的交流展示,合理评价。
建构模型的最后一步就是全班开展模型展示和评比,各组汇报不仅要向同学们阐述其小组制作的模型的科学性、美观性、创造性,还要对其他同学提出的疑问进行现场答辩。
所有的学生都有亲身体验制作模型的体会和感受,实现了学习的合作和共享。
教师不失时机地在突出基础知识的同时,也要表扬学生的活动成果。
学生是学在其中,乐在其中。
通过建构模型所达到的教学效果绝不是传统教学讲授法所能实现的。
评价内容可以加以整理,写出评价文本。
如下表所示:建构方案设计模型材料的选择模型亮点模型缺憾弥补方法优星指数五、生物学教学中建构“物理模型”的意义1.通过建构“物理模型”,加深对概念的理解。
目前高中学生对概念的学习大多数还是停留在记忆的层次上,死记硬背,没有真正理解、不能联系到实际的情景或原理中去,导致学生机械地掌握知识,不能灵活应用。
为此,教师在教学中特别要注意培养学生建构物理模型的能力,加深对概念的理解。
如在学习酶的专一性时,如何理解“每一种酶只能催化一种或一类化学反应”这个概念时,笔者首先带领学生观察书上86页第一大题、第三小题。
题中的图为某类酶作用的物理模型,通过学生用文字描述这个模型,加深对酶专一性的理解。
同时让学生课后制作“酶专一性的模型”,有的学生就用土豆、萝卜削出了与书本呈现不同形态的“酶专一性物理模型”;也有的学生拿了一把钥匙配一把锁来展示;还有的学生用纸剪出了这个物理模型,都体现出学生对概念的理解很透彻。
2.通过建构“物理模型”,加深对生物学规律的理解。
高中生物教材中涉及了很多生物学规律,如基因的分离规律、基因的自由组合规律、伴性遗传规律、基因指导蛋白质合成的规律等。
这些规律都是从实际的生物学情景或是物理模型中总结出来的。
而有些学生没有从根本上去认识和理解这些规律,只是停留在硬性记忆上,这样导致学生在做题时不能灵活应用生物学规律,老师讲了就能懂,但是自己做题时却不能准确地分析生物学过程、选用生物学规律求解。
为此我们上课时采用建构物理模型的方法,使得生物学规律更加直观,再做题时学生一看到规律就会联想到生物学情景或物理模型、一遇到生物学情景或过程就知道应该用什么生物学规律来求解,这样他们掌握的知识就不空洞,学得就比较扎实。
3.通过建构“物理模型”,培养学生动脑、动手的能力。
建构主义理论认为,学生学习的有效性首先体现在学生是否积极主动地参与学习,以保证对知识的主动建构。
如果能让学生直接参与一些物理模型的制作活动,可以充分调动学生的多种感觉器官,激活学生的思维。
在具体操作过程中,让学生根据已有的生物学知识,发挥自己的想象,提出自己的观点,让学生不断地发现问题,自主解决问题,学生的主动性和创造性就会得到较好的训练和开发,学生的动手能力就会得到有力的提高。
4.通过建构“物理模型”,提高教师的综合素质。
物理模型从开始构想到动手设计、制作,都要经过深入思考和反复研究,还要在试验中不断加以改进。