王智君

【摘 要】生物新課標要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，教材中的模型建構(gòu)對于培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力有著重要的作用和意義。

【關(guān)鍵詞】模型構(gòu)建；作用；意義

模型建構(gòu)是根據(jù)相似性原理通過模擬的方法制成研究對象的模型，用模型來代替被研究對象，模擬研究對象的實際情況，來進行實驗研究。模型建構(gòu)是生物學(xué)教學(xué)中一種能體現(xiàn)新課程改革理念的重要教學(xué)方法。而目前許多教師認為課本中的模型建構(gòu)活動并不是非做不可，這是實際教學(xué)時模型建構(gòu)活動開展不夠的根本原因。事實上，在課程標準中已經(jīng)將模型建構(gòu)提升為高中生物學(xué)課程的基本內(nèi)容之一，模型建構(gòu)的教學(xué)活動并不是可有可無的。

一、模型建構(gòu)在生物教學(xué)中的作用

1.通過模型建構(gòu)，提高學(xué)生形象思維能力

形象思維在學(xué)生的生物學(xué)習過程中起著極為重要的作用。如果學(xué)生對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、對特定條件下的生物現(xiàn)象和生理過程，在頭腦中沒有建立起正確的形象，就難以把文字敘述和現(xiàn)實過程有機地聯(lián)系起來，也就難以正確地進行分析、推理、判斷等邏輯思維活動。例如，如果學(xué)生頭腦中沒有建立起生物膜的流動鑲嵌模型，就難以理解生物膜流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容和分析生物膜的結(jié)構(gòu)和功能特點。有一些學(xué)生學(xué)不好生物，其概念對他們來說既神秘又玄妙，難以入門，重要原因之一，就是他們的頭腦中沒有形成正確的生物形象。要提高學(xué)生的形象思維能力，必須加強直觀教學(xué)，以豐富學(xué)生的表象儲備。由實驗和觀察形成的表象最生動、最具體、最真實，實驗是形成生物表象的最有效途徑。由于生物學(xué)中很多研究對象直接用來實驗很困難或者不可能，因而模型建構(gòu)成為生物學(xué)中一個重要的方法。因此，在中學(xué)生物教學(xué)中，要幫助學(xué)生輕松學(xué)習，教師應(yīng)當通過引導(dǎo)學(xué)生進行模型建構(gòu)，培養(yǎng)和提高學(xué)生形象思維能力。

2.通過模型建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在高中生物學(xué)教學(xué)中可以充分利用模型建構(gòu)的機會來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目標。例如，必修l第4章“細胞的物質(zhì)輸入和輸出”第2節(jié)“課外制作──利用廢舊物品制作生物膜模型”，雖然教材中所給出的模型建構(gòu)都是經(jīng)典和較成熟的理論，但仍可利用這些素材作為基礎(chǔ)，通過深化來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神并豐富流動鑲嵌學(xué)說，例如：在制作膜的模型過程中，可就如下問題進行個性化的討論：①制作模型的選材還可以有哪些？②糖蛋白在膜的兩側(cè)都有分布嗎？③溫度的高低與膜的流動性有關(guān)嗎？有怎樣的關(guān)系呢？上述問題，有的可以找出答案，有的沒有定論，但這些問題卻可以使學(xué)生在制作生物膜模型時，加深對生物膜學(xué)說的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習生物學(xué)的興趣。同時，制作的過程，也是學(xué)生根據(jù)自己所獲取的知識進行創(chuàng)新思維的過程。

3.通過模型建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的建模思維和建模能力

例如必修2模塊中減數(shù)分裂過程染色體的行為和數(shù)目的變化是這節(jié)內(nèi)容的難點，大多數(shù)教師在解決這個難點問題時更喜歡借助多媒體課件的演示來組織教學(xué)，其實我們可以通過建構(gòu)模型，弄清減數(shù)分裂過程中染色體變化的本質(zhì)特征，效果很理想。

在教學(xué)第1課時結(jié)束后，教師提出學(xué)習任務(wù)：請同學(xué)們觀察教科書中的圖片，結(jié)合老師課堂上所講解的減數(shù)分裂的過程。以兩對同源染色體為例，用合適的材料在課外進行建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型。教師要不失時機地提出相關(guān)問題：①染色體數(shù)目減半發(fā)生在什么時期？原因是什么？②減數(shù)第一次分裂結(jié)束時細胞中染色體有何特點？③減數(shù)第二次分裂過程染色體行為與有絲分裂異同點？④交叉互換對配子種類有何影響？⑤非同源染色體的自由組合對配子的種類又會產(chǎn)生怎么樣的影響？請同學(xué)們帶著相關(guān)的問題進行模型建構(gòu)。

第2課時學(xué)生小組展示模型構(gòu)建的成果，師生展開交流和研討，共同對學(xué)生的模型進行修改、分析和評價，師生逐步歸納出規(guī)范的模擬模型。在此過程中，師生先討論得出上節(jié)課問題的答案后，教師提出進一步的學(xué)習任務(wù)：請同學(xué)們根據(jù)模型，找出減數(shù)分裂過程中染色體和DNA數(shù)目變化的規(guī)律。并引導(dǎo)學(xué)生將上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖。

以上案例中模型構(gòu)建活動強化了學(xué)生對減數(shù)分裂過程染色體變化規(guī)律的理解，再通過引導(dǎo)學(xué)生建立染色體和DNA數(shù)目規(guī)律性變化的數(shù)學(xué)模型，達到對減數(shù)分裂本質(zhì)深層次認識的目的。這樣的教學(xué)活動不僅幫助學(xué)生很好地解決了學(xué)習上的難點問題，也很大程度上培養(yǎng)了學(xué)生的建模能力和建模思維，這對他們?nèi)蘸蟮膶W(xué)習有很大的幫助。

在高中生物教學(xué)中恰當運用模型建構(gòu)，不僅為學(xué)生學(xué)習提供直觀印象，也讓學(xué)生在自主探究、合作交流的環(huán)境中進行學(xué)習，對促進學(xué)生的知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的發(fā)展有重要意義。

二、模型建構(gòu)在生物教學(xué)中的意義

1.有利于提高學(xué)生學(xué)習興趣

布魯納說：“學(xué)習最好的刺激乃是對所學(xué)材料的興趣?！蹦Ｐ湍馨褟?fù)雜的問題簡單化，抽象的事物形象化，靜止的事物生動化，抓住事物的本質(zhì)特征和生命的內(nèi)在規(guī)律，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣的感性材料。學(xué)生在構(gòu)建模型中學(xué)會了知識，體驗到了成功建模帶來的喜悅，提高了學(xué)習興趣。

2.有利于培養(yǎng)學(xué)生思維能力

學(xué)生若掌握了模型建構(gòu)，不僅能透徹地理解知識，也能使學(xué)生的認知水平逐步從具體向抽象過渡，從感性思維上升到理性思維。模型透過現(xiàn)象揭示本質(zhì)，使一些重點、疑點、難點化繁為簡，使學(xué)生對知識理解更透徹。在模型建構(gòu)過程中，學(xué)生們獨立思考，訓(xùn)練了思維的獨立性；遇到問題時，快速尋找解決方法，鍛煉了思維的敏捷性；在協(xié)調(diào)模型的整體與局部的關(guān)系時，又促進了思維整體性的發(fā)展。

3.有利于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

建構(gòu)主義認為：“知識是通過主體積極建構(gòu)獲得的，是根據(jù)原先認知結(jié)構(gòu)主動地和有選擇性地知覺外在信息，建構(gòu)當前認知結(jié)構(gòu)的過程，而不是被動的接受外在信息。”強調(diào)認知是一個過程，學(xué)生必須參與到知識建構(gòu)中。模型建構(gòu)就是教師引導(dǎo)學(xué)生在一定的情境中通過自己動手去建構(gòu)、不斷修改、完善模型，讓學(xué)生在做中去探索、交流、學(xué)習，從而培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

4.有利于培養(yǎng)學(xué)生探究能力

蘇霍姆林斯基認為：“讓學(xué)生體驗到一種自己在親自參與掌握知識的情景，乃是喚起青少年特有的對知識的興趣的重要條件?！蹦Ｐ吞峁┝诉@種教學(xué)情境，在建構(gòu)模型時，學(xué)生需要確定研究對象，設(shè)置已知和未知，選擇合適的研究方法，檢驗?zāi)Ｐ偷目茖W(xué)性和準確性，在親歷思考和探究中完成知識體系的構(gòu)建，領(lǐng)悟到科學(xué)探究的方法。因此，利用模型進行探究性學(xué)習，能夠讓學(xué)生置身于探索科學(xué)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的活動中，培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。

5.有利于培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作能力

在模型建構(gòu)中，教師通過設(shè)置情境來引導(dǎo)學(xué)生進行探索，讓學(xué)生獨立思考、自主建構(gòu)，同時開展生生間、師生間等多種交流活動。通過交流合作使學(xué)生從不同層面去思考問題，對自己和他人的成果進行反思，在合作交流中相互啟發(fā)、相互促進、共同發(fā)展，培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神和參與意識。

6.有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

陶行知說：“只有民主才能解放最大多數(shù)人的創(chuàng)造力，而且使最大多數(shù)人之創(chuàng)造力發(fā)揮到最高峰?！蹦Ｐ蜆?gòu)建是學(xué)生在民主的氣氛下根據(jù)所學(xué)知識進行創(chuàng)新的過程。通過學(xué)生的主動思考，動手參與，不斷分析、反思和修正，極大地豐富了學(xué)生的形象思維和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

可見，模型建構(gòu)不失為高中生物教學(xué)的一種有效教學(xué)形式。在教學(xué)中，應(yīng)充分利用模型建構(gòu)，讓學(xué)生得到個性化的全面發(fā)展，提高教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]楊學(xué)哲.新課程背景下學(xué)生建模能力的培養(yǎng)[J].中學(xué)生物學(xué).2007.5

[2]田艷.新課程背景下高中生物思想模型的建構(gòu)探討[J].科技信息.2008.28

[3]生物1分子與細胞 必修.教師教學(xué)用書.人民教育出版社

[4]生物2遺傳與進化 必修.教師教學(xué)用書.人民教育出版社

[5]生物3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境 必修.教師教學(xué)用書.人民教育出版社