鐘靜

教版的高中生物教材中涉及的模型和模型種類很多，高中生物必修1《分子與細(xì)胞》提出模型的形式包括物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型等。目前對(duì)模型的分類主要有兩種結(jié)果，這兩種分類共同的不足體現(xiàn)在：因各層次的模型分類依據(jù)不清晰，體現(xiàn)為分類結(jié)果較混亂。本研究嘗試從模型借助的工具、模型的功能和模型的表現(xiàn)形式三個(gè)角度對(duì)模型進(jìn)行分類。

一、根據(jù)模型借助的工具分類

根據(jù)模型借助的工具分類可分為概念模型、圖解模型、實(shí)體模型、軟件模型和數(shù)學(xué)模型。

1.概念模型

用文字、符號(hào)等組成的流程圖形式對(duì)事物的生命活動(dòng)規(guī)律和機(jī)理進(jìn)行描述和闡明的方法。是把各類對(duì)象的關(guān)系用概念與概念之間的關(guān)系來表述，用文字和符號(hào)突出表達(dá)對(duì)象的主要特征和聯(lián)系，概念圖就是其中最常用的一種形式，包括概念、關(guān)鍵詞和箭頭三個(gè)部分組成。如酶、激素與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系、中心法則、基因和等位基因、相對(duì)性狀、顯性基因、隱性基因等之間的關(guān)系。

2.圖解模型

包括圖解和示意圖，如光合作用過程的圖解、有氧呼吸過程的圖解、以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解、蛋白質(zhì)合成示意圖、甲狀腺激素分泌的分組調(diào)節(jié)示意圖、三倍體西瓜的產(chǎn)生等。

3.實(shí)體模型

也叫實(shí)物模型，是“具體化形式的模型”。包括教材中的模式圖，如生物體結(jié)構(gòu)模式標(biāo)本、實(shí)驗(yàn)室里的“心臟”模型、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體、線粒體和高爾基體等到的結(jié)構(gòu)模式圖、氨基酸和蛋白質(zhì)等到分子模型、動(dòng)（植）物有絲分裂模型和減數(shù)分裂中染色體的形態(tài)和位置變化模型等。

4.軟件模型

“用計(jì)算機(jī)語言編寫的，能夠反映變量之間的邏輯關(guān)系，并且應(yīng)用了生物程序的模型”稱為軟件模型。

如弗里斯特等根據(jù)他們對(duì)人口增長、糧食增長、環(huán)境污染、不可再生資源的消耗以及工業(yè)發(fā)展的研究，將這些作為互相聯(lián)系的變量組成了一個(gè)模型，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種運(yùn)算，一方面對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)；另一方面又可以對(duì)未來進(jìn)行預(yù)測。這種軟件模型主要應(yīng)用于研究生態(tài)學(xué)、群體遺傳學(xué)等方面。

5.數(shù)學(xué)模型

用數(shù)學(xué)語言描述的一類模型，對(duì)研究對(duì)象的生命本質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行具體的分析、綜合，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式（如數(shù)學(xué)方程式、關(guān)系式、曲線圖和表格等）來表達(dá)，從而依據(jù)做出的模型作出判斷和預(yù)測。

數(shù)學(xué)模型根據(jù)表現(xiàn)形式和利用數(shù)學(xué)工具的不同又可分為：表格圖象、排列組合、數(shù)學(xué)歸納法和概率計(jì)算。

表格圖象：此處包括曲線圖、柱狀圖和餅形圖等。如溫度、PH值、O2等因素分別對(duì)有氧呼吸、無氧呼吸、ATP的產(chǎn)量、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率、酶活性的影響因素，有絲分裂和減數(shù)分裂過程中DNA、染色體和染色單體的數(shù)目變化規(guī)律、種群的“J”型和“S”型增長曲線等。

排列組合：如N對(duì)堿基所構(gòu)成的DNA分子的種類、四種堿基構(gòu)成的密碼子種類數(shù)、含有N對(duì)同源染色體的個(gè)體產(chǎn)生的配子種類和自交產(chǎn)生后代的基因型和表現(xiàn)型的種類數(shù)等。

數(shù)學(xué)歸納法：如蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的計(jì)算、能量傳遞的有關(guān)計(jì)算等。

概率計(jì)算：如遺傳病的發(fā)病率計(jì)算等。

二、根據(jù)模型的功能分類

根據(jù)模型的功能不同，可分為描述性模型和解釋性模型。

1.描述性模型

描述即描寫敘述，對(duì)變化過程的敘述屬于描述性模型如：哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的形成過程圖解、生物進(jìn)化理論等。對(duì)結(jié)構(gòu)的再現(xiàn)模型也屬于描述性模型，如：動(dòng)植物細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖、雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解等。

2.解釋性模型

“解釋是在觀察的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考，合理地說明事物變化的原因，事物之間的聯(lián)系，或者是事物發(fā)展的規(guī)律?！比缦夒s交實(shí)驗(yàn)圖解、孟德爾關(guān)于高莖豌豆與矮莖豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的分析圖解、一對(duì)相對(duì)性狀測交實(shí)驗(yàn)的分析圖解、黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)分析圖解等。

三、根據(jù)模型的表現(xiàn)形式分類

根據(jù)模型的表現(xiàn)形式，可以分為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃湍M模型。

1.經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

經(jīng)驗(yàn)是由實(shí)踐得來的知識(shí)或技能，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪歉鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納特別是統(tǒng)計(jì)得到的模型。如：軟件模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型和圖解模型，都要經(jīng)過人腦的抽象、概括、分析、綜合后得到對(duì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。

2.模擬模型

模擬也叫摹擬、模仿，是照某種現(xiàn)成的樣子做。照著生物的結(jié)構(gòu)、組成等制作出來的叫模擬模型。如上面提到的實(shí)體模型。

編輯 孫玲娟