尹虎軍

高中生物學(xué)教學(xué)中，有不少學(xué)生對(duì)各種概念、原理能倒背如流，但做題的時(shí)候卻不能將所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化應(yīng)用于具體問(wèn)題當(dāng)中。為什么會(huì)出現(xiàn)這種低效現(xiàn)象？怎樣才能使學(xué)生更加科學(xué)地建立起知識(shí)間的聯(lián)系、提高其分析和解決問(wèn)題的能力呢？這一問(wèn)題的出現(xiàn)主要與教學(xué)中模型和建構(gòu)模型方法的教學(xué)缺失，導(dǎo)致學(xué)生缺乏建模思想有重要關(guān)系。因此，下面主要從生物教學(xué)中模型建構(gòu)的角度，分析如何提高學(xué)生的有效性學(xué)習(xí)、應(yīng)用知識(shí)的能力，從而打造高效課堂。

1 模型建構(gòu)的必要性

模型建構(gòu)體現(xiàn)了新課標(biāo)要求，建模思想已經(jīng)滲透在教材中?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》明確要求：了解建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的作用、培養(yǎng)學(xué)生的建模思想和建模能力，獲得生物學(xué)的基本事實(shí)、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。可見(jiàn)，模型建構(gòu)在生物教學(xué)中具有重要地位。不只我國(guó)高中生物教材將模型建構(gòu)作為教學(xué)的課程目標(biāo)，美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中也明確把模型和科學(xué)事實(shí)、概念、原理、理論列為科學(xué)主題的重點(diǎn)，并將構(gòu)建、修改、分析、評(píng)價(jià)模型作為高中學(xué)生的基本科學(xué)探究能力?？梢?jiàn)，模型構(gòu)建也是與國(guó)際接軌的重要途徑。

2 高中生物模型建構(gòu)教學(xué)的現(xiàn)狀

高中生物教學(xué)中，由于高考的導(dǎo)向作用和教學(xué)時(shí)間的限制，教師對(duì)模型建構(gòu)的教學(xué)并沒(méi)有重視，課堂模型教學(xué)也僅僅是為了完成教材中特定內(nèi)容的教學(xué)而設(shè)計(jì)的，缺乏對(duì)模型教學(xué)的深入發(fā)掘和研究，在具體的教學(xué)中也就缺失了對(duì)學(xué)生模型建構(gòu)思維的培養(yǎng)。同時(shí)，由于很多學(xué)校教學(xué)資源不足，無(wú)法為師生提供充足的教學(xué)模具、材料和活動(dòng)場(chǎng)所，加之有些教師的教學(xué)方法比較陳舊、缺乏研究和創(chuàng)新，所以當(dāng)學(xué)生遇到一些實(shí)際的有關(guān)模型操作問(wèn)題時(shí)，教師往往是紙上談兵，以理論解釋理論，無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生模型建構(gòu)的實(shí)踐要求。這樣會(huì)導(dǎo)致高中生對(duì)抽象知識(shí)的理解不透徹，缺乏建模方法和建模思想，不能很好地建立起知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，更不能準(zhǔn)確地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決具體問(wèn)題，因而影響課堂的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

3 模型構(gòu)建的過(guò)程及其在高中生物教材中的分布

3.1 模型構(gòu)建的一般過(guò)程

人教版高中必修一教材中指出：模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的描述，這種描述可以是定性的、也可以是定量的；有的借助具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)。

高中生物教材中提到的模型有物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型。關(guān)于模型建構(gòu)的模式，國(guó)內(nèi)一般認(rèn)為分為：觀察現(xiàn)象——提出假設(shè)——實(shí)踐驗(yàn)證——得出結(jié)論等程序。這與科學(xué)探究的過(guò)程也是極為吻合的。具體過(guò)程是：

① 鉆研模型，即觀察研究生物學(xué)原型；

② 模型假設(shè)，提出合理假設(shè)，去除原型內(nèi)部非本質(zhì)、次要的因素，探索原型內(nèi)部的本質(zhì)聯(lián)系；

③ 構(gòu)建生物學(xué)模型；

④ 對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。

3.2 模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中的分布

人教版新教材中共安排了4個(gè)物理模型建構(gòu)，分別是：《必修1·分子與細(xì)胞》中“嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”；《必修2·遺傳與變異》中“模擬減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的變化”和“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”；《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”。以上是教材中明確提出的模型構(gòu)建，還有許多并沒(méi)有明確指出，但在相關(guān)的章節(jié)、練習(xí)或課外拓展中有涉及到。如學(xué)習(xí)了蛋白質(zhì)這一節(jié)內(nèi)容后，練習(xí)題中出現(xiàn)的概念圖（圖1）；數(shù)學(xué)模型建構(gòu)體現(xiàn)在必修3建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。這三大類(lèi)模型之間有時(shí)候也可以相互聯(lián)系，比如減數(shù)分裂的物理模型可以上升為概念模型和數(shù)學(xué)模型，即通過(guò)觀察物理模型，總結(jié)出概念，然后找出染色體與DNA的變化規(guī)律，最后抽象為數(shù)學(xué)模型。

4 生物模型在提高學(xué)習(xí)能力方面的意義

4.1 模型構(gòu)建教學(xué)有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而提高注意力

興趣是最好的老師，模型教學(xué)可以讓每位學(xué)生發(fā)揮自己的想象，積極地參與到自制模型的活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增強(qiáng)自我效能感，從而提高注意力。高中生物學(xué)課程中，學(xué)生首先接觸到的是不能用肉眼觀察到的分子與細(xì)胞。教師怎樣才能將這些抽象的內(nèi)容直觀、形象、系統(tǒng)地展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生感覺(jué)這是一個(gè)奇妙的、有趣的、可以認(rèn)知的世界？生物模型的構(gòu)建可以起到意想不到的效果。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)了相關(guān)知識(shí)之后，通過(guò)思考與研究，以小組合作等方式利用合適的材料制作“動(dòng)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”等模型，然后在班級(jí)內(nèi)進(jìn)行展示、講解和討論，并汲取其他同學(xué)的建議，對(duì)模型進(jìn)行再次改進(jìn)，從而使學(xué)生加深對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)以及各結(jié)構(gòu)功能的理解。同時(shí)，當(dāng)自己的作品展現(xiàn)在同學(xué)面前，并得到大家認(rèn)同和欣賞的時(shí)候，學(xué)生就會(huì)體驗(yàn)到一定的成就感，從而對(duì)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、提高學(xué)習(xí)效率起到積極作用。

4.2 模型構(gòu)建教學(xué)有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生的思維能力

中學(xué)生物學(xué)要求培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。因此，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維水平的發(fā)展也是生物學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)。模型的建構(gòu)可以使學(xué)生將所學(xué)的概念、原理、方法等理論知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，并通過(guò)進(jìn)一步的綜合、分析和應(yīng)用，最后建立模型，完成創(chuàng)新過(guò)程。在此過(guò)程中，學(xué)生的分析、比較、判斷、推理等思維能力得到綜合發(fā)展，增強(qiáng)了解決問(wèn)題的能力，提高了學(xué)習(xí)效率。

4.3 模型構(gòu)建教學(xué)有利于教師教學(xué)理念的更新

一方面，模型構(gòu)建教學(xué)要求教師在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，必須充分挖掘和利用教材中可運(yùn)用模型方法教學(xué)的內(nèi)容，分析和解決相關(guān)生物學(xué)問(wèn)題以提高教學(xué)效果；另一方面，模型構(gòu)建教學(xué)可以有效的加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)，帶動(dòng)學(xué)生發(fā)揮其主體作用，從而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，從真正意義上實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的新課程教學(xué)理念。

總之，運(yùn)用模型和模型教學(xué)有助于學(xué)生直觀、形象、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和理解理論知識(shí)，有效建立知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，解決生物學(xué)抽象問(wèn)題；也有助于教師的專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)和發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量，打造高效課堂。

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