王曉泉

摘 要 本文介紹了物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型在初中生物概念教學(xué)中的應(yīng)用 ，以及模型建構(gòu)的意義。

關(guān)鍵詞 模型建構(gòu) 物理模型 數(shù)學(xué)模型 概念模型

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2017）15-0010-02

我國(guó)現(xiàn)行的生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出 “倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念”。生物學(xué)概念是反映生物學(xué)本質(zhì)屬性及特征的形式，是構(gòu)成生物學(xué)知識(shí)體系的重要組成部分，常常也是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。運(yùn)用生物模型建構(gòu)來達(dá)成重要概念教學(xué)的方法是值得深入探究的課題。

一、模型建構(gòu)概述

模型建構(gòu)是人們按照特定的科學(xué)研究目的，在一定的假設(shè)條件下，通過研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法，是以簡(jiǎn)化和直觀的形式來顯示復(fù)雜事物或過程的手段。生物模型一般可分為物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。在生物學(xué)教學(xué)中，讓學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容，從生物現(xiàn)象入手或從生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等方面入手引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)生物模型，從而促成學(xué)生對(duì)概念的建立、理解和應(yīng)用。

二、模型建構(gòu)在生物概念教學(xué)中的應(yīng)用

（一） 建構(gòu)物理模型

物理模型是以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象特征的模型。其思維要點(diǎn)是先將難以直接觀察的結(jié)構(gòu)或過程簡(jiǎn)化，把握其主要特征，再將這些特征形象化、具體化。在初中生物教學(xué)中，很多概念實(shí)際上是對(duì)生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)的具體描述和直觀反映，從某種意義上講，學(xué)生只要具備有關(guān)生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)的形象再現(xiàn)能力也就掌握了這些知識(shí)，所以建構(gòu)物理模型在生物教學(xué)中特別重要。

例如，生物實(shí)驗(yàn)室配備的物質(zhì)模型如細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型、人體解剖結(jié)構(gòu)模型等，要充分利用起來，課堂上引導(dǎo)學(xué)生觀察，能拆卸、裝配的活動(dòng)模型要求學(xué)生做拆分再裝配的觀察；還有心臟結(jié)構(gòu)模型，先讓學(xué)生從外觀上看心臟，區(qū)分前、后面，然后讓學(xué)生拆分心臟模型，觀察心臟四個(gè)腔和四個(gè)腔所連接的血管 ，比較四個(gè)腔的心壁厚度，看看心臟左右是否相通、上下是否相通，再看房室瓣 、動(dòng)脈瓣的開口方向，這樣學(xué)生就會(huì)獲得深刻的印象和正確的感性認(rèn)識(shí)，觀察中，教師及時(shí)地、恰如其分地提出問題，以指明學(xué)生觀察中的思考方向，產(chǎn)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的強(qiáng)烈要求，促進(jìn)他們的思維為學(xué)習(xí)新知識(shí)做準(zhǔn)備，這樣才能由現(xiàn)象到本質(zhì)，全面、辯證地認(rèn)識(shí)問題，幫助學(xué)生形成概念、理解并鞏固知識(shí)。

（二）建構(gòu)數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型是對(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，生物坐標(biāo)曲線圖是借助數(shù)學(xué)方法來分析生命現(xiàn)象，從而揭示生物體結(jié)構(gòu)、生理代謝、生命活動(dòng)以及生物與環(huán)境相互作用的關(guān)系等方面的本性特征，識(shí)圖或畫圖的關(guān)鍵是先確定橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)分別表示什么，聯(lián)系相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，分析出橫、縱坐標(biāo)所示 的變量之間的內(nèi)在聯(lián) 系，再確定曲線中的一些特殊的點(diǎn)所表示的生物學(xué)意義，然后分析曲線的走向變化趨勢(shì)，揭示各段曲線的變化趨勢(shì)及其含義。如“青春期的身體變化曲線”，要認(rèn)識(shí)青春期發(fā)育的特點(diǎn)，可建構(gòu)男、女身高增長(zhǎng)速度的曲線（圖1）和男、女生殖器官增長(zhǎng)速度的曲線（圖2）并分析曲線中變化規(guī)律。

另外 ，集合圖在生物的概念教學(xué)中也應(yīng)用得比較多，可利用集合圖比較幾個(gè)概念之間的共同點(diǎn)、不同點(diǎn)概念內(nèi)涵大小，例如，在人體、細(xì)胞、細(xì)胞核、染色體、DNA、基因的概念教學(xué)中，利用集合圖或用大于號(hào)、小于號(hào)這些關(guān)系符號(hào)讓學(xué)生建構(gòu)出關(guān)于這幾個(gè)概念的數(shù)學(xué)模型，這樣有利于學(xué)生理解這些概念的內(nèi)涵（圖3）。

（三）建構(gòu)概念模型

概念模型是科學(xué)模型中思維模型的一種形式，是學(xué)生利用已有的知識(shí)背景，在教師的引導(dǎo)下，自主建構(gòu)知識(shí)體系的過程，常用于生物學(xué)核心概念的學(xué)習(xí)。

概念模型主要是概念圖，而概念圖是一種關(guān)于概念知識(shí)、思維過程和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖形化表征方式。概念圖的繪制，課本中有所體現(xiàn)，將主題概念放在頂端或中央，向下或四周按概念等級(jí)一層一層輻射開來，并用線條把概念連接起來，并用連接詞語注明連線，連接詞語應(yīng)能說明兩個(gè)概念之間的關(guān)系。最后尋找概念圖不同部分概念之間交叉連線的聯(lián)結(jié)，并標(biāo)明連接線。要注意的是在概念圖中每個(gè)概念只能出現(xiàn)一次。如“植物體的結(jié)構(gòu)層次” （圖4）、 “性狀遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)” （圖5）。

三、模型建構(gòu)的意義

在這三類生物模型建構(gòu)中，教師都通過創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索，讓學(xué)生獨(dú)立思考，同時(shí)通過師生間、生生間多種交流活動(dòng)，由學(xué)生主體積極、自主地建構(gòu)，不斷修改、完善模型，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物重要概念的建立、理解和應(yīng)用。學(xué)生在建構(gòu)模型過程中，不僅很好地掌握了知識(shí)，而且學(xué)到了知識(shí)以外的能力、方法、情感態(tài)度價(jià)值觀。結(jié)果表明，模型建構(gòu)的活動(dòng)并不是多余的。

參考文獻(xiàn)：

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