论建构模型在生物教学中的重要性

论建构模型在生物教学中的重要性摘要：《普通高中生物课程标准（实验）》明确指出：“了解建构生物模型的科学方法以及学会在科学研究中应用，是培养学生生物科学素质的重要手段。”建构生物模型不仅有助于学生加深对核心知识的理解，而且有利于学生将所学的新知识构建成完整的知识体系，通过模型建构，培养学生的建模思维和建模能力，使学生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。关键词：建构模型；生物学方法；模型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的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。高中生物教学中常用的模型主要有三种：概念模型、数学模型和物理模型。生物学习中通过模型建构正是帮助学生化抽象为形象，化复杂为简单的有效方法，能有效帮助学生克服在解题过程中碰到的知识点繁杂和逻辑分析困难等问题。一、建构概念模型，化复杂为简单，深入理解知识概念模型是对认识对象系统的一种简化的定性描述，用于表示系统组成和相互关系。在生产生活中，模型可以是工具，定量评价，预测，检验研究对象中特征因素的变化，解决有关的生物学问题。例如：《能量流动和物质循环》是浙科版必修3第六章第三节的内容，能量流动的学习是生态系统中的一个重点和难点，能量流动为什么具有逐级递减的特点？减少的能量哪里去了呢？这些是学生经常面对的问题，所以在教学过程中先对某一营养级的能量进行分析，再利用模型??建的形式，将复杂的知识简单化。如：生产者所同化的能量有哪些去路？生产者的同化量中的哪些能量可被分解者或下一营养级利用呢？当上一营养的物质和能量被下一营养级获取时，这些物质和能量是否全部转化为下一营养级的同化量？同化量与摄入量之间具有什么关系？如何将两个营养级的能量联系在一起？一步步地引导学生去思考如何将同化量更具体化，明确化，从多角度、多方向去分析问题，质疑问难，主动探索知识规律，从而获取知识，提高能力。学生进行探索，构建出完整的模型：完整的知识体系模型便于学生理解，学生随着年龄的增长，对生物知识的了解逐渐增多，越来越善于使用适当的策略来处理生物信息，他们逐渐意识到理清各种因素之间的关系对解决生物问题的重要作用，从而构建恰当的模型。而作为教师，我们必须随时了解学生已经具备了哪些构建生物模型所需要的技能，并引导他们正确地建构、应用生物模型。二、建构物理模型，化抽象为形象，将微观变宏观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，其特点是形象、直观，能够模拟客观事物的某些功能与性质。模型建立的特点是提供一定的指导由学生动手动脑建构模型，能力目标是让学生领悟和运用建构模型的方法。例如浙科版必修2《遗传与进化》第三章第2节《DNA的分子结构和特点》中有个学生活动――“制作DNA双螺旋结构模型”，教材中描述的DNA的双螺旋结构虽然很美观，但学生缺乏感性认识，因此，学生亲身体验模拟制作“DNA的双螺旋结构”的立体结构模型有助于在现有的实验条件下让DNA变“微观”为“宏观”，从而更好地构建学生完整的知识体系。在教学过程中，教师通过多个资料，逐步引导学生建构单个脱氧核苷酸，脱氧核苷酸单链，DNA双螺旋结构。在建构该模型的过程中，学生能够感悟DNA分子结构建立过程中的科学探索精神和思维方法，同时培养了学生的创新思维能力及合作探究能力。三、建构数学模型，揭示问题本质数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式，如有丝分裂过程中DNA含量变化曲线、酶的活性随pH变化而变化的曲线、同一植物不同器官对生长素浓度的反应曲线等。数学模型建构的一般步骤为：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步的实验或观察等对模型进行检验或修正。通过建构数学模型可以对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的。在建构过程中，使学生能从现象中揭示出本质和规律，可以培养学生的分析、推理与综合的能力，便于学生迅速地理解新知识，提高学习效率。总之，建立模型在高中生物研究中是很重要的方法和能力，教师在生物教学中运用模型建构的方法，不仅便于分析和解决有关生物学问题，而且能有效提高学生的生物科学素质，并能带动、整合他生物科学方法教育的实施。参考文献[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（试验稿）[M].人民教育出版社，2003，4，第一版.[2]朱正威，赵占良.分子与细胞（必修1）[M].北京：人民教育出版社，2007：54.[3]安淑荣.探究式教学的模型建构实践――高中生物“DNA分子的结构”教学案例[J].中学生物学，2010（6）：42-43.[4]朱正威，赵占良.稳态与环境（必修3）[M].北京：人民教育出版社，2007：65.