構建物理模型，促進高中生物教學

林飛明（廣東省中山市華僑中學）

構建物理模型，促進高中生物教學

林飛明
（廣東省中山市華僑中學）

生物教學中物理模型的構建對于理清繁雜的生物學概念、記憶眾多的生物學知識點具有至關重要的作用，是新課標所倡導的有效的教學方式。緊密聯系人教版生物學教材，先后論述了在高中生物教學中構建物理模型的意義、原則以及構建的步驟。

物理模型；生物教學；建構主義

高中生物知識點眾多，各個知識點之間又有著錯綜復雜的聯系，這些知識點同時又是建立生物學知識體系大廈的根基，因此，清晰地構建出知識框架對于生物的學習具有非常重要的意義。生物學是一門系統性很強的學科，但是在生物教學中，教師大多采用滿堂灌的方式進行授課，學生課堂參與度低，學習效率低下。面對繁瑣復雜的生物知識點，學生往往采用機械背誦的方式進行記憶，無法理解各個知識點之間的本質聯系，因而在遇到問題時難以變通思考，導致成績很難提升。這些都與新課標三維目標培養的要求相悖，為了改變教師生物教學以及學生生物學習的現狀，選擇合適的教學策略幫助學生靈活掌握知識就顯得極為重要了。

新課標中明確要求：教師在引導學生學習新知識的過程中要幫助學生領悟假說演繹、建立模型等科學方法及其在科學研究中的應用，培養學生的建模思維和建模能力。人教版教材中主要介紹了物理模型、概念模型和數學模型等三種模型，而其中物理模型的應用最為廣泛。建構主義的學習理論認為：知識的獲取過程不是簡單的由外到內的傳遞和轉移，這種被動地接受他人的理論，而應該是在某種真實的情景創設中，學生積極主動地去探索知識內在的聯系，從而將新舊知識準確地串聯起來構建屬于自己的知識體系。物理模型的構建過程之中，學生自主地搜集資料、整合信息、動手操作，這正是一種學生自主學習的過程。這種以學生為主體的課堂教學不僅激發了學生的學習興趣，改變了學生學習的方式，培養了學生獲取知識的自主性以及獨立性，達到了情感態度與價值觀的目標。而且學生的動手與動腦能力都得到了提升，將舊知識與新知識有機結合，對于知識的理解更加深刻，邏輯思維能力也得到了發展，達到了知識與技能的目標。其次，構建模型的過程中學生參與度高，積極與小組成員合作探究，整個學習的過程充滿了趣味性。

構建物理模型的方法是一種科學的教學方法，值得生物廣大教師去普及、去思考探究如何更好地運用物理模型的方法去幫助學生更好地學習生物學知識。人教版的生物教材中講述了四個物理模型的構建，分別是《分子與細胞》模塊中《嘗試制作真核細胞的三維結構模型》，《遺傳與變異》模塊中《模擬減數分裂過程中染色體的變化》以及《制作DNA雙螺旋結構模型》《穩態與環境》模塊中的《建立血糖調節模型》。此外，利用構建物理模型的方法來進行生物教學的例子還有許多，如“生物膜的流動鑲嵌模型”“有絲分裂中染色體的變化”以及“建構重組DNA分子”等。

構建物理模型是一種學生的創造性活動，為了更好地引導學生進行合理的構建，教師有必要在構建活動前與學生講述構建模型的原則，使學生有明確的構建目標與開放的廣闊的思維，以達到良好的教學效果。物理模型構建中的幾條基本原則是：（1）科學。相比于科學家進行科學研究的模型，雖然高中生制作的模型相對簡單，但也應具備基本的科學性以及真實性；（2）可行。難度過大或者內容較深的模型會超出學生的能力水平，降低學生的積極性，因而在模型的選擇時要依據新課標的要求，選取合適的模型進行構造。（3）簡約。模型畢竟不是事物的復雜原型，表示出事物的一系列重要特征即可。因而構建的模型應簡單直觀，在必要時可以略去某些特點的創設。（4）美觀。美觀大方的事物總能閱人耳目，模型同樣如此。在能體現原型的各個特征的基礎上應力求模型的觀賞性。（5）環保。應教育學生養成節約環保的意識，盡量選取廢舊的材料進行模型的構建。

明確了物理模型構建的原則及其在生物教學中的作用，接下來就來探討教學過程中物理模型構建的步驟：

一、原型的確定

首先，第一步需要確定模型所需要研究的對象，進而根據所學的生物知識進一步地拓展，分小組去搜集更多的資料并進行整理，接著分析討論原型所具有的特征，初步設計出構建方案。例如，在嘗試制作真核細胞的三維結構模型時，真核細胞中的各個細胞器的名稱、特征、分布狀況、大小比例、相對數量這些特點事先都需要清晰地掌握。

二、材料的準備

生活中的廢舊材料有木質的、塑料的、紙質的以及金屬或者布料的，制作過程中具體選用哪一種材料應該基于對于模型的特點的分析，在保證模型質量的前提下，盡量做到經濟環保。例如，在DNA分子雙螺旋結構模型的制作時，需要思考構建含氮堿基、磷酸、五碳糖的材料以及它們之間相互連接的材料。

三、模型的構建

在構建的過程中，各個元素制作的先后次序應遵循先框架后細節、先大后小、由表及里的原則。明確模型的整體制作過程以及小組中各個成員的任務分工，在團隊的協作下集思廣益，共同完成模型的構建。

四、模型的展示

在全班范圍內舉行各個小組模型的展示，并由代表分別講述模型的構建過程、其中值得驕傲的閃光點以及制作中遇到的問題以及所采取的解決辦法。

五、模型的評價

根據教師給定的科學、可行、簡約、美觀、環保五個原則，由學生分別給出各個小組模型的評判，指出其中值得借鑒以及需要修改的地方。同時教師從這五個方面給出各個小組模型的綜合評判，對于閃光的地方給予表揚以激發學生的自信心，對于不足提出修改意見，鼓勵學生不斷地完善。同時教師應不失時機地講述蘊含在模型中的生物學知識，這種寓教于樂的教學方式必能使學生在輕松的氛圍中深刻理解與鞏固所學知識。

六、模型的完善

通常一個完美的模型需要反復地修改與完善才能完成。在觀賞了其他小組的模型展示以及聽取了教師的指導意見后，教師應引導學生進行對模型的反思與修繕，從而得到滿意的結果。

在物理模型的構建中，學生自主地搜集整理了所學知識，探索了各個知識點之間的本質聯系，對于知識的理解更加地靈活，記憶更加地深刻，學會了舉一反三。同時團隊的合作培養了學生的團體意識，提高了動手動腦的能力，學會了進行科學研究的模型構建方法，學生的學習熱情以及自主性都得到了極大的提高。因此，生物教師應不斷深入思考物理模型的構建，達到更好的教學效果。

［1］鄭峰.例談在高中生物教學中物理模型的構建［J］.亞太教育，2015（15）：55.

［2］沈泉.物理模型建構在高中生物教學中的應用［J］.實驗教學與儀器，2015，32（4）：24，32.

·編輯王團蘭