模型方法在生物解題中的有效運用

史華偉

現階段，在對新教材進行改革的過程中，一個重要特點是通過建構模型，從而可以呈現出中學生物教學過程中的概念、原理以及過程等內容.作為一種現代化的認識手段與思維方式，模型方式在運用過程中所運用的觀念與印象，一方面，可以為學生在知識的獲取中提供重要條件，另一方面，則成為學生認知結構的關鍵部分，將模型方式應用在中學生物課堂教學中具有重要意義.

一、生物模型方式的內涵

1.模型方式的內涵

人們為了能夠恰當地解決一定的問題，則會通過一定的簡化抽象的方式，形成一種新型的客體，稱之為模型，一方面，可以顯現出原型客體的本質屬性與物質形式，另一方面，則可以呈現出原型客體的思維形式，其中，模型會將原型之中的一些不必要的細節舍去，去除一些非本質的聯系，通過理想化與簡化的方式，從而對各種復雜的結構功能以及聯系進行重現，成為聯結理論與應用的重要紐帶.而所謂模型方法指的是通過對模型的研究，從而對原型的形態特征以及本質進行揭示，屬于一種邏輯方法的獨特形式.

2.模型方法的主要特點

模型方法具有如下幾點特點，如：首先，類比性.通常情況下，原型都會受到時間與空間的限制，因此，人們不可以對原型進行隨意地分解與檢驗，然而，模型則不會受到時間與空間的限制，人們可以對模型進行隨意的分解與檢驗；

其次，簡略性.模型不僅僅是原型的單純的復制品，而是人們為了達到自己的研究目的，從而對一部分的的研究對象內容進行再現，為人們對原型進行認識、檢驗以及論證提供更多的便利；

最后，假定性.模型實際上不是真實存在的，人們可以對模型進行檢驗，而且人們可以對模型進行修正，具有較強的可塑性，靈活程度較高.所以，通過模型的運用，可以充分地調動學生的主觀能動性，加深學生對原型的理解，幫助學生更好地掌握各種生物現象，進而對生物規律進行總結.

3.模型方法的功能

在解決生物問題時，通過模型方式的應用，堅持由實物向理想化模型的，以及由實驗至理論等過程，順應了人們由感性認識向理性認識轉變的認知規律，可以進一步地提升學生的認知水平，促使學生掌握科學的方式，將原本抽象的復雜的生物概念與理論，變得更加的直觀形象，幫助學生更好地理解與記憶生物知識，將復雜的生物知識簡化，為學生對生物知識進行分類分析提供更多的便利.此外，結合同一類型的模型，可以連接相關的知識，從而可以將零散的知識形成模塊化，構建學生完整的知識體系，激發學生的想象力與創造力，提高學生對于生物學習的興趣，提高學生的綜合素質.

二、生物教學中應用模型方法的措施

1.物質模型方式

（1）天然模型方式

科學家在展開對人體的生理現象研究過程中，由于考慮到人身健康、倫理道德以及安全性等方面，對人體直接進行實驗操作欠缺妥當性.所以，通常情況下，科學家則會選擇與人體相似的哺乳動物代替，如：老鼠、小貓、小狗等，以其充當問題模型展開對人體生理現象的研究，可以獲得與人體生理學相關的知識.

例如：首先，在研究細胞凋亡現象時，則會開展對線蟲的研究；其次，在研究人體學習記憶的過程中，則會開展對海兔的研究；最后，在研究人體發育調控現象時，則會開展對果蠅的研究.通過天然模型的研究，對生命現行進行一定的描述，從而站在總體的角度上，深入地認識生命原貌，幫助學生理解與掌握生命本質特點.

（2）人工模型方式

所謂人工模型方式指的是通過采取人為的方式，進行科學模型的制造.通過運用人工實物模型開展模擬研究活動，從而幫助人們更好地認識宏觀世界與微觀世界.例如：現階段，生物教學課堂中已經廣泛地應用人體器官、血液循環等實物模型，從而可以簡約地展現出一定形態的分子模擬物.此外，通過計算機的運用，從而演示設計模型，彌補天然模型之中存在的大小色彩以及視覺等方面的不足.

2.思維模型方式

（1）理想模型方式

為了方便人們進行研究，則會構建起對原型進行高度抽象化的思想事物以及客體，從而對研究對象進行純化與簡化的處理，主要是對原型的聯系以及特點進行反映.通過運用理想模型的方式，幫助人們將生物原型之中的某方面的本質屬性抽象出來，并且將原型之中次要的非本質屬性去掉，進而可以簡化對象，為人們展開相關的研究提供更多的便利.

例如：現階段，中學生物教學課堂之中，已經存在大腸桿菌的結構模式圖、細胞結構的圖示圖等.此外，還可以通過Flash的應用，制作出動畫模型，為學生創設出直觀的形象的教學情境，幫助提高學生的認知水平，在生物課堂教學過程中，提高學生的科學精神.

（2）數學模型方式

所謂數學模型方式指的是通過運用符號公式以及圖像等數學語言，從而展現出生物學的現象、特點以及狀況.其中，數學模型一方面可以對真實世界之中存在的一部分的現象特點以及狀況進行描述，另一方面，則可以對生物物質的運動過程進行定量地描述.通過數學模型的運用，可以將復雜的生物學問題轉變為數學問題，而后運用數學模型之中的推理運算以及求解等方式，從而得到與客觀事物相關的結論，從而實現研究生命現象的目標.例如：通過運用概率計算以及統計學的相關的理論，以及運用乘法原理，從而可以順利地解決大多數的遺傳計算題.

綜上所述，在生物教學課堂之中運用生物模型方式，成為教育體制改革之中的重要內容，幫助學生更好地理解生物現象與規律，提高生物課堂的教學質量，推動學生的綜合素質的提升，促進學生的全面發展，為社會主義建設輸送大量的優秀人才.