生物模型在八年級生物教學中的應用研究

姜超

摘要：模型建構是以簡化和直觀的形式來顯示復雜事物或過程的手段，是科學研究中常用的重要方法之一。生物科學的發展離不開模型建構的方法，生物學課程的教學同樣也可以借助模型建構的方法，以改善和提升課堂教學效果。

關鍵詞：初中生物；模型；教學

模型建構是人們按照特定的科學研究目的，在一定的假設條件下，通過研究模型來揭示原型的形態、特征和本質的方法，是以簡化和直觀的形式來顯示復雜事物或過程的手段。模型建構作為一種認識手段和思維方式，是科學研究中常用的重要方法之一。因此，在生物學教學中，讓學生結合學習內容而進行模型建構是有必要的。

一、模型建構的概念類型———哪些概念需要運用模型來建構

（一）第一類：微觀的概念

這類概念的原型是微觀的、肉眼看不到的、學生難以想象的。由科技館中的生物模型得到啟示，用橡皮泥、廢電線、毛線等制作“放大版”模型，舍棄其中非本質的細節，以簡化、直觀、放大的形式建構模型，呈現各種復雜結構、功能和本質，可以使微觀的概念清晰呈現。如細胞、神經元、小腸絨毛等。

（二）第二類：宏觀的概念

這類概念的原型比較宏觀，學生難以整體把握，制作“縮小版”的模型，讓概念的各部分結構得以整體呈現，便于學生發現、歸納、總結出實質。如在“生態系統”的學習中讓學生制作“生態瓶”，通過“縮小版池塘生態系統”分析出生態系統的內涵和外延。

（三）第三類：抽象、動態的規律

此類概念教師常用的方法是圖解法，由于缺乏體驗，理解起來有些費勁。采用“理想模型法”，讓學生移一移、動一動、拼一拼、擺一擺，化靜為動，化抽象為具體，在體驗中構建概念。

二、生物模型在生物教學中的應用

（一）利用概念模型，構建知識框架

概念模型是指用文字和符號突出表達對象的主要特征和聯系的模型。它是通過分析大量的具體形象來揭示概念的共同本質，并將其本質提煉到概念中，用概念與概念之間的關系來表述各類對象之間的關系。在初中生物教材中，大多數章節中的純粹概念理論并不多，我們在教學設計和教學活動組織過程中，以圍繞生物學的核心概念，精心選擇合適的教學活動，采取多樣教學方式，在學生已有的概念基礎上，給學生提供參與體驗的機會，促進學生通過已有概念進行歸納總結抽象的思維過程后，進行概念建構、概念理解、概念應用。通過運用概念圖，注重生物學重要概念之間的互相聯系，幫助學生利用概念模型，構建知識體系，進而更好地學習生物學。

（二）利用物理模型，進行簡易制作

物理模型是指用簡單材料通過簡單方法制作相應原理的模型，與生物原型相比，雖然簡單，但方便觀察，也為教學進行提供方便。在初中生物教學中，經常遇到一些“只能意會不可言談”的問題，這些問題正是由于學生缺乏形象直觀的感知而難以理解被稱為教學難點。以往的教學過程中在處理這種教學難點時，多采用從知識上、原理上去傳授給學生，忽視了從物理模型構建上讓學生的親自動手參與，并培養學生的實踐能力。如何引導學生更好地去理解知識難點，通過簡易物理模型制作，一直是筆者努力探索的追求。

在“細菌”教學中，生活舉例細菌無處不在的特點引入，從細菌的形態結構、生殖的各特點分析細菌無處不在的原因，在已知的細胞結構基礎上，通過模型構建，學生親手制作體驗，能進一步認識細菌的結構，并推測細菌的營養方式。在進入細菌結構環節時，設計了以下活動，在學生分組活動中，用橡皮泥構建細菌結構模型，小組代表展示本組作品，并介紹通過模型構建所了解到的結構，學生從細胞結構對比來推測細菌的營養方式。在此活動過程中，培養了學生的團隊意識，讓學生參與模型構建，從結構制作中去深入思考，為什么與動植物細胞結構具有那么多的差別，從而大膽地去推測細菌的生活方式，構建過程中學生們進行了分工合作，培養了團隊意識。

（三）建構數學模型，樹立模型基礎

數學模型就是用字母、數字及其他數學符號建立起來的等式或不等式以及圖表、圖像等描述客觀事物的特征及其內在聯系的數學結構表達式。在學生建構了物理模型和概念模型的基礎上，讓學生嘗試在草的數量變化曲線圖（見圖1）中分別用曲線表示出鼠、鷹的數量隨著草的數量變化而變化的趨勢。這種曲線型數學模型用于觀察事物發展的趨勢非常直觀明了。

學生由于第一次接觸這種數學模型，而且將概念模型轉化為數學模型的能力不足。為了降低學生建構數學模型的難度，先讓學生構建鼠和草之間關系的概念模型，然后在坐標中畫出鼠的數量隨著草的數量變化的曲線圖。在這個基礎上再建構鷹與鼠之間關系的概念模型，畫出鷹的數量隨鼠的數量變化的曲線圖。

學生畫好后，選擇部分學生建構的數學模型投影出來，讓大家分析、探討、糾正，進行思維的碰撞，教師再給與恰當的點撥，引導學生的思考更有深度。比如當草的數量下降時，要畫出鼠的數量變化情況，很多學生畫成是同步下降的，沒有考慮到草下降的原因是老鼠的增加導致的，所以，鼠應該有一段上升的過程。經過思考、調整，最后得到較合理的數學模型（見圖 2）。

在學生建構的數學模型上，簡約、直觀地展現出草、鼠、鷹的數量在一定范圍內不斷地變化，即保持相對穩定，這就是動態平衡。這樣生態系統能夠生生不息，不斷發展，維持著生態系統的相對穩定，

模型建構教學，教師通過創設情境引導學生進行積極探索，讓學生獨立思考，同時通過師生間、生生間多種交流互動，促進學生對知識的理解，加深學生對知識的掌握程度，還可以有效培養學生的創新能力、合作能力和探究能力。“授人以魚不如授人以漁”，教師要改變傳統的教學模式，合理利用模型建構教學，充分發揮學生的主觀能動性，使課堂效率事半功倍。

參考文獻：

[1]史華偉.模型方法在生物解題中的有效運用[J].理科考試研究，2016，23（8）：94-94

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