核心素養下模型構建在高中生物教學中的嘗試運用

趙海芳

[摘要]模型構建不僅能有效突破教學的重點和難點，降低學生學習的難度，而且也能使學生深刻理解生物概念，充分提高學生的動手能力和觀察能力。作為高中生物教師，應基于核心素養培養，引導學生進行模型構建，從而發展學生的理性思維，培養學生的核心素養。

[關鍵詞]核心素養；模型構建；減數分裂；有絲分裂

核心素養是學生在解決真實情境中的問題時所表現出來的必備品格和關鍵能力，生物學核心素養主要包含四個要素：生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任。生物作為一門實驗性學科，更能有效培養學生的核心素養。筆者通過對不同教學模式的課堂教學進行比較，發現在高中生物教學過程中，嘗試引導學生進行模型構建，既能使學生充分理解和闡釋生物學的基本理論和知識，提高學生的動手能力和觀察能力，又能讓學生領悟生物學家在研究過程中所持有的觀點以及解決問題的思路和方法，發展學生的理性思維，培養學生的核心素養。

一、模型構建的嘗試運用

在生物的有性生殖中，配子是聯系親代和子代之間的橋梁，減數分裂中染色體的數量和運動規律性變化在生物的遺傳和變異中起了重要的作用。同時，減數分裂作為一種特殊方式的有絲分裂，它與有絲分裂既有相同點也有不同之處。這部分內容知識點抽象、繁多而瑣碎，學生較難掌握。因此，本專題內容不僅是本冊書的重難點，也是高中生物教學的重點和難點。筆者在實際教學中，努力嘗試結合模型構建，模擬染色體的行為變化規律，力求突出重點、突破難點。

1.構建遺傳的細胞基礎思維導圖

思維導圖可以幫助學生迅速抓住關鍵點，掌握重點。在復習減數分裂和有絲分裂的相關知識前，教師可引導學生構建遺傳的細胞基礎的思維導圖，列出相關知識點，同時引導學生在頭腦中搜索與之相關的其他知識點，明確知識之間的聯系，將生物學瑣碎的知識點串成知識網，從而提高復習效率。同時，讓學生通過小組間的比較和討論，從中發現自己的薄弱之處。

2.構建減數分裂和有絲分裂過程的物理結構模型（體細胞為4條染色體）

（1）材料的準備：超輕粘土、毛絨條、鐵絲、磁性教具、展板等。

（2）模型的構建：學生根據手頭材料，分小組模擬減數分裂和有絲分裂的動態過程；安排一展示小組在黑板上展示，其余分小組自主構建。

（3）模型的展示：各小組分別派代表解釋本組模型構建的過程，小組間進行相互質疑。

學生利用模型模擬減數分裂和有絲分裂過程中染色體的行為變化規律，教師展示動態圖。

學生繪制表格（如表1）并借助模型比較減數第一次分裂、減數第二次分裂、有絲分裂的過程和精子和卵細胞的形成過程。通過比較減I、減II、有絲分裂過程中的前期、中期、后期，有助于學生進一步熟悉減數分裂過程，正確區分減I、減II、有絲分裂各個時期，從而達到識圖目的。

3.構建數學模型，歸納變化規律

建立數學模型是生物科學研究中運用的重要方法。一般用符號、公式等數學語言來表現生物學現象、特征和狀況。如教材中種群增長的“J”型和“S”型曲線，遺傳問題的計算，基因控制蛋白質的合成堿基數目的計算等，都可以通過建立數學模型來表示和計算。

建立減數分裂和有絲分裂過程中染色體和DNA的數量變化的數學模型是為了更好地闡明減數分裂和有絲分裂的特點，深化學生對概念的理解。教學過程中，教師可安排某學生在黑板上繪制相關數學模型（如圖6和圖7），其余學生在白紙上繪制，并借助實物投影展示。

二、關于模型構建的思考

模型方法作為一種科學認知手段，對學生的知識、能力和情感態度的發展有重要的意義，該方法的重點是要抓住原型的本質特征，把復雜的客體簡單化，把微觀的對象形象化和具體化。模型構建不僅能引導學生很好地認識生物學的基本概念和原理，在構建、修改、分析和評價的過程中還能培養學生的探究能力、小組合作能力和抽象思維能力。但是模型的構建也要注意幾個問題：建立模型的目的要明確，不能將模型完全等同于原型去理解，要根據教學內容合理選擇模型進行運用。

（責任編輯 黃春香）endprint