談模型改善對高中生物核心概念教學的作用

王劍鋒

生物核心概念的理解、應用能力是近幾年高考考察重點之一，同時也是高中生物知識體系中重要的組成部分。為了提高學生對生物知識的理解水平、問題的解析與探究能力，在高中生物核心概念教學過程中，教師應該積極主動、合理運用模型開展教學，合理運用模型教學，提高高中生物核心概念教學的有效性。

高中生物學科是理科范疇內重要的組成部分，生物學是一門涉獵范圍較為廣泛的學科。在生物教學中，通過構建模型，幫助學生更加直觀地理解生物學知識。同時在核心概念教學中，合理運用模型提高教學有效性，為高中生培養良好的生物學科素養。

高中生物核心概念教學中運用模型方法的意義

模型在高中生物課本的含義為：“模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。”因此，模型屬于解釋概念的一種方式，是對抽象化概念的本質的展示，具備生動、形象等特點，能有效展現生物概念本質；同時，建立模型的過程就是概念產生的過程。所以，在高中生物概念教學中使用模型方法可以提高教學的有效性。

合理運用物理模型，將抽象的核心概念變得更加具體

利用模型表示減數分裂期間染色體行為變化的重要性

染色體知識屬于高中生物核心概念，由于物種存在差異性，因此染色體的大小、數量、形態存在差異，通?？梢赃\用染色體對生物親緣關系、遺傳病進行判斷。減數分裂時期的細胞，同源染色體行為變化復雜，染色體的數目、形態也在發生改變，學生在學習時必須具有良好的空間想象力。所以，教學中可以運用模型直觀地展示減數分裂期間染色體的行為變化，幫助學生理解、掌握染色體相關知識及規律。

制作模型時應合理選擇材料

模型制作中，教師可以選擇軟磁鐵材料進行減數分裂染色體行為變化模型的制作。此類材料特點明顯，十分適用于實驗教學。首先，軟磁鐵材料由磁性與橡膠材料混合制成，具有磁性，能夠吸附在黑板上，移動靈活，教師可以通過引導，讓學生利用對比的方式，判斷模型制作是否正確。其次，可以利用軟磁鐵材料把減數分裂所有時期的變化用模型依次表示出來，構成的畫面就是減數分裂完整過程，這種材料薄如紙，能被隨意剪裁出染色體和細胞形狀。最后，紙的正面可以填補多種顏色，可以對同卵染色體的區別進行展現，也可以在染色體上用記號筆標記基因，在遺傳學染色體學說、配子比例等教學中，有助于學生更好地理解生物定律知識。

比如，在減數分裂一課講解中，教師就可以制作減數分裂的相關模型圖，幫助學生理解減數分裂的過程及相關的知識。內容闡述：1.黑色圓盤代表一個細胞；2.紐扣磁鐵代表絲粒；3.紅色和黃色紙片代表染色體；4.制作的是同一物種，體細胞有2對同源染色體的減數第一次和第二次分裂前期、中期、后期染色體行為變化模型。最后，將所有模型連起來后，就是減數分裂連續變化圖。

在教學的過程中，教師可以將不同時期的減數分裂模型通過多媒體大屏幕展現出來，通過不同時期的模型對比教學，學生就可以有效掌握生物學減數分裂相關概念。在染色體中將基因用記號筆標記出來，學生可以更為有效地理解生物學遺傳定律本質等知識。

比如，在制作精母細胞減數分裂過程圖的時候可以將其分成兩個階段制作，分別是間期與分裂期，間期由G1與S、G2期組成。分裂期由減數第一次分裂期與減數第二次分裂期組成，減數第一次分裂末期與減數第二次分裂前期可以制成一張圖片，統稱減一末期。首先，細胞分裂前的間期會發生DNA與染色體復制的情況，在此過程中染色體的數量不會發生變化，復制結束后，各條染色體都由兩條姐妹染色單體組成，但是DNA的數量會成為原有細胞的2倍。其次，減數第一次分裂前期，同源染色體之間發生聯會，會變成四分體，細胞中有紡錘體顯現，核仁與核膜相繼消失，同源染色體中的非姐妹染色單體在此期間有一定幾率產生交叉互換。接而，減數第一次分裂中期，赤道板兩端會出現對稱排列的同源染色體著絲點。再而，減數第一次分裂后期，同源染色體之間彼此分離，非同源染色體開始自由組合，并朝細胞兩級移動。第五，減數第一次分裂末期，細胞由1個分成2個，變成次級精母細胞亦或是次級精母細胞與第一極體。最后，在減二前期時次級精母細胞內重新聚集染色體，紡錘體也會形成；中期，赤道板中有染色體著絲點排列；后期，染色體著絲點分開，朝染色體兩極移動；末期，細胞分成2個，次級精母細胞會形成精細胞。

合理運用概念圖模型，提高核心概念的清晰性與系統性

概念圖能夠對生物知識進行有效的組織與表達，是提高生物核心概念教學有效性的基本方法。國內高考趨勢顯示，高考生物題開始重視對學生綜合性能力進行考察，不過多數學生只會死讀書，無法有效地遷移、聯系概念知識之間的關系。因此，教師在教學中應對概念圖進行合理運用，通過概念圖的方式將核心概念與普通概念聯系起來，并做好知識的拓展分析，幫助學生形成屬于自己的系統化零散知識結構，幫助學生有效地理解、記憶、運用概念知識。

在高中生物核心概念教學中，教師可以將基因與染色體、DNA之間的關系、生命活動的調節等課程知識制作成概念圖。概念圖除了在課堂教學中運用外，在生物復習中也十分適用，比如可以將染色體核心概念制作成一個詳細的概念圖，如染色體包含常染色體（常染色體遺傳）與性染色體（性染色體遺傳）；染色體由DNA與蛋白質組成；染色體變異后發生染色體畸變，由染色體數目變異（整倍變異與非整倍變異）和染色體結構變異組成；染色體可以分為同源染色體（四分體）與非同源染色體，然后將其按照結構順序、關系制作成一張詳盡的概念圖，帶入課堂供學生學習，這種概念圖模型有助于學生理解、鞏固、復習、記憶、運用生物學核心概念相關知識。

合理運用數學模型幫助學生理解生物核心概念本質

利用圖表、曲線對事物本質、變化規律進行展示的模型，稱為數學模型。教師在教學中應利用數學模式，幫助學生理解生物核心概念的本質、變化規律，為學生培養良好的邏輯思維及觀察能力。

比如，教師可以在遺傳學定律、PH關系、細胞分裂等知識講解中，通過建立數學模型的方法，合理演繹相關實驗現象的變化過程與最終結果。例如在分裂知識講解中，教師可以制作一個由研究方法與研究實例共同組成的模型，研究方法：A1觀察研究對象，提出相關問題→A2提出合理的、科學的假設→A3基于實驗數據結果，采用具有針對性的數學形式對事物的性質給予合理的表達→A4通過繼續實驗或者是詳細地觀察對建立的模型進行合理的檢驗與修正。研究實例：B1細菌在每20分鐘會發生一次分裂→B2若空間無限、資源無限，此時細菌種群的生長及增幅狀況將不會受到影響→B3N=2n（n代表繁殖的代數）→B4對細菌的數量進行觀察、統計，并做好所建模型的檢驗與修正。需要強調的是，研究方法中（A1～A4）的實際實踐操作與研究實例中（B1～B4）的實際操作過程相互對應。通過建立數學模型的方式，有助于學生更好地掌握相關知識，培養學生探究、思維發散等能力，提高學生對核心概念的理解、運用水平。

結語

將模型法引入高中生物學科的知識教學中，有助于幫助學生更好地理解、認識、運用生物知識，提高學生對生物核心概念知識的理解運用水平，改善高中生物核心概念教學的有效性。