物理模型在高中生物教學中的應用

鄭雪嬌

【摘 要】所謂模型，是通過主觀意識，借助實體或者虛擬表現構成客觀闡述形態結構的一種表達目的的物件。在生物教學中，構建物理模型就是以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。構建物理模型可以幫助學生直觀地認識生物各結構，理解生物各結構之間的關系。如何高效地將物理模型應用到生物教學中是本文探討的主要內容。將物理模型帶入生物教學，不僅可以培養學生的科學精神和人文精神，也將全面提升學生的生物科學素養。

【關鍵詞】物理模型；應用

1.簡要分析高中生物中所涉及的物理模型

高中生物必修一第三章細胞器和細胞核、第四章第二節生物膜流動鑲嵌模型、第六章細胞的增殖、必修二第一節減數分裂、第二節基因在染色體上、第三章DNA分子的結構、必修三第二章第二節通過激素的調節、選修三基因工程等教學章節中涉及物理模型。物理模型在該教學過程中能較形象地展示細胞結構、細胞器之間的位置關系，能幫助學生形象地記憶知識點。

2.如何高效地將物理模型應用到生物教學

時間上合理安排：針對課本上所涉及的各類物理模型案例，教師可以合理分類，從而節約學生課堂時間。例如：教師可上完第三章細胞核就進行第四章第二節生物膜的流動鑲嵌模型，一是幫助學生系統地認識細胞結構；二是在本節教學之后，教師便可組織學生進行構建物理模型。對于“有絲分裂”“減數分裂”和“基因在染色體上”，教師可以放在一節課中，讓學生進行教具制作，直觀地幫助學生理解染色體在兩種分裂中的行為變化，也有助于學生對分離定律和自由組合定律的認識和理解。對于“DNA分子的結構”，教師可利用其模型幫助學生直觀地認識雙螺旋結構，搞清楚堿基互補配對原則，也有助于后續的相關計算。在“激素調節”的課堂教學中，教師只需花5分鐘時間讓學生建立血糖調節模型，學生就會較深刻地理解體內對血糖水平進行調節的機制。在以上所有的教學內容中，課堂上合理的時間和內容安排，都會在教學中起到事半功倍的效果，學生做一遍，高于教師重復千遍，只有學生自主參與，學生才能有深刻的理解和記憶。

形式上豐富多樣：對于構建細胞模型和生物膜流動鑲嵌模型，學生可用橡皮泥來完成，也可用生活廢舊用品來完成。以下是我的學生做的一些作品：

關于“有絲分裂”“減數分裂”及“基因在染色體”，主要是讓學生構建染色體，其中包括DNA兩條鏈和染色體之間的關系。若是學生能形象地展示其位置關系，便能很好的完成DNA分子的結構、DNA的復制及兩種分裂方式中的相關計算。之后，再在其模型上加上基因，學生便可通過染色體的行為變化清晰地認識基因的分離定律和自由組合定律的實質。以下是我的學生做的模型：

對于“基因工程”教學，主要讓學生投身其中，人人都是工程師，根據自己設計的生物堿基序列，利用“限制性核酸內切酶”與“DNA連接酶”對基因進行重組，建立新的載體。在動手實踐的過程中，讓學生不斷發現問題，解決問題，理解基因工程中各工具的特點及聯系、基因工程各步驟的作用。以下是我的學生建立的新載體：

3.物理模型在生物教學中的作用

生物是較為抽象的學科，內容多、雜，有時無規律可循，但是又是真實的貼近生活，和我們每個人都息息相關。學生對這門學科普遍有興趣，但大多被高考壓力帶來的各種習題所消磨，最后只是趨于對知識的死記硬背，失去了原來對生命探索的追求和渴望。而在以構建物理模型為主體的課堂上，學生是作為主體來參與整個課堂教學的，學生在動手構建模型的過程中，極大地提高了自身對抽象事物的認識和理解，夯實了對基礎知識的認知，增強了學生對生命本質的探索欲望，從而，學生愿意在生物上下功夫，愿意在生物課堂上多思考，對生物高考中出現的一系列難題，學生可從根本上進行分析，利用圖形，更好地進行解題，也是在無形當中培養了學生一種新的解題思路。總之，構建物理模型在生物教學中是必不可少的，且其起到的作用也是顯而易見的，對高考中生物的提分也是有極大幫助的。