高中遺傳學核心概念教學中類比模型的應用研究

■江蘇省江陰市教師發展中心 吳小峰

一、類比模型的概念

類比模型主要是基于相似屬于這種理念所延伸出來的教學方法，通過將學生熟悉的事物與抽象的教學內容進行類比，促使學生能夠在兩者之中找到共性，形成一種思維上的聯想關系，進而能夠在模仿的基礎上歸納并類比到對應的模型當中，將不同知識點與模型中較為熟悉的知識點進行類比，進而促使學生能夠更好地理解與接受新的知識內容。

二、類比模型在遺傳學核心概念教學中的應用

概念主要是通過對事實的總結推理而得出的結論，因此遺傳學核心概念也需要建立在事實感知的基礎之上。在遺傳學的核心概念中，其表征的事物包含了DNA、基因等抽象因素，采用類比模型的方式，將這些抽象因素通過構建生物模型的方式，使其更加具象化與直觀化。學生能夠通過對模型的觀察，思考出原型中的未知屬性，并發現其中的問題，充分了解事物中所蘊含的規律。

（一）明確類比模型的構建目的

在《DNA 分子的結構》這一章節中，其主要的核心理念便是DNA 分子主要是由四種小分子（脫氧核苷酸）構成的長鏈，兩條反向平行的長鏈組成了雙螺旋的結構。在進行教學的過程中，教師需要充分圍繞著這一核心理念進行，通過構建類比模型的方式，圍繞著DNA 雙螺旋結構模型的歷史研究進展組織學生的建模活動，將微觀、抽象的DNA 轉變為具象、直觀的類比模型，以此進一步提高學生的理解程度，激發學生的探究興趣。

（二）選擇類比模型的表達方式

大部分教師在進行《DNA分子的結構》這一章內容的教學時，通常會采用兩條電話線、螺旋樓梯等結構與DNA 進行類比，這些類比模型雖然能夠有效幫助學生理解DNA 的雙螺旋結構，但在脫氧核苷酸是如何組成DNA 雙鏈這一問題卻沒有能夠涉及。磷酸、堿基與脫氧核糖屬于一種較為復雜的分子結構，因此教師采用不同顏色的小球與帶有凹凸的圓柱充分展示DNA 分子雙螺旋的結構模型。促使學生能夠親手組裝DNA 的雙螺旋結構，這樣一方面能夠讓學生直觀地看到DNA模型的具體形態。

（三）類比模型的具體構建方式

構建類比模型的過程主要分為聚焦——行動——反思構成這三個分部的內容：

1.聚焦：讓學生在課堂中構建類比模型不能夠只是單純的手工活動，教師更需要注重引導學生在動手的過程中針對課程的核心概念進行思考，促使學生能夠充分了解構建這一類比模型的意義與目的所在。

2.行動：學生在進行DNA類比模型構建時，教師需要做好學生觀察與思考的引導工作，充分引導學生對DNA 和脫氧核苷酸之間的關系進行討論與思考，對比DNA類比模型與DNA雙螺旋結構之間的相似點，以此提高學生在進行建模時的思維能力。在課堂的教學中，教師需要以“基本單位——單鏈——平面雙鏈——立體空間結構”這一流程作為任務的驅動，采用逐步深入的方式，讓學生能夠以小組的形式對現有的資料進行總結與思考，自主利用好模型盒中的物件構建DNA 模型。在進行DNA 類比模型構建過程中主要分為四個步驟：第一，讓學生構建四種脫氧核苷酸模型結構；在這一步中，教師需要引導學生思考脫氧核苷酸之間是怎樣形成長鏈的；第二，讓學生構建一條脫氧核苷酸的長鏈模型；在這一步中，教師需要引導學生思考脫氧核苷酸是如何形成DNA分子的；第三步，讓學生構建脫氧核苷酸的雙鏈模型結構；在這一步中，教師需要引導學生思考雙鏈DNA是如何盤繞成為雙螺旋結構的；第四步，讓學生構建完整的DNA 立體結構模型。通過這種方式，不但能夠加深學生對DNA 結構模型的理解程度，同時也能夠培養學生自主思考與自主解決問題的能力，幫助學生形成嚴謹、鉆研的思維模式。

3.反思：在學生構建完成DNA 的類比模型結構后，教師需要組織或引導學生針對這一次模型構建情況進行討論，思考自己所構建的類比模型是否準確，分析其中存在的問題，并針對問題進行改善。對比各小組之間不同的DNA 模型構建情況，找到其中的相同之處與不同之處，以此總結出DNA 模型堿基數量與排列順序中的差異，促使學生充分理解DNA雙螺旋結構的各項特點。

三、類比模型構建過程中存在的問題

在高中遺傳學核心概念的教學中，類比模型的構建能夠充分提高學生的發展與潛能開發，改善學生的思維模式，促使學生能夠形成科學思維的方式，進而提高學生的科學素養。但在采用類比模型構建時，還需要注意對于不同學習任務驅動，教師需要采用不同的類比模型表達方式，注重表現類比關系的時間與順序，以此幫助學生更好理解。

四、結語

在現階段高中遺傳學核心概念的教學中，類比模型這一教學方式得到了人們的廣泛關注。通過類比模型的教學方式，能夠將復雜、抽象的遺傳學內容轉化為具象、簡單的模型結構，促使學生能夠通過思考與觀察更好地對核心概念進行理解。因此，在教學過程中，教師需要充分利用好這一教學方法，根據教學的目的與內容，選擇合適的類比模型結構，通過引導的方式提高學生的自主思考能力，幫助學生形成科學的思維方式。