物理模型在高中生物教學中的實踐應用初探

摘 要：高中生物一直以來都是一門知識點抽象且繁雜的科目。為了幫助學生更好地理解生物知識點，建立物理模型的教學方法也被運用到了高中生物學的教學之中。建立物理模型的教學方式能夠提供一種直觀的印象給學生。本文從多方面探討了建立模型的必要性談起，闡述了物理模型應用到高中生物教學的優點，希望對高中生物的教學有所助益。

關鍵詞：物理模型；高中生物；教學實踐

生物學科的一大特點就是知識多而雜，專業術語、概念比較抽象，單獨理解知識點比較費力。而生物學概念在學生形成科學完整的知識框架中起到至關重要的作用，是構成生物學知識網絡的重要節點。生物學概念的掌握尤其是核心概念的掌握是理解生物學知識的基礎，是學習生物學新知識的奠基石。本文列舉了多個高中生物利用物理模型的教學例子，闡述了建立物理模型對高中生物教學的助益，希望對相關的研究者有所幫助。

一、 模型建構的必要性

高中生物在高中階段是一門重要的學科，在新課標的要求中明確寫出，要求學生了解建立模型等科學方法，了解其在科學研究中的作用，培養學生的建模思想和建模能力，達到掌握生物學的基礎知識的目的。由此可以看出構建模型在教學中的重要性。在美國的科學教育標準中，也明確指出了模型構建是學生需要掌握的研究方法之一。由此可以看出模型構建對于學生思維能力的培養是必要的，這種教學方法是符合國際標準的。

二、 高中生物模型建構教學的現狀

在當前的高考大背景下，高中生物教學的導向還是以得分為主，所以高中生物教師主要也是要求學生熟練地掌握各章節的知識點，對于學生動手能力的培養并不重視，教師對于模型的構建也沒有十分重視，就算是有模型，也是為了完成課堂教學的需要，教師并沒有重視學生模型建立思維的培養。另一方面，由于許多學校教學資源有限，沒有充足的教學模具和活動場所來給師生進行教學實踐。加上有一些教師思想觀念落后，當學生在模型的建立方面遇到問題時，教師只能紙上談兵，不能幫助學生解決問題，導致學生不能完全理解抽象的知識，不能建立建模思想，不會運用所學的知識。教學質量自然不能得到提高。

三、 巧用物理模型，使核心概念變抽象為具體

物理模型在生物學教學中運用得當可以起到事半功倍的效果，讓原本看不見摸不著的生物學變化過程，變成直觀的形式，更容易讓人接受。在高中生物課堂上運用建立物理模型的形式讓學生掌握抽象的概念，能夠給學生留下更深刻的印象，讓學生更好地理解核心內容和知識點。

（一） 減數分裂教學中物理模型的應用

高中生物中，減數分裂是一個核心內容。不同的物種染色體數目和形態各不相同，但減數分裂的規律是一致的，在細胞減數分裂的過程中，同源染色體會有聯會等復雜的行為，染色體數目也會發生多次變化。這就要求學生要有很強的空間想象能力。教師在講授減數分裂過程中染色體的變化過程時，就可以建立合適的物理模型，讓學生的感受更加直觀。

教師可以分發給學生紙片，讓學生分組合作，自己動手畫出染色體，再將各染色體裁剪下來，還原減數分裂時同源染色體的動態變化過程。學生可以自己模擬出減數分裂過程中非同源染色體的自由組合過程等，幫助學生更好地掌握減數分裂這一知識點。

（二） 性狀分離比教學中物理模型的應用

在高中生物學中，孟德爾定律是重要的核心內容。孟德爾定律揭示出遺傳學的兩個基本定律，分離定律和自由組合定律，統稱為孟德爾遺傳規律。雖然書本上通過一些例子和圖像對定律做出了解釋，但是課本上的知識始終是抽象的，為了讓學生更好地理解，教師在講授分離定律時可以建立一個物理模型給學生，讓給學生在實驗中驗證這一定律，能夠更好地理解定律的內涵。例如，教師可以準備兩個小桶，分別代表雌性器官和雄性器官，小桶內裝上彩色小球，表示雌雄配子，讓學生每次從不同的桶里分別抓取一個小球，記下球上的數字，重復50到100次再來計算結果，驗證自由分離定律。

（三） 生物膜教學中物理模型的應用

生物膜是生物學教學中的一個基礎知識點，生物膜具有許多特點，諸如選擇透過性，擁有親水性和疏水性等。為了幫助學生更好地理解生物膜的功能，教師大可以帶領學生利用身邊的廢舊物品制作一個生物膜的模型。生物膜是一個流動鑲嵌的模型。要想制作生物膜的物理模型，就要搞清楚生物膜的結構層次。制作的過程中有問題學生可以自主探索，大大地提高了學習的效率。制作模型的過程就是一個學習的過程，不知不覺中，學生就掌握了生物膜相關的知識。制作好的物理模型也能更加直觀的體現生物膜的結構特點，給學生直觀的感受。建立物理模型對學習生物這門學科，有非常多的好處。

四、 物理模型的建立對高中生物教學多方面的意義

一方面，物理模型構建教學有利于教師更新教學觀念，提高課堂教學質量，解決生物學教學上抽象概念教學的難題。另一方面，構建物理模型的生物學教學方式能夠讓教師跟學生有一個近距離的接觸，師生之間形成互動，學生也能一改被動接受知識的格局，成為課堂的主體，自主探索學習，符合當下新課標培養學生多方面綜合能力的要求。

五、 結語

高中生物教學中運用物理模型來教學，幫助學生直觀、形象的理解和記憶生物知識點，能更幫助學生形成系統的生物學理論知識，有助于教師提高課堂質量和效率，打造優質的課堂教育環境，可以為祖國培養更多優秀的人才。

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作者簡介：

劉宗巨，甘肅省嘉峪關市，甘肅省嘉峪關市第一中學。