模型建構在發展高中生生物核心素養中的應用

時玉華

【摘 要】學生的學科核心素養的養成是當前課程改革深入推進階段的新要求，很多教師正努力在具體的教學實踐中摸索途徑，以順應這一關鍵要求。結合高中生物學科教學特點，引入模型建構法使相對抽象的內容便于學生理解，幫助學生掌握數據分析的思路，引導學生順利實現知識達成與能力發展，這是本文著力通過研究解決的問題。

【關鍵詞】模型建構;高中生物教學;核心素養;應用途徑

近年來，高中教學的重點已不再是單一地圍繞提高學生考試成績而展開，而是逐步向培養學生的核心素養轉移。高中生物學是一門以實驗為基礎的科學學科，既要確保學生能夠在課堂有限的時間內理解知識要點，梳理好知識構架，又要讓學生從學習的過程中，逐漸形成基本的生物學學科核心素養，要求教師能夠充分利用不同的教學方式，盡可能地讓學生從多個視角審視這門課程，同時，還要將課程變得通俗易懂、便于理解。在這樣的背景下，模型建構教學法就是十分奏效的方法之一。

然而，雖然教育界對發展學科核心素養的呼聲一直很高，但還是有許多生物教師過分注重課本知識的傳授及考試技巧的訓練，授課模式也較為古板，導致學生綜合素質的同步發展策略并沒有真正得到落實。因此，在生物學的教學過程中，依托模型建構的應用和優化，一改往日陳舊的教學作風，重視高中生物學學科核心素養的發展，才是推動高中生物學教學創新改革的關鍵。

一、教學模型建構的概念

模型的存在主要是服務于人們對科學研究的需求，其本質就是在一定的假設條件下，再現原型客體某種本質特征的物質形式或思維形式的類似物。模型的諸多特點與現代生物科學發展的大背景十分吻合，因此，一直以來生物科學研究都在頻繁使用模型建構法尋找實驗變量之間的關系，然后再進行縝密地推導、計算和預測等深層工作。

高中生物學的模型建構主要包括物理模型、數學模型、概念模型。模型建構的概念已經不像從前那樣“高大上”了，已成為一種十分“接地氣”的教學方法。當下，我國教育界頒布的新課標標準，也非常重視模型建構在生物教學中的意義。利用模型建構的方式，可以將生物課程原本平面的理論知識變得立體而生動，學生也可以親自參與到思維梳理和模型建構的環節中，這樣一來，便在潛移默化中發展了學生的學科核心素養，讓高中的生物教學成為學生能帶的走的教育。

二、模型建構教學的發力點

（一）關注生命觀念的發展

在高中生物的學習過程中，學生的三觀會逐步形成，能夠從不同的視角審視生命的意義和價值，還可以憑借所學的生物知識，解決一些簡單的衛生安全和生物科學等社會基本問題，人格也會逐漸走向完善。通過對生物這門學科的學習后，學生會對生活中的日常飲食、衛生安全以及環境保護等方面產生全新的認識，并且發自內心油然而生對社會環境保護、尊重生命等問題的關注和認可，也就是一種內在的社會責任感。通過生命觀念的建立完善，學生會循序漸進地了解每個獨立的生命個體間彼此有著千絲萬縷的聯系，在我們所生存的世界中，生態的天平與物競天擇的規律從未改變過，并由此而更加珍愛、尊重和公平地看待生命的存在。

（二）幫助學生學會理性思考

學生通過對平時生物課程的學習，能夠隨著演繹推理、類比推理、歸納概括和分析批判等環節層層遞進，逐步建立起多角度、多維度以及多層面的思考模式，這就是生物核心素養中強調的理性思考。只要學生能夠搭建起思維城堡的框架，之后的添磚加瓦會容易許多，即使隨著時間的推移，理論知識在腦海中逐漸淡忘，理性思考這一核心素養為學生帶來的影響將會是終生的，這也是高中生物育人功能的最終落實方向。

（三）提高學生科學探究能力

科學探究素養通常指學生能具備最基本的發現問題、思考問題并通過實驗解決問題的能力。以此為基礎，還應該能夠自行設計實驗流程，進行數據驗證和對比等環節。此外，科學探究素養還延伸出了小組合作、協同工作以及與他人交流、自主創新能力等各方面素質。針對這個部分的核心素養，應該把高中生物教學中的實驗部分作為重點培養途徑。

在實驗的觀摩和親自實踐的過程中，學生更容易對課程產生興趣和好奇，動態而立體的授課模式也有助于學生理解知識要點。更重要的是，讓學生親自動手才是培養學生科學探究能力的主要方法。從這幾個角度來看，重視生物實驗課程，大力培養學生的科學探究能力。

三、模型建構法在生物教學中的實際應用

模型構建法是當前生物學科教學中常用的教學方法之一，根據教學需要選用不同的模型種類，幫助學生增強概念認知、規律總結及所學知識的合理遷移。

（一）構建物理模型，具化抽象理論

所謂的物理模型，其實就是基于教學對象的特征，以實物或圖畫的形式直接加以呈現，將抽象的生物知識以直觀具體的形式展現，促進學生對生物本質的理解，從而有效地發展學生的生物核心素養。

例如：在學習人教版高中生物必修一中的第3章“細胞的基本結構”這一章時，就十分適合使用物理模型建構法進行教學。教師可以讓學生使用紙皮、礦泉水瓶蓋、牙簽、面前等一些生活中常見的材料，再輔以剪刀、膠水和彩筆等工具，分組制作細胞膜以及細胞內部結構的模型。制作過程中，學生能夠對基本的知識構架進行簡單的梳理，還能自由發揮想象，考慮如何兼具模型的科學性和美觀性。這種既直觀又具體的方式，不僅能促進學生全面掌握知識及其背后的原理，還有助于培養學生的動手能力，從而有效地發展學生科學探究等生物核心素養。

（二）構建數學模型，培養理性思維

另外，數學模型的構建也是目前生物教學中比較常見的模型構建法。數學這門學科和生物其實有很多交集，只要通過一定的學習，便不難發現它們之間的共同點。數學的邏輯性很強，有嚴密的計算過程，并且可以對計算方法追根溯源，培養學生理性思考的核心素養，十分適合用于解釋生物中存在數據變化的知識點。

如：在學習人教版高中生物必修一中的第6章第1節“細胞的增殖”這一內容時，可以用數學模型建構的方法，讓學生理解有絲分裂過程細胞核中遺傳物質的變化。對于這個小節中“有絲分裂”這部分的知識，相信很多教師都遇到過講解了學生聽不明白、想不透徹以及對相關數量變化理解模糊的情況，而引入數學模型建構之后這類問題就會迎刃而解，同時，還會因此而加深學生的記憶，鞏固知識網絡。教師可以要求學生詳讀課本內容，然后根據細胞增殖不同階段產生的現象，繪制染色體數量變化圖。接下來，教師可以帶領學生一起將染色體各個階段的數量在數學坐標圖中具體標注出來，形成具象的數學圖表，以便觀察和解讀。當整個過程結束以后，學生會自然而然地感受到數學模型建構的魔力，那就是原本抽象的有絲分裂各階段變化，清晰明了地以坐標圖的形式表現出來，尤其是染色體數量的變化，更加一目了然。

通過以上內容我們不難發現，在高中生物教學過程中，模型構建因其易操作、好理解和成效顯著受到越來越多師生的青睞。這種方法不僅大大活躍了課堂，幫助學生進一步理解枯燥的生物理論知識，還能讓學生在潛移默化中提升核心素養水平。另外，經過以上一番討論，更值得注意的是模型建構法的具體落實，也就是說模型建構法教學的展開不光是完成任務，而是要在做中有概念的形成和理解，以此為脈絡逐步展開，并且重視學生的體驗、思維和創造，才能保證學生都能學有所得。

【參考文獻】

[1]陳燕，王磊.模型法在高中生物教學中的應用[J].中學生物學，2017.33（01）：8-31

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