高中生物教學中運用建模培養學生科學思維的探究

吳朝娟

摘要：近些年來，隨著新課程標準的不斷改革，教育體制和教學理念也不斷在改進和完善，許多新的教學方法也應運而生。對于高中生物教學來說，對學生的要求更加嚴格，而且高中生物課程本就有一定的難度，其中抽象性的知識非常多，學生不易理解，老師也不好進行教學，所以說，老師就要運用一定的教學方法將抽象知識形象化。建模思想就非常重要，老師在教學過程中可運用生物建模思想培養學生的科學思維，讓學生具備解決問題的能力。因此，本文主要談談在高中生物教學中運用建模培養學生科學思維的研究，僅供參考。

關鍵詞：高中生物;運用建模;科學思維

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2019）36-0190-02

高中階段的教學是非常關鍵的時期，理科課程都具備一定的抽象性特點，而且教學大綱明確規定，高中生物教學不僅僅只是理論知識的掌握，也要學生具備一定的科學思維，讓學生能夠在學習過程中擁有演繹推理和建立模型的能力。建模的教學方法在一定程度上非常符合高中生物教學大綱的教學目標，所以說，建模思想非常重要。因此，下文主要從三個方面來談，一是高中生物教學中模型構建的分類，二是高中生物教學中運用建模培養學生科學思維的作用，三是高中生物教學中運用建模培養學生科學思維的方法。

1.高中生物教學中模型構建的分類

模型就是把研究的原型物體進行一定的抽象、概括，保留原型本質的屬性，以物質或者思維的形式模擬原型的新課體;模型可以將原型的次要細節舍棄，將原型進行簡化和理想化。在教學過程中，可以讓學生更好的理解知識和應用知識，在高中生物教學中模型構建可以分為物理模型、概念模型和數學模型。

1.1 物理模型。

物理模型就是根據相似性理論，借助實物或者圖畫的形式，讓原型的形狀結構特征可以非常直觀展示出來的一種模型。運用物理模型進行教學，有利于學生對知識點的掌握，也可以有效激發學生的生物學習興趣，加深學生對于高中生物知識的記憶，高效培養學生的科學思維。

1.2 概念模型。

概念模型就是運用圖示、文字和符號的形式描述生命活動的規律或原理，運用概念模型進行教學，有利于學生了解概念的本質特征。在高中生物教學過程中，概念模型的運用體現就是概念圖，概念圖可以非常直觀的表現出概念之間的關系，能夠有效體現出高中生物教學的系統性，科學思維的培養在這個過程中也能夠有效體現出來。

1.3 數學模型。

數學模型就是運用數學知識描述研究對象的一種模型，比如數學中的圖表數據、坐標圖像、數學公式等都可以非常直觀的描繪對象。通過運用數學模型進行教學，可以培養學生解決問題的能力，也可以讓學生的對高中生物知識有更深刻的理解，不斷提升學生的科學思維。

2.高中生物教學中運用建模培養學生科學思維的作用

2.1 有利于提高課堂教學的質量。

在高中生物教學中，學生學習興趣的培養是非常重要的，但由于傳統教學模式的刻板乏味，而且所學知識本就有一定的難度，學生往往很難產生學習的熱情。運用建模的教學方法，有利于加深學生對所學知識的理解，讓非常抽象的知識變得具體化，也使課堂教學氛圍變得非常輕松愉悅，有利于激發學生的學習興趣，讓學生積極主動的投入到課堂學習中去，從而促進教學有效性的形成，讓高中生物的課堂教學質量大大提高，充分培養學生的科學思維。

2.2 有利于培養學生的創新能力。

建模是需要學生和老師親手實踐的，在學生進行建模的過程中，有利于讓學生真正掌握生物知識的真諦，也有利于培養學生的建模意識，在一定程度上可以激發學生的創新意識，提高學生的綜合素質。生物建模本就是理論知識到實際的過程，學生在這個過程中可以養成嚴謹的科學態度，對探索生物知識有很大的熱情，不斷提升學生的科學思維，充分發揮建模的教學作用。

3.高中生物教學中運用建模培養學生科學思維的方法

3.1 正確利用物理模型。

高中生物教學中運用建模培養學生的科學思維，首先要做到的就是正確利用物理模型，讓學生能夠運用正確的思維方法進行學習，大大提高課堂的教學效率，讓學生全面深刻理解高中生物知識。

例如：在教學人教版高中生物必修一《生物膜的流動鑲嵌模型》這一節內容時，老師就可以利用物理模型進行教學，我們都知道細胞膜主要是由蛋白質、磷脂和糖類三大有機物質構成，其中磷脂雙分子層構成細胞膜的基本支架，蛋白質分子鑲嵌、部分或全部嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中，這些都是學生從課本中得到的知識，所運用的思維方法就是歸納與總結;為了讓學生更好的理解，對細胞膜有更深刻的認識，老師就可以選擇適宜的制作模型的工具和材料，比如可以用紅色黏土表示磷脂分子的頭部，火柴棒代替尾部，白色黏土代表蛋白質，綠色黏土代表糖類，然后細化這三類物質的形態特征，建立細胞膜的流動鑲嵌模型，讓學生學習起來比較容易，同時提升學生的科學思維。

3.2 正確利用概念模型。

在高中生物教學中，生物知識通常都是多而雜，而且概念性的知識非常多，這些概念中也有許多公式和理論，學生對于這些知識的記憶通常都是死記硬背，這樣下來，學生往往會不知道這些概念的相通性在哪，因此，正確利用概念模型進行教學是非常有必要的，在這個過程中，學生的科學思維能夠有效提升。

例如：在教學人教版高中生物必修一《細胞的能量“通貨”──ATP》這一節內容時，老師就可以運用概念模型進行教學，在學生學習了有氧呼吸和無氧呼吸后，老師就可以借此對學生提出“這兩個過程中形成的物質都有哪些？為什么說ATP是細胞的能量“通貨”？ATP與ADP是怎樣相互轉化的？這有什么意義？細胞中的哪些生命活動需要ATP提供能量？”這些問題，引導學生一步步的進行探索，最后讓學生對ATP有深刻的理解，這個過程可以充分培養學生的推理能力，讓學生的科學思維穩步提高。

3.3 正確利用數學模型。

數學學科的知識幾乎在其他所有學科都有涵蓋，在高中生物教學中，老師就可以正確利用數學模型，把數學中的一些知識服務于高中生物，讓學生在學習過程中可以一目了然的理解知識，并且可以巧妙的運用各種思維方法，培養學生的科學思維能力。

例如：在教學人教版高中生物必修三《生長素的生理作用》這一節內容時，老師就可以正確利用數學模型，在學習這部分知識時我們都知道“植物向光生長、根的向地性和莖的背地性”這些理論知識，老師可以根據這些知識提出模型假設“生長素可能會促進植物的生長，生長素濃度越高，植物生長更快。”并且畫出坐標圖像，讓學生探究生長素的生理作用，通過這個過程，老師可以將多方面的因素通過坐標圖像一目了然的展現在學生的面前，有利于學生科學思維的形成。

綜上所述，建模的教學方法在高中生物中的運用確實是必不可少，而且非常之重要，老師在教學過程中要合理運用建模的教學方法，培養學生的科學思維，充分體現出建模的教學意義;讓高中生物知識更加形象化、具體化。學生在學習過程中就不會有太大的阻礙，有利于學生對生物知識的掌握和應用，也能夠讓學生的創新思維得到培養，大大提高教學質量。

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