應(yīng)用模型構(gòu)建提升學(xué)生的生物知識能力

■甘肅省張掖市高臺縣第一中學(xué) 程 虹

隨著人類進(jìn)步的腳步越來越快，科學(xué)技術(shù)日益成熟。在人工智能日益發(fā)達(dá)的今天，國家建設(shè)對人才的要求越來越細(xì)，越來越要求精益求精，那么對于今天的高中生來說，如何讓他們?nèi)鎸W(xué)習(xí)科學(xué)文化知識，掌握基本的技能技巧，就是擺在面前的一個教育問題。在科技高度發(fā)達(dá)的今天，越來越顯示出生物學(xué)科的重要性來，因此在日常教育教學(xué)工作中，可以采用建立模型等教學(xué)手段，科學(xué)有效地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)科的學(xué)習(xí)。每年的高考題型中，把建立模型的方法列入考試內(nèi)容，檢驗學(xué)生掌握知識的能力。因此在日常教學(xué)過程中，把這種教學(xué)模式應(yīng)用到每堂課的教學(xué)中，能加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握，提升他們解決問題的實際能力。

一、物理模型讓抽象知識形象化，激發(fā)學(xué)生自主參與探究能力

高中生物課的教學(xué)過程中，有的時候需要構(gòu)建一種物理模型的教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)的效率，這種教學(xué)模式有它自身的優(yōu)點(diǎn)，可以把一些抽象的學(xué)生不好理解的知識，轉(zhuǎn)化為形象具體的知識，幫助學(xué)生記憶理解。例如在教學(xué)“有絲分裂中染色體變化”的知識內(nèi)容時，我們就可以構(gòu)建一種物流模式，提高課堂教學(xué)的效率。可以建議學(xué)生使用一些常用的生活工具，例如經(jīng)常用的剪刀、膠水，不同顏色不同形狀不同紙質(zhì)的圖紙，通過裁剪制作出簡單實用的物理模型。為了保證模型的實用性和科學(xué)性，在構(gòu)建之前教師先和學(xué)生一起回顧有關(guān)有絲分裂過程的基本知識點(diǎn)并向?qū)W生講解有關(guān)的制作思路和要求。先根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)層次和性格特征進(jìn)行分組，每3～4人一組。用卡紙做染色體的臂，同色的橡皮泥做著絲點(diǎn)，小組合作完成。由于細(xì)胞分裂的不同時期染色體的形態(tài)數(shù)目有差異，學(xué)生將黃色的卡紙剪成非常細(xì)的細(xì)絲狀，并雜亂地放置在白紙上，不同顏色的卡紙做出4條黃色和4條紅色的染色單體，其中4條黃色的染色單體長3～4em，4條紅色的染色單體長5～6em。把顏色、長度相同的兩條染色單體成對并排放置，中部用小塊橡皮泥粘起來，代表已完成復(fù)制的染色體。在紙上畫一個足夠大的細(xì)胞輪廓，能容納所做的4條染色體，畫出紡錘體。在制作過程中，尤其要注意分裂的不同時期，染色體在分布、形態(tài)、數(shù)目上的差異。

為了增強(qiáng)模型制作的效果，教師可以在學(xué)生制作前、制作的過程中或者制作后提出一些問題以及展示他們各自模型的機(jī)會。在實際的教育教學(xué)過程中，鼓勵學(xué)生制作簡單容易操作的物理模型，幫助學(xué)生理解有些生物結(jié)構(gòu)知識，便于他們厘清生物知識的系統(tǒng)性。有的時候制作完成簡單美觀大方的物理模型，讓復(fù)雜的生物問題簡單化，把抽象的生物知識以最簡單的形式表達(dá)出來，加強(qiáng)學(xué)生的理解記憶，讓他們能長時間保持這種記憶能力，從而達(dá)到最直接最有效的教學(xué)目的。

二、概念模型讓主要特征符號化，提升學(xué)生概念建模的能力

高中生物學(xué)科的知識，學(xué)生由于沒有一定的實際經(jīng)驗，無法理解有些抽象的知識結(jié)構(gòu)，尤其是對于一些概念性的知識，理解起來就非常困難。如果在教學(xué)中能把這些抽象的文字，通過一定的符號，把知識形成的過程通過一定的流程圖演示出來，這樣學(xué)生就能看得清楚，理解透徹。這就是說通過一定的概念模型，可以簡單演示生命活動的過程，生物活動的規(guī)律，從而能幫助學(xué)生在腦海中形成完整的知識體系，從而提高生物學(xué)習(xí)的效率。在新授課與復(fù)習(xí)課中，教師需要利用概念圖整理生物知識。例如在“免疫調(diào)節(jié)”一課中，要求學(xué)生以“免疫系統(tǒng)”為關(guān)鍵詞，構(gòu)建免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫活性物質(zhì)為主的概念圖。在建模的過程中，學(xué)生相互比較、討論、交流各自所建的概念圖，補(bǔ)充、修正、完善概念模型內(nèi)容。這樣學(xué)生在構(gòu)建模型的過程中，就加深了免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫活性物質(zhì)等相關(guān)概念的理解，并了解了他們各自的免疫特征，系統(tǒng)性掌握了有關(guān)免疫調(diào)節(jié)的知識。利用構(gòu)建模型能提高學(xué)生對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，形象化地理解抽象知識，從而能有效提高學(xué)習(xí)效率。

三、數(shù)學(xué)模型讓復(fù)雜問題簡潔化，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形動態(tài)呈現(xiàn)的能力

數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的一般步驟為：觀察研究對象，提出問題——提出合理假設(shè)——根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)形式表達(dá)事物性質(zhì)+繼續(xù)實驗觀察，檢驗修正模型。建構(gòu)數(shù)學(xué)模型對學(xué)生的科學(xué)探究以及歸納總結(jié)的能力提出新要求，因此建模的過程中就是學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程。

例如，構(gòu)建培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化曲線圖就是典型的數(shù)學(xué)模型。首先讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式，可以是表格、柱形圖、曲線圖。將學(xué)生分成小組，觀察記錄不同時間下所測得的酵母菌種群數(shù)量及生活狀況，然后根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制相應(yīng)的曲線圖。以小組為單位，討論交流種群增長出現(xiàn)J型曲線、S型曲線的原因以及種群數(shù)量的波動和下降。通過實驗觀察并動手建構(gòu)種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型使學(xué)生對于種群數(shù)量的變化有了直觀且深入的認(rèn)識，但是在構(gòu)建模型的過程中，發(fā)現(xiàn)還有一部分學(xué)生的繪圖功底特別差，因此在日常教學(xué)工作中應(yīng)多注重建立交叉學(xué)科相關(guān)知識之間的聯(lián)系，全方面提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

四、結(jié)語

高中生物教學(xué)，通過設(shè)計各種各樣的教學(xué)模型，能把復(fù)雜的問題簡單化，便于學(xué)生理解；能把抽象的知識轉(zhuǎn)化為形象生動的知識，便于學(xué)生形象直觀地學(xué)習(xí)；能把復(fù)雜的生物知識轉(zhuǎn)化為符號知識，加深學(xué)生在腦海中的印象，幫助他們深刻理解知識內(nèi)容。在實際的教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生借助模型學(xué)習(xí)、歸納、總結(jié)、提升，以模型教學(xué)為途徑促使學(xué)生探究生物奧秘，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。