模型建構(gòu)在高三生物復(fù)習(xí)課中的優(yōu)化策略

陳麗珍 （福建廈門市第二外國語學(xué)校）

生物學(xué)科核心素養(yǎng)中要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步發(fā)展科學(xué)思維，其中就有提到模型與建構(gòu)的方法。《2019年全國統(tǒng)一考試大綱說明》對理解能力第2 點要求是能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容，其中也包含著學(xué)生對所學(xué)知識建模的一個過程。所以，不管是核心素養(yǎng)還是高考要求，對模型建構(gòu)都有提出相應(yīng)的要求，是學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的一種重要學(xué)習(xí)方法。模型作為一種認(rèn)識手段和思維方式，是科學(xué)認(rèn)識過程中抽象化與具體化的辯證統(tǒng)一。高三復(fù)習(xí)課，是對知識的綜合運用，也是抽象知識和具體情境的互相融合，可以巧借模型建構(gòu)的方法，提高復(fù)習(xí)效率。

一、建構(gòu)物理模型，完善知識體系

一輪復(fù)習(xí)時，最主要的就是要借助老師對知識點的梳理，從而對知識進(jìn)行拓展，包括它的深度、廣度，以及縱橫聯(lián)系，這才是有效地復(fù)習(xí)。可是，單純的知識畢竟是比較抽象的，有些知識點的復(fù)習(xí)就可借助直觀的物理模型，能起到事半功倍的作用。如人教版《必修一》的“分泌蛋白的合成與運輸”這個知識點在習(xí)題的應(yīng)用和拓展挺多的，2007 全國卷I 和2015 江蘇卷都曾考察過相應(yīng)知識點。課堂上，可采用物理模型構(gòu)建的方法，讓學(xué)生更好地理解這個知識點。課前要求學(xué)生以小組為單位，利用卡紙，剪刀、色筆等工具模仿書本P48的資料分析，做好相應(yīng)準(zhǔn)備，課堂上直接構(gòu)建分泌蛋白的合成和運輸過程的物理模型，并利用白板展示。在構(gòu)建模型的過程中，要求同學(xué)同時解決以下問題：

1. 科學(xué)家用什么方法研究分泌蛋白的合成與分泌的？還有哪些科學(xué)探究也用了同樣的方法?

2.分泌蛋白從合成到分泌至細(xì)胞外，經(jīng)過了哪些細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)，嘗試用專業(yè)語言描述分泌蛋白的合成和運輸過程。

3.分泌蛋白從合成到分泌的過程中，同位素和膜面積如何變化？

4.嘗試從分泌蛋白的合成和分泌過程得出相應(yīng)結(jié)論。

學(xué)生在構(gòu)建模型的過程中，肯定會出現(xiàn)一些不完善的地方，這也是教師要關(guān)注的重點，即模型修正是整個模型構(gòu)建過程中關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，課堂上可以通過模型修正及時糾正相關(guān)知識點的誤區(qū)，有利于學(xué)生主動構(gòu)建科學(xué)、完善的知識體系。

1.要求學(xué)生對相應(yīng)的細(xì)胞和細(xì)胞器結(jié)構(gòu)、形態(tài)清楚，典型特征能表示出來，如核膜上有核孔，線粒體的雙層膜等，還有各細(xì)胞器的大小比例協(xié)調(diào)、恰當(dāng)?shù)龋绾伪硎就凰氐臉?biāo)記等，模型的科學(xué)性應(yīng)該是放在第一位的，這些都可以在模型的展示和修正中得到落實。

2.分泌蛋白合成和運輸過程的完整構(gòu)建，也是本節(jié)課的教學(xué)重點和難點，許多同學(xué)經(jīng)常丟三落四，比如會漏掉線粒體、囊泡等結(jié)構(gòu)，不知道囊泡的形成與作用，這些可以通過直觀的模型構(gòu)建，從而強化在大腦留下的痕跡。

3.嘗試專業(yè)語言描述，構(gòu)建模型的同時，也是對思維的一種訓(xùn)練，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，是規(guī)范表達(dá)的基礎(chǔ)，也才有可能規(guī)范答題。

4.同位素和膜面積變化、嘗試得出相應(yīng)結(jié)論，這些知識點不能在模型中直觀表現(xiàn)出來，可這也是復(fù)習(xí)課與新課最主要的區(qū)別，教師要引導(dǎo)學(xué)生建立知識網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)聯(lián)系，可通過模型建構(gòu)，學(xué)生在體驗、探索思考中，通過具體實物，拓展、延伸，從具體化到抽象化，經(jīng)過頭腦的加工，形成知識網(wǎng)絡(luò)。

建立模型的過程，是一個思維與行為相統(tǒng)一的過程。通過布置主題任務(wù)——學(xué)生主動建構(gòu)——模型修正，引導(dǎo)學(xué)生從碎片化的知識向結(jié)構(gòu)化知識轉(zhuǎn)變，提高復(fù)習(xí)課的效率，構(gòu)建完整的知識體系。

二、巧用概念模型，化繁為簡

概念模型是指利用符號、圖表等描述客觀事物的性質(zhì)、聯(lián)系及邏輯關(guān)系的模型。它的優(yōu)點就是直觀、而且邏輯性強，能揭示事物的本質(zhì)特征。在復(fù)習(xí)課中，通過概念圖的構(gòu)建，可以引導(dǎo)學(xué)生避繁就簡，重點突出，內(nèi)化知識點。如人教版《必修三》P94和P95有三個能量流動的示意圖，圖5-6 和圖5-7 和圖5-8。這三個圖有它們的共同點也有不同點，如果沒有抓住本質(zhì)特征，學(xué)生很容易混淆，考查與這些圖示知識點相關(guān)的習(xí)題，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯誤率很高，說明雖然書本表達(dá)得很清楚，可是學(xué)生對它的理解卻停留在表面，沒有內(nèi)化為自己的知識，所以無法靈活運用。上課時，教師可引導(dǎo)學(xué)生在書本的基礎(chǔ)上構(gòu)建屬于自己的概念模型圖。例如可以在書本的基礎(chǔ)上構(gòu)建出同化量的二向圖、三向圖、四向圖等。二向圖：初級消費者同化能量=呼吸作用散失+用于自身的生長發(fā)育繁殖。三向圖：初級消費者同化能量=呼吸作用散失+流入下一營養(yǎng)級+分解者（長時間）。四向圖：初級消費者同化能量=呼吸作用散失+流入下一營養(yǎng)級+分解者+未被利用（短時間，定量分析）。可以用以下的概念圖直觀的表示出來：

學(xué)生通過概念模型建構(gòu)，形成對知識的內(nèi)化，才有可能準(zhǔn)確表達(dá)和描述。

例題(2018·福州質(zhì)檢·節(jié)選)：我國人均耕地面積遠(yuǎn)低于世界平均水平，但勞動人民在有限的土地上精耕細(xì)作，創(chuàng)造出多種高效的生產(chǎn)方式，回答下列問題：（1）從能量流動角度分析，塘泥中所積累的有機(jī)物屬于未利用能量，即未被自身呼吸消耗、也未被____和___利用的能量。如果學(xué)生頭腦已有建構(gòu)以上的概念圖，很容易就可判斷此題的答題即屬于四向圖。

類似的概念模型構(gòu)建還有很多，例如基因突變和染色體變異的概念辨析也可采用這種模式。復(fù)習(xí)課中，由于涉及的知識點比較多，掌握概念的實質(zhì)很重要，教師可以充分引導(dǎo)學(xué)生運用比較、類比、歸納等方法，構(gòu)建直觀的概念模型，辨析概念，并加以運用。

三、滲透思維模型建構(gòu)，觸類旁通

高中生物學(xué)科知識呈現(xiàn)以描述性的語言為主，學(xué)生不善于運用思維模型建構(gòu)來解決生物學(xué)上的問題。正因為這樣，答題時經(jīng)常會出現(xiàn)邏輯性不強，條理不清晰。所以，平時教學(xué)中要滲透思維模型建構(gòu)的思想，提煉總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用這種方法來解決實際問題。如近幾年的全國卷生物高考文字表達(dá)量增多，“歸因類”題目多。如問題中經(jīng)常會出現(xiàn)“為什么”“原因”“依據(jù)”或者“初步結(jié)論”等字眼。這些是學(xué)生的“軟肋”，即學(xué)生最怕的長句表達(dá)。而原因的推理事實是邏輯鏈的推理，邏輯鏈的推理也是思維模型的一種建構(gòu)過程。所以，在高三復(fù)習(xí)課中，應(yīng)該有意加強這部分內(nèi)容的訓(xùn)練，提高學(xué)生的得分率。

可以以專題的形式，挑選典型例題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行辨析推導(dǎo)，歸納出一定的模式，以訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維的嚴(yán)密性，表達(dá)的條理性與規(guī)范性。例如，在復(fù)習(xí)光合作用和呼吸作用時，學(xué)生都會做到“密閉裝置液滴移動”這類題型，復(fù)習(xí)時，可以把它作為一個專題進(jìn)行訓(xùn)練。教師可引導(dǎo)學(xué)生從物理屬性的描述上升到生物學(xué)屬性的描述，并在這個過程中，找到相應(yīng)的邏輯鏈，構(gòu)建思維模型。分析題目時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考問題的思維是從終點出發(fā)，逆推回起點。液滴移動（物理屬性、終點）→氣壓的變化→氣體發(fā)生變化→呼吸速率和光合速率變化（生物屬性、起點），具體的生物屬性就要和題目給出的情境相關(guān)聯(lián)，比如，是只有呼吸速率，還是光合速率、呼吸速率都有，兩者關(guān)系如何？答題書寫時，再從起點開始寫，通過邏輯鏈，到達(dá)終點。通過典型例題引路分析，構(gòu)建出一定的思維模型，如起點→邏輯鏈→終點。而邏輯鏈就是通過關(guān)鍵詞把邏輯關(guān)系理清楚，它可以來自實驗過程、原理，書本生物學(xué)原理、規(guī)律等。解題時，要先確定起點和終點，抓關(guān)鍵詞，逆向思維，正向答題。可以建構(gòu)出如下的模式：

課堂上，通過對學(xué)生解題時的引導(dǎo)、歸納，教會學(xué)生建構(gòu)一定的思維模型，再把這個模型不斷加以應(yīng)用，得到強化。

例題(2017·全國卷Ⅰ，T30)：植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物。回答下列問題：(1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是——。這一題的思維模式和“液滴移動”的思維模式是一樣的，學(xué)生可以輕松利用平時構(gòu)建的思維模型解題，找起點、終點和邏輯鏈。光合速率降低（終點）→影響光合作用的因素發(fā)生變化→氣體發(fā)生變化→密閉空間CO2減少→適宜條件照光呼吸速率小于光合速率（起點）。本題的答題關(guān)鍵詞是要比較光合速率和呼吸速率的關(guān)系。

教師可以通過專題復(fù)習(xí)——構(gòu)建思維模型——習(xí)題強化——修正與提升的策略，強化學(xué)生的邏輯推理，只有嚴(yán)密的邏輯，才有規(guī)范的表達(dá)。

在某種意義上，理解模型和進(jìn)行模型建構(gòu)活動是學(xué)生理解生物學(xué)的一把鑰匙。正因為這樣，在高三復(fù)習(xí)課中，可以挖掘更多的課程資源，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)一定的模型，有利于學(xué)生對一些抽象知識的理解及內(nèi)化過程，從而提高復(fù)習(xí)效率。