應(yīng)用模型構(gòu)建提升學(xué)生的生物知識能力

程虹

【摘要】高中生物學(xué)習(xí)中應(yīng)用模型及模型構(gòu)建，在生物學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)中有著重要的作用。教師通過物理模型的構(gòu)建，能把抽象化的生物知識轉(zhuǎn)化為具體形象的生物知識;通過概念模型的構(gòu)建，能把一些生物知識轉(zhuǎn)化為符號形式;通過數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，能把復(fù)雜的問題簡單化。這三種模型的教學(xué)，需要結(jié)合具體的實(shí)例進(jìn)行分析構(gòu)建，才能把高中生物教學(xué)的最佳效果顯示出來，提升學(xué)生的生物知識能力。

【關(guān)鍵詞】模型構(gòu)建;生物學(xué)科;素養(yǎng)能力

中圖分類號：G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0493-2099（2020）30-0067-02

Application of Model Construction to Enhance Students' Biological KnowledgeAbility

（No.1 Middle School of Gaotai County， Zhangye City. Gansu Province，China） CHENG Hong

【Abstract】Applied models and model construction in high school biology learning play an important role in the cultiva-tion of literacy in biology. Through the construction of physical models， it is possible to transform abstract biological knowl-edge into specific image biological knowledge; through the construction of conceptual models， it is possible to transform somebiological knowledge into symbolic forms; through the construction of mathematical models， it is possible to simplify com-plex problems. The teaching of these three models needs to be analyzed and constructed with specific examples in order toshow the best results of high school biology teaching and improve students' biological knowledge ability.

【Keywords】Model building; Biology; Literacy ability

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(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)用的物理模型。為了保證模型的實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)際經(jīng)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)形式表達(dá)事物性質(zhì)+繼續(xù)實(shí)驗(yàn)觀察，檢驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)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)。

注：本文為甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度立項(xiàng)課題“應(yīng)用模型教學(xué)落實(shí)生物學(xué)科素養(yǎng)的實(shí)踐研究”（課題立項(xiàng)號：GS[2019]GHB0854）研究成果。

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（責(zé)任編輯 王小飛）