建模教學在高中生物課堂的具體實施的教學建議

李麗清

【摘 要】 建模教學是目前高中生物教學中被廣泛推廣的一種教學手段，因其既是高中生物課建模教學也是高中生物教師在課堂上組織教學，構建良好知識體系的一種有效手段。

【關鍵詞】 建模教學? 高中生物? 課堂教學

2017年新頒發(fā)的《普通高中生物學課程標準》中，再次明確提出“模型與建構”作為科學思維的重要組成部分，要求在高中生物學必修和選修課程中具體落實。本文參考了2017 年版《普通高中生物學課程標準》以及人教版高中生物教科書中生物模型的分類方法，將其分成三大類，即物理模型、概念模型和數(shù)學模型。

同時在新課標的“科學思維”中明確提到了模型與建模，要求學生能夠基于生物學事實和證據運用模型與建模等方法，去探討闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，或者審視論證生物學社會議題。本次課題的目的是探討建模教學在高中生物上對高中學生學習生物的推動作用，并旨在形成一定的執(zhí)行標準，為新高考背景下的高中生物教學積累經驗和素材。經過一段時間的課題研究，在不同年段的學生中進行相關的建模教學的課堂實施過程中，我們發(fā)現(xiàn)在不同學段和不同層次的高中學生中，推行建模教學具有不同的效應。當然學生的主觀能動性對于課題的推動影響也是非常大的。本次先就研究過程中的關于不同階段建模教學的具體實施進行一次探討。

1. 在必修1階段注重引導學生進行模仿建模

1.1 學情分析

高中生物必修1的教學工作主要在高一階段完成。高一階段學生在生物學科上的主要特點是：知識結構的斷層。學生雖說在初中階段的七年級和八年級這兩年有過系統(tǒng)性的生物學基礎知識學習，并且在八年級這一學年已經完成了學業(yè)水平考試。但是在九年級的中考這一年的高負荷學習中，大部分學生其實已經忘記了初中生物學的大部分內容，對于高中階段的生物學知識體系的構建，其實是相當不利。因此在高一階段，鼓勵和引導學生對高一階段的生物學知識進行一個初步的模仿建模，鍛煉學生的動手能力的同時，重在激發(fā)學生學習生物學的熱情。在模仿建模的過程中，學生可以初步了解建模教學的實施形式，養(yǎng)成學習高中生物的一種習慣，促進生物學核心素養(yǎng)在高中生物課堂的生根發(fā)芽。

1.2 建模教學建議及意義

基于該階段學生學習特點和認知情況，在該階段建議以物理模型建構為主。比如學生可以模仿建構“真核細胞結構模型”、“細胞核結構模型”“核酸結構模型”、“植物根尖有絲分裂圖解模型”等等。在模仿教材內容進行建模學習的過程中，學生初步建立生物學結構與功能相結合的基本觀點，初步接觸生物學的核心素養(yǎng)，樹立生物學科學思維。同時學生可以通過小組討論等方式初步學會材料選擇的創(chuàng)新，探討構建形式的多樣性。在教師的引導下，能了解建模學習在人教版高中生物必修1中對于微觀知識的宏觀展示具有的重要意義。特別是必修1第六章中的細胞有絲分裂過程，在建模學習的引導下，學生能夠對有絲分裂過程中的染色體的行為特征有更加形象的認知。

在物理模型建構學習的基礎上，逐漸開始引導學生學習進行概念模型的建構和應用。例如在人教版高中生物必修1教材中，通過建構概念模型對真核細胞內各種細胞器的功能進行一個簡單總結和比對，建立高一階段學生的結構與功能觀具有很強的指導意義。

2. 在必修2階段注重指導學生進行創(chuàng)新建模

2.1 學情分析

人教版高中生物必修2的教學計劃就本校的具體情況，一般開始于高一下學期期中考之后，持續(xù)至高二上學期，跨越時間長，涵蓋內容多，課時緊張。這個學期學生不僅需要面對高考科目的學習，還有六個科目的會考壓力，學生的學習壓力比較大。在這種情況下，我們在進行正常教學進度的前提條件下，適當降低建模頻率，減輕學生負擔。但是在本階段對于學生的建模要求開始發(fā)生提高。

2.2 建模教學建議及意義

在前一階段模仿建模的訓練下，大部分學生對于建模的過程基本熟悉，教師有意識地讓學生選擇性地進行創(chuàng)新建模顯然是指導意義更強。

例如在人教版高中生物必修2說第二章涉及到的《建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型》，在必修1有絲分裂建模的基礎上，再次構建減數(shù)分裂過程染色體行為變化模型，既是對必修1有絲分裂過程的一個回顧，也能對減數(shù)分裂過程非同源染色體的自由組合做出有直觀的物理模型沖擊。教師在接下來的課時中，再次鼓勵學生構建減數(shù)分裂過程中的染色體、DNA、染色單體的數(shù)學模型，充分利用曲線、柱形圖等方式從數(shù)字角度展現(xiàn)減數(shù)分裂過程中的染色體、DNA、染色單體的變化情況，是對整個知識體系的一個提升過程，夯實學生對于遺傳定律的理解，能夠培養(yǎng)學生主動探究及創(chuàng)新性思維。

3. 在高三階段注重鼓勵學生進行總結建模

3.1學情分析

高三學生的學業(yè)壓力之大不言而喻，但是綜合應用各種建模方式，特別是概念模型的綜合應用，有助于學生梳理基礎知識，構建知識網絡，有效進行高三復習。

3.2建模教學建議及意義

高三生物學的一輪復習階段特別建議學生應用概念模型和思維導圖相結合的方式進行基礎知識梳理，有利于查缺補漏，夯實基礎，在有限的一輪復習時間內造就高效的復習效果。比如在復習生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能時，一個關于生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、營養(yǎng)成分和功能的概念模型可以有效進行科學復習。學生通過概念模型的建模學習過程，發(fā)散思維，簡述各個知識點的相互聯(lián)系，鍛煉學生的口頭表達能力，檢測學生對于該部分知識的整體掌握情況。這種基于生物學事實的概念梳理過程，在建模學習的有效引導下，以章節(jié)為單位進行復習，增加課堂容納量，在落實基礎的情況上提升高三生物學一輪復習課堂效率。

結語：高中生物學的建模學習是一件需要教師和學生互相配合，長期構建的一種課堂輔助手段。建模教學在高中生物課堂的具體實施過程不同學校，不同教師，不同學生群體的具體實施都有很大的差異，以上只是作者本人的一些教學體會。