基于核心素養下高中生物模型構建教學策略

陸多全

【內容摘要】高中教育教學改革的重點就是培養學生的學科核心素養，生物是高中階段的重要學科，更是研究生命現象和生命活動的一門科學，為了讓學生把握生命的本質特征，引領學生認識生命的原貌，模型思想尤為重要，利用模型來描述生命現象，有助于增強學生對生物學的認知，同時，通過模型的構建，也能夠將抽象的生物問題直觀化、簡單化，不僅能夠讓學生更好地掌握知識，實現知識的深度消化，同時還有助于引導學生核心素養的提升。

【關鍵詞】核心素養? 高中生物? 模型構建? 教學策略

前言

高中生物課程標準中明確指出，應該建立模型等等科學方法，依托這種科學方法和研究，幫助學生建立模型思想，培養學生的建模能力，進而增強學生的科學探究能力，讓學生深刻理解生物問題，了解生命現象，利用模型的構建，幫助學生建構知識體系，發現生命規律，揭示生命本質，從而引領學生，高效認知，高效發展。

一、高中生物模型構建的作用

模型是抽象生物知識的簡單呈現，它能夠讓學生更加容易地接受和理解生物知識的產生和形成。在高中生物教學中，學生們和老師一同參與到生物現象的觀察論證和實驗過程中，從而產生知識模型的建構，這樣能夠促進學生知識的消化、吸收和升華。通過從現象到本質、從抽象到直觀的轉變，既有助于調動學生們的學習積極性，還能更讓學生深入理解生物知識，讓學生在探究中創新，在創新中了解，在了解中提升。在模型的建構中，學生真正變成了學習的主體，他們自己確定研究對象，設置已知和未知，通過生物學的科學規律，選擇研究方法，這既是一個科學探究的過程，同時也是模型本身結構和性質確定的過程，能夠實現學生思維更具靈活性、開放性、創造性、應對性，實現學生巧妙地解決生物問題，積極探究，勇于創新，并且培養學生嚴謹的科學態度，有助于實現學生科學思維的提升和發展，為學生核心素養的培養奠定基礎。

當學生們融入到生物模型的建構過程中，就能夠真正與老師合作和互動，學生們從知識的接受者中掙脫出來，成為知識的探究者，老師也從知識的灌輸者變成了模型建構的合作者，讓師生在合作交流中關系更加融洽和諧，促進教學相長。

二、高中生物模型建構的具體策略

1.構建物理模型，發現生物學規律

生物學研究的是生物體的變化以及生命的本質和生命活動的規律，更重要的是，微觀世界的探究。通過物理模型的構建，能夠將這種微觀事物以自制材料構建的實物或是圖片來展示微觀世界的原型，幫助學生熟悉生物原型的結構構造，理解微觀結構的位置和相互關系，從而通過這一模型掌握生物學的本質現象，同時又有助于培養學生的合作探究能力，動手操作能力，引領學生發現生物學的本質和規律，促進學生的知識印象更加深刻。例如：在《動物激素調節》的教學過程中，為了真正能夠讓學生認知動物激素的生理功能，老師首先利用多媒體課件給學生展示一副人體解剖圖，讓學生了解人的甲狀腺、垂體、胸腺、胰島、腎上腺所在的位置，并且給學生們講解各部分激素的化學成分和生理功能，為了加深學生的知識認知。老師引導學生們通過小組合作的形式，利用橡皮泥將人體的內分泌腺進行制作，根據圖片上的各類形狀，學生們積極動手操作起來，當學生們捏制甲狀腺時，就能夠想到甲狀腺分泌的激素是甲狀腺素，并且甲狀腺素不足或是過多時會對人的身體造成怎樣的危害。學生們一邊動手操作，一邊動腦思考，既深刻認知了人的內分泌腺分泌激素對于人體活動的影響，同時又通過物理模型的操作演示，更快的發現了問題。比如，他們在制作甲狀腺時，甲狀腺的形狀和老師出示的形狀出現了大的差異，他們就會立馬調整自己的制作過程，在此過程中，提升了學生解決問題的能力，學生們不斷發現問題，不斷改進問題，深刻體會到人的內分泌線的原理的本質，同時又真正促進學生了解人生命活動的奧秘，有利于學生對生物學的結構和功能認知更加深刻，對生命的產生存在產生敬畏，提升了學生的社會責任感和生命價值觀念，同時也讓學生在理性思考，動手操作，科學探究中提升了生物綜合素養。

2.構建概念模型，建立生物知識體系

生物知識具有很強的抽象性，通過概念模型的構建，能夠將這種無法直觀看到了抽象的知識，以圖形的形式呈現在學生的眼前，既能夠揭示生物知識原型的本質和特征，同時也讓學生更加易于接受和理解，在概念模型的構建中，多是以概念圖的形式來呈現，將相關的概念、文字通過線條、符號等等相串聯構成直觀的流程圖，通過這一流程圖自能夠明確地觀察到關鍵詞之間的聯系和區別，又能夠引導學生更好地歸納知識，綜合知識，了解生物學的概念對生命活動過程、肌理等等進行聯系和熟知，構建知識框架。例如：在激素調節的教學過程中，為了體現靶細胞和特定激素結合的一般途徑，了解人體細胞間信息傳遞的方式，老師可以引導學生們進行概念模型的歸納：相關刺激→內分泌腺（或細胞）→相關激素→體液傳送→靶器官、靶細胞（膜表面或細胞內具有特異性受體蛋白）→改變細胞生理活動（激素作用后及滅活）。為了引導學生們更加清楚地了解激素分泌調節的常見類型，老師可以引導學生們制作流程圖，將激素甲類型激素乙類型激素丙類型分為三個大的關鍵詞，在激素甲類型中，包括甲狀腺激素，在激素乙類型中包括垂體產生的激素，激素丙類型包括下丘腦產生的激素，運用清晰可見的流程圖，促進學生更加清晰地了解中樞神經系統所包含的激素分泌調節的常見類型，幫助學生建構知識體系。為了促進學生更加清晰地了解激素分泌的分級調節與反饋調節，了解清楚下丘腦、垂體、甲狀腺、細胞代謝之間的關系，老師引導學生們建立在自己的知識認知基礎之上，繪制流程圖，并通過加號表示促進作用，減號表示抑制作用，TRH表示促甲狀腺激素釋放激素，TSH表示促甲狀腺激素，描繪出流程圖，促進學生融入到知識的理解、歸納和總結過程中，促進學生高度的知識認知，幫助學生深度認知相關知識，引導學生了解生物學的本質，建構生物學完整知識框架和體系，培養學生高效學習。

為了促進學生能夠了解下丘腦的調節過程，理解下丘腦的各種功能，真正認識下丘腦是內分泌系統的總樞紐，老師可以將下丘腦在機體穩態中的作用進行繪制，了解下丘腦的感受作用、傳輸作用、分泌作用和調節中樞作用，真正幫助學生全方位的認知相關生物學概念，了解動物激素調節的本質，既開發學生思維，又能夠了解人的生命不易，應該珍惜自己生命，善待他人生命，培養學生真正的社會責任感和積極向上的生命價值觀。

3.構建數學模型，揭示生物學本質

生物與數學之間存在著密不可分的關系，數學模型是指通過公式、曲線圖、函數等等形式表示生物原型的性質，借助于數學思想、數學方法對生命本質特征和運動規律進行剖析，通過恰當合理的數學形式進行有效表達，既有助于培養學生的邏輯推理能力，還有助于讓學生了解生物知識的嚴謹性，幫助學生探究生物學規律，揭示生物學本質，在數學模型的構建中，曲線圖用的最多，表示生物現象、生物概念之間的對比和變化。例如：在血糖調節學習中，為幫助學生了解正常人和糖尿病患者進食后血糖濃度和體內激素變化，可以以自己為例引導學生構建進食后的血糖濃度和胰島素的數學模型（下圖一、二），這樣學生很容易就掌握了。

在數學模型的分析，尤其是在曲線的輔助下，幫助學生分析生物知識之間的聯系。既幫助學生正確的理解生物知識的概念本質和規律，又能夠培養學生理性思維，讓學生通過分析數據，了解其中的生物學本質，并且通過其關系反映客觀現象有助于實現學生從具體到抽象的分析，從現象到本質的剖析，深入挖掘生物學的本質規律，引領學生了解生物學現象，促進學生核心素養培養和提升。

結束語

時代和社會的發展對于人的提升做出了更高的要求，在核心素養的背景下，為了增強學生們的學習力，促進學生綜合素質得以提升，將高中生培養成更加健全的生物學人才，老師應該堅持理論、時證和探究的基本路線，通過模型構建這一平臺，引導學生了解生物學的本質，幫助學生認知生物學概念，通過科學與模型的有效建構，幫助學生認識生命的本質，同時培養學生嚴謹、簡約的思維品質，促進學生更加深刻的理解生物學概念，讓學生了解生物學知識的真諦，培養學生的科學素質，引導學生高效發展、全面成長。

【參考文獻】

[1] 賴克武. 核心素養下模型構建在高中生物教學中的應用效果分析[J]. 試題與研究，2019（22）：131.

[2] 辛華. 核心素養下模型構建在高中生物教學中的應用效果分析[J]. 教師，2018（11）：22-23.

[3] 韓秀梅. 探討構建活動教學模型培養高中生物核心素養策略[J]. 高考，2020（24）：55.

[4] 趙海芳. 核心素養下模型構建在高中生物教學中的嘗試運用——以減數分裂和有絲分裂的模塊復習為例[J]. 中學教學參考，2017（26）：90-91.

[5] 蔣桂軍. 基于核心素養的高中生物模型構建[J]. 中學教學參考，2018（08）：82-83.

[6] 蔣騫. 基于核心素養的高中生物模型建構教學對策解析[J]. 考試周刊，2020（87）：142-143.

[7] 趙艷艷、齊振東. 基于核心素養下高中生物學模型建構教學的實踐研究[J]. 試題與研究，2020（25）：54-55.

（作者單位：江蘇省蘇州市吳中區甪直高級中學）