基于福建省中考試題提升初中生物建模教學效率的途徑分析

孫亞珠

摘 要：通過分析福建省初中生物近四年的中考試題，得出各種模型在中考試卷中的出現頻率及所占分值，結合現階段初中生物建模教學的不足，提出通過提升教師的科學思維能力、演示建模過程，夯實學生的模型構建能力、用批判性思維提升學生構建模型和使用模型的能力等途徑，來有效提升建模教學的效率。

關鍵詞：建模教學;初中生物;提升效益;途徑

建模是建構模型的簡稱，是指在問題情境中形成實體、符號或抽象表征的過程和產物，是近年來教師們所喜歡采用的教學策略，通過研究模型來揭示生物的具體性質，可以以最簡化、最直觀的形式來展示事物發展的過程。研究表明，學生參與建?；顒涌梢孕纬蓪χR內容的深入理解，增強解決實際問題的能力。福建省中考自2017年統一命題以來，初中生物中考試題對學生使用模型能力的考查，所占的分值大。

一、 福建省初中生物中考四年試題中，涉及模型的試題統計

分析表1，可得出以下結論：

1. 涉及學生使用模型能力考查的試題量及分值，占比都比較大。

2. 三種模型的考查都有涉及，以概念模型和數學模型較多，有的還出現了兩種模型交叉的題型。

3. 物理模型有些來自教材，但大部分模型都來自教材之外。

二、 建模教學在初中生物教學運用的不足

根據近四年中考生物試卷分析數據，涉及概念模型、數學模型的得分率都較低，尤其是較陌生的概念模型和數學模型。如，2017年的T25難度值為0.32，2018年的T25難度值為0.34。從學生應對中考的角度看，教師在初中生物課堂中開展建模教學是必要的，但現實中建模教學的效果是不容樂觀的。主要原因如下：

（一）學生進行建模時，教師缺少對學生有效的示范、演練及指導

教師采用模型教學時，只按自己的理解進行，教師要求學生構建相應的生物學模型，沒有以生為本，也沒給出構建模型的要求，沒有根據學生的知識基礎、思維能力對學生建模進行指導或示范，使得概念模型教學效率大大降低。教師自身的建模能力也有待提升。

（二）建模教學后的反饋缺少針對性

在運用建模策略開展教學活動以后，教師應當帶領學生對于本節課的建模成果進行及時的歸納總結、展示和評價，但有的教師卻忽視這一重要環節，導致學生未能將所學習的建模思想和方法進行提煉、遷移。學生學習過程中的一些問題被掩蓋起來，建模成了走過場，流于形式。

三、 建模教學在初中生物教學中的提升途徑

建模在實際教學過程中的落實，需要教師主觀上接受并愿意主動實施。解決認識上的問題后，可通過以下途徑提升教學效率。

（一）提升教師自身的建模能力

建模教學是以科學思維能力為基礎的。針對特定的問題情境進行建模，要通過比較確定問題情境事物之間的共同點和差異點，經過抽象把事物情境的共同屬性、本質特征抽取出來，舍棄其不同的、非本質的特征，經由概括、歸納而成具有普遍適用的符號或抽象表征的產物。模型構建完成后，要以批判性思維的技巧去評價，在尋找證據論證的過程中去完善。教師自身必須具備一定的科學思維能力，并在實際教學過程中，不斷提升自己的科學思維能力，這樣才能在教學過程中形成建模的教學習慣，從而在教學中有效地引導學生形成這些能力。教師本身如果不具備這些基本的科學思維能力，要實施建模教學就變成了一句口號。

（二）通過模型教學，夯實學生基本建模能力

一般在實施建模教學起始階段，應以培養學生基本建模能力為主。無論是何種模型的教學，要給學生強調，模型建構一定要有構建目的、模型表征方式、建構、檢驗和評價、修正這幾個環節。通過學習，讓學生體驗模型建構的過程，真正理解模型的建構過程，知曉模型使用的各項條件和目的。物理模型的建構相對比較簡單，學生入手容易，興趣也高，文章不做闡述，但概念模型或數學模型對學生和教師而言都是一種挑戰。

1. 概念模型教學

概念模型，是指以圖示、文字符號等組成的流程圖形式，對生命活動規律、機理進行描述、解釋，同時構建具體的模型。對于具體的問題情景，教師應當以概念或事物為原型，向學生講授，或和學生一起通過對比、抽象、概括、歸納，利用生物學術語以及圖形進行科學的描述而構建模型。學生在此過程中，會形成較清晰的建模思路，對于一些較為復雜的生物學概念模型可以有更加深刻的認知，從而提高學習效率和思維能力。

例1 “相對性狀”的概念。教師通過引導學生解析教材相關內容的表述，概括出概念包括如下要素：①同一生物;②同一性狀;③性狀的不同表現;“不同表現”至少為兩種，也可以為多種。通過對比要素，得出①是大前提，②是小前提，③是關鍵。經分析后，選擇概念模型，構建思維導圖（如圖1）。在使用此模型時，按大前提、小前提、性狀表現的順序，對具體描述的情境是否屬于相對性狀進行判斷。

概念模型可以降低學生對概念的理解難度，學生可以清楚概念的內涵與外延，對于學生理解能力和記憶水平的提高有著重要意義。教師要多嘗試利用概念模型開展生物教學活動，向學生演示概念模型的建構過程，促進學生對相應知識的深度學習，讓學生學會應用概念模型去理解概念、應用概念。

2. 數學模型教學

數學模型常用一些具體的字母數字和其他數學符號構建起等式、不等式，并且運用圖表、圖像的形式，表示生物知識內在的數學結構，這對學生提出更高的要求。生物教師可以帶領學生先觀察研究對象，發現數學關系，運用數學思想來構建生物數學模型，而后檢驗模型是否正確，驗證相關結論，并得出具體數據。構建數學模型既培養學生善于揭示事物的本質能力，又能使學生養成嚴謹的科學態度和思維品質，學生更易于突破重難點知識。

例2 光合作用與呼吸作用物質變化的計算。此類計算題所涉及的物理量主要如下：二氧化碳的變化量、氧氣的變化量、有機物的變化量。首先，要讓學生理解，植物在光照條件下同時進行光合作用和呼吸作用。光合作用的實質是消耗CO2，制造有機物，產生O2，而呼吸作用正好相反，分解有機物，消耗O2，產生CO2。學生要理解這些量的變化所代表的光合作用與呼吸作用強度之間的關系。接著，讓學生區分物理量的變化，是光合作用、呼吸作用各自引起的，還是兩者共同作用的結果。相當多的同學在這些不同物理量及不同引起原因的組合中，往往不知所措。此時，就需要把復雜問題進行簡化，使本質凸顯。教師進行教學時，依據光合作用與呼吸作用之間的數量關系，利用數學上數形結合的思想，構建數軸模型（如圖2）。在有光的條件下，AB段代表呼吸作用引起的物質變化（空氣中的CO2的增加、自身有機物的減少、空氣中O2的減少）量，