模型方法在初中科學教學中的應用探討

王元昊

摘要：模型方法教學是能夠幫助學生更好理解和掌握知識的一種新教學方法。教學條件好的地方老師會有各種各樣的教具，地理課上老師會拿來地球儀，化學課老師會拿來分子模型，生物學老師會拿來雙螺旋模型。因為這些模型和教具，可以使學生理解一些知識的時候變得更加容易。學生運用模型對實際問題進行分析和解決的同時還能夠有效的提升學生的探究能力和科學素養。

關鍵詞：模型方法;初中科學;教學應用

引言：

模型生活中無處不在，只要能拿來聯想和比喻的東西都可以作為模型，或紙上、或電腦里。在我國《初中科學新課程標準》中也明確指出：在初中科學教學中，教師應當要通過具體事例來幫助學生更好的體驗建立模型的思想方法。因為教學知識和概念是復雜、難以理解的，因此我們需要通過模型教學法教學，要找到一個模型把復雜的、難以理解的通過簡單的模型教授給學生。因此，在初中科學教學中，教師應當要善于利用模型方法對進行教學，降低學生的知識理解難度。

一、模型方法在初中科學教學中的應用前景

概念模型是指用文字將抽象的事物本質特征概括出來的模型，例如物理變化、化學變化的文字描述、光合作用模型質的分類及生態系統結構的表述等。概念模型構建學習可以使學生更生動深刻地了解知識點之間的聯系與區別，不再拘于表面知識的理解，鍛煉學生知識的深層分析與運用能力。如原子結構的教學，原子核、電子、質子、中子、夸克間有怎樣的聯系和區別？用模型可以使問題結果一一清晰羅列出來。再如借助模型來表達生態系統內部的關系，模型可以展示生態系統中生物因素（生產者、消費者、分解者）和非生物因素間的關系。通過模型表示，使系統內相互關系內容簡單，相關關系明了，易于學生掌握。抽象學科知識處在多種因素交錯的復雜狀態中給學生深入學習某個問題時面臨難以著手的困難。借助模型能夠抓住主要特征，凸顯事物本質。尤其是在因某種原因無法將情境或者現象重現時，模型研究就是模擬重現教學的最好辦法。概念模型、直觀模型、數學模型貫穿了初中科學的模型教育之中。教師根據教學內容建構模型，使知識直觀清晰地展現，學生能在學習中自主理清知識脈絡，增加學習自主性，樂于探尋科學規律。

二、模型方法在初中科學教學中的應用背景

在初中科學當中具有大量的科學概念和科學規律，而通過模型方法能夠有效的提升初中科學概念教學的效率，提高學生學習的質量。科學概念反映的是從客觀層面對現象的一般、本質屬性的描述，其具有一定的抽象性。由于初中階段的學生各種認知能力還處于較低水平，正經歷快速增長的階段，缺乏感性認識的輔助，因此，他們在學習這些概念時缺少思維框架的搭建能力。而模型方法能夠通過建立模型的方法將這些抽象的知識用直觀的方式呈現出來。例如在七年級上冊第二節細胞中，傳統的教學模式只能夠在二維平面上進行教學，教學所使用的文字和圖片都是相對片面的這對學生的立體想象能力是一個不小的考驗。而在細胞的講解中就特別適合模型方法進行教學，教師可以直接運用細胞模型教具進行教學，能夠使學生更加直觀的感受到看到細胞的真實內部構造，在學生腦海中形成直觀的影像，加深對知識的理解與應用。科學教學中涉及到很多知識的抽象化概念教育，所以模型方法在初中科學這個學科上是有著廣闊的應用基礎的。

三、模型方法在初中科學教學中的應用價值

在初中科學規律教學當中運用模型方法能夠幫助學生對所學的知識進行更好的理解。初中科學中的規律教學則主要是通過讓學生對客觀事物進行觀察或者采取實驗的方式，引導學生利用所學的科學知識和科學方法將規律總結出來。但是由于初中科學當中有些科學規律比較的抽象，而學生主要以形象思維為主，他們在理解上會存在一定的困難，而通過建立模型能夠有效的降低學生學習的難度。例如：在對“生物進化論”當中生物進化的原因—自然選擇的自然規律這一內容進行教學時，教師如果利用草原上獅子和斑馬來為學生解釋“過度繁衍、生長競爭、優勝劣汰和遺傳變異”等生物進化規律時，由于這些場景都是學生所不熟悉的，學生只能夠通過憑空想象，這樣會妨礙學生對科學規律的理解。而教師這時就可以利用簡化、形象的方法來建立魚缸內魚群生活的理想模型來幫助學生對這一科學規律進行理解，然后將教材中草原、斑馬等龐大的生態系統簡化成為一個小型的魚缸。由于魚缸是學生在日常生活中比較常見的物品，而將這一規律和魚缸中魚的各種生命活動進行關聯，可以讓學生對其中的各種影響因素的理解也會更加容易一些。

四、模型方法在初中科學教學中的應用方法

在初中科學學習的過程當中，學生經常需要面對各種不是理想狀態的生活情境所改編的問題，其中存在較多的干擾因素，學生經常會對事物的變化過程分析不清，從而最終影響到問題的解決。教師可以通過模型思想方法模型化物體的變化過程，將一些比較復雜的物理過程進行分解和簡化。如教師進行電磁繼電器的運用的教學時，將電磁繼電器各部分制成紙板模型，在介紹結構時邊講邊貼到黑板上，讓學生學會認識各部分的功能，形成電磁繼電器的基本模型在腦中建立一個立體構建的過程。利用模型建立之便，把控制電路中的開關改成溫控開關，工作電路中的電動機換成報警器，就是一個溫控報警系統。再將控制電路的開關改成水位器就再次形成了一個水位自動報警器。將控制電路的開關改成雙金屬片或其他溫控開關，工作電路的電動機改成電熱絲就形成了恒溫箱。當學生理解了這個基本模型后就能夠從原理設計層面對知識進行了掌握。在對實際問題進行分析的時候，通過建立過程模型，不僅可以將問題進行簡化，讓學生清楚的認識過程，同時還能夠幫助學生深入理解概念和規律，培養學生的創新思維。

結束語：

學生在初中科學學習階段，大量的科學概念和規律的記憶學習任務艱巨，各種科學現象理解能力薄弱，面對各種不同的問題，學習建立模型方法是解決學生問題的關鍵。學生可以通過從問題當中提取主要的信息，建立快速找到問題解決方法的理想模型。學生掌握模型的建立，形成學科的模型建立思維，思維得到開放式發展，可以更好的吸收消化知識。因此，教師注重課堂開展模型教學任務，學校為開展模型教學提供教學硬件是模型教育中重要的一部分。

參考文獻：

[1]邢海根.談談理想模型法[J].中學生數理化（配合浙教版），2011.

[2]馬宏偉，楊封友.模型方法在初中科學教學中的應用探討.浙江教育科學，2016.

蘭溪市聚仁中學 321100