以模型，促教學
——試議高中生物模型制作與教學

鐘明聲

(廣東省河源市龍川縣實驗中學 廣東 龍川 517300)

作為一門與實踐聯系緊密的自然科學學科，生物學科中來源于實踐中的某些原理、規律、數據往往較為復雜，而學生又往往不可能在親身實踐中去學習知識，這種情況下，模型方法就成為生物教學中重要的教學方法。本文擬結合實例就高中生物模型的制作與相關教學進行具體探討，冀對相關教學工作者有所助益。

1.高中生物模型構建與制作概述

通常來說，模型是人們為了某種特定的目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。大體而言，高中生物模型可分為物理模型、數學模型與概念模型三類。物理模型主要是以實物或圖畫形式直觀表達認識對象特征，較有代表性如DNA雙螺旋結構模型，細胞膜的流動鑲嵌模型等。數學模型一般用以描述某個特定系統及其性質，如J型變化曲線、酶活性受溫度(PH值)影響示意圖等。概念模型則指運用語言、符號和圖形等形式，對真實世界系統信息進行抽象與簡化，最具代表性的即為概念圖與圖解式解釋模型。模型方法是高中生物新課標重視的科學研究方法之一，其鮮明優勢就在于“化抽象為形象，化內隱為直觀”，從而促進學生的理解和認知。以下，我們結合幾個具體案例來詳細探討高中生物模型制作與教學。

2.例談高中生物模型制作與教學

這里擬以生態系統模型制作與相關教學作為具體案例。生態系統模型屬于上文中所說的物理模型，是高中生物中最重要和最有代表性的模型之一，其構建通常是通過制作生態瓶達成的。生態瓶的直觀性與生動性確保了生態系統內容學習情境的有效性，從而促進學生更好地掌握生態系統的結構與特征，并對自然界生態平衡形成更為深刻的認識。一般而言，該模型的制作與教學可按下述流程進行：

2.1 方案設計。方案設計階段一般可分為提出問題、猜想驗證和設計實驗三步，具體為：提出問題(引導學生思考并明確所設計的生態瓶模擬的是哪種生態系統。在高中階段通常用生態瓶來模擬微型生態系統)；猜想假設(引導學生猜想假設“生態瓶中的生物能穩定生活幾天”)；確定實驗步驟(確定實驗的基本流程與步驟，即“制作生態缸、觀察生態缸穩定性、驗證假設、得出結論”)。

2.2 材料用具準備。方案設計到位后，首先是材料用具的確定，主要包括：礦泉水瓶；瓶蚯蚓8到10條，蝸牛5到7只，小烏龜2到3只，小魚2到3條；浮萍、水草、蕨類植物和一些低矮雜草，仙人掌或仙人球2到3株；沙土8到10克，小石子足量，含腐殖質較多的花土(或水底淤泥)40到50克；足量的自然水域的水或放置24小時以上的自來水。

2.3 動手實驗。材料用具備齊后，即進入正式的實驗流程，如下表所示：

需要強調的是，在模型制造與教學過程中，教師要注重對學生進行引導點撥，使學生掌握重點，突破難點，消除疑點，切實參與進實驗過程，并獲得深刻體驗，從而更好地掌握生態系統的結構與特征，并對自然界生態平衡形成更為深刻的認識。就該模型的制作與教學而言，需要注意的地方主要有實驗設計要求和生態瓶穩定性觀察與分析：

(1)實驗設計要求：首先，生態瓶要保證密封性，以排除外界生物或非生物因素的干擾；其次，生態瓶中放入的動植物包括要有較強的生活力，且包括生產者、消費者與分解者，以確保生態系統中物質循環與能量流動的順利進行，并在一定時期內較為穩定；再次，生態瓶必須是透明的，這既是為了保證光合作用的順利進行和，也是為了便于觀察；最后，生態瓶不可太大，礦泉水比較合適，瓶中的水量不要太多也不要太少，一般占整個瓶體積的三分之二到四分之三之間，這是主要是使瓶內儲備一定量的空氣，同時也便于實驗操作。

(2)生態瓶穩定性觀察與分析：穩定性的觀察和分析方面，主要是通過觀察生態瓶中動植物的生活情況、水質變化、基質變化等來判斷和分析生態系統的穩定性。需要特別注意的是，因為生態瓶只是十分簡單的生態系統，自我調節能力極差，故穩定性的抵抗力很低，生態系統的穩定性很容易受各種因素影響而受到破壞，因此生態瓶內的動植物僅能保持一定時間的活性，在實驗中要注意抓住有效實驗時間，充分利用模型。

綜上所述，本文首先高中生物模型構建與制作進行了簡要概述，而后詳細探討了生態系統模型的制作與相關教學。在實際教學中，高中生物教師要重視模型方法，并對其加以積極探索和深入總結，以期達到“以模型，促教學”的目的。本文拋磚引玉，尚盼有識者指教。