淺談模型建構在高中生物教學中的應用

趙印魁

（河北省霸州市第四中學，河北 霸州 065700）

模型建構是一種重要的科學方法。高中生物新課標要求明確指出：要將提升每一位高中學生的生物科學素養作為整個課程標準實施的關鍵性任務。現階段我國高中生物新教材中與此相呼應，也列出了“模型建構”的良好教學方法。《美國國家科學教育標準》中也要求學生：運用邏輯和證據來構造和修改科學解釋和科學模型，將其作為進行科學探究所需要地基本能力。人教版高中生物新教材選擇的內容充分體現了這種要求，其中含有豐富的模型建構的素材。用好這些素材充分發揮模型的作用，運用模型建構的方法迫在眉睫。

一、模型的概念、類型及特征

模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作地一種簡化的概括性的描述，是科學研究中對復雜事物的一種簡單的描述方法。通過模型，抓住事實的最主要的特征和功能，以簡化的形式去再現原型的各種復雜結構和功能。

概括性的描述是可以定性的，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。模型分為三類：物理模型、概念模型、數學模型。

物理模型的構建對于學生建立感性和抽象性思維有很大的促進作用；數學模型則有助于提高學生借助數學工具解釋和歸納生物問題的能力，很好地培養跨學科思維和運用能力；概念模型的學習是提升學生抽象思維、邏輯思維的最佳途徑，整體提高學科素養。

二、模型建構在生物教學中的意義

（一）模型建構能夠有效地激發學生的學習興趣

在高中階段，生物作為一門重要的學科，對學生的學習和生活都有很重要的作用，與日常生活以及大自然息息相關。模型的作用，能夠有效地活躍課堂的學習氛圍，能夠將抽象難懂的生物知識變得簡單化，幫助學生更好地理解和掌握生物知識，能夠充分的激發學生對生物的學習興趣。生物模型的建構方法具有多樣性，甚至簡單的學習工具都能讓抽象的知識變得生動直觀，學生也比較喜歡動手制作有趣的模型。模型的構建不僅調動了學生的學習主動性，也強化了學生的主體地位。

（二）模型建構有利于提高學生的自主學習能力

在高中生物教學中應用模型教學法，有效的提升學生的自主學習能力。新課改倡導的教學理念是以學生為主體，強調學生是學習的主人。應用模型教學法能夠開發學生的思維，提高學生對知識的探索欲望，從而不斷地提升學生的自主學習能力。模型的構建需要學生在腦海中針對知識形成一種映射，通過模型將知識進行直觀的表達，長時間的訓練學生就會形成一種獨立思考的思維，運用模型構建的方法解決實際問題，也積極鼓勵學生進行合作學習。在合作中意識到自身的不足，吸取別人優秀的學習思路，從而不斷實現共同進步。

三、模型建構在生物教學中的應用

（一）建構物理模型，使知識形象化、直觀化

物理模型是以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，其最顯著的特點是形象直觀。在教學過程中通過模型建構與展示，不僅有利于加深學生對所學知識的記憶、理解，也能夠引導學生進行發散思維、提高學生的探究能力，學會科學研究的基本方法。例如在學習“DNA分子結構”時，就可以利用物理模型來進行直觀的教學，能夠讓學生更好地理解和掌握DNA的分子結構，還能直觀的描述DNA分子結構的特征，幫助學生更好的學習和理解生物知識。

（二）建構數學模型，揭示問題本質

數學模型是指用來描述一個系統或它的性質的數學形式。一般步驟：觀察研究對象，提出問題——提出合理的假設——根據實驗數據，用合適的數學形式對事物的性質進行表達——通過進一步的實驗和觀察，對模型進行檢驗或修正。數學模型的建構過程不僅需要學生掌握其步驟，還需要學生能夠領悟歸納出其規律。例如在學習“有絲分裂”過程中染色體、染色單體以及DNA數量的變化規律，就可以構建數學模型，讓學生更好地理解有絲分裂的過程，學生通過動手實踐來更好地理解和掌握相關的知識。

（三）建構概念模型，梳理知識的內在關系

概念模型是以文字表述來抽象概括出事物本質特征的模型。可以使學生深入理解基礎知識，辨析知識之間的聯系與區別使知識結構化，同時有利于培養學生的歸納、概括和語言表達能力。例如在學習“物質跨膜運輸方式”的相關內容時，在課程結束時，可以讓學生構建一個概念模型，能夠掌握良好的知識結構，加深對知識點的理解和掌握。概念模型也可以應用于專題復習，依據專題的內容構建完善的知識體系，讓學生直觀了解該專題的學習內容，從而有效的復習。

總之，在高中生物教學中應用模型建構的教學方法，能夠幫助學生更好地理解和掌握相關的生物知識，還能讓學生的實踐能力和創新意識得到有效的培養，對學生的學習和發展有積極的促進作用。