模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

基于學(xué)科核心素養(yǎng)，模型建構(gòu)在高中生物學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用，它是有效的學(xué)習(xí)工具和教學(xué)方法。

一、模型建構(gòu)在高中生物學(xué)中的重要性

作為一種科學(xué)研究手段模型構(gòu)建的目的在于通過創(chuàng)建抽象模型對生物現(xiàn)象進行解釋和認知。模型建構(gòu)的重要性可以從以下幾個方面反映在高中生物教育領(lǐng)域：

一是增強學(xué)生對生物現(xiàn)象的理解力：鑒于生物現(xiàn)象通常包含著復(fù)雜的生理機制和結(jié)構(gòu)，看不見摸不著，更難以想象，模型構(gòu)建在一定的程度使抽象的生物現(xiàn)象變得具體化，形象化，便于學(xué)生理解。

二是促進學(xué)生知識體系的系統(tǒng)化：這個過程可以幫助學(xué)生把生物的零散知識點融會貫通構(gòu)成一個綜合的知識架構(gòu)，而且通過對各種模型的比較、綜合分析使學(xué)生都能比較透徹地把握生物知識之間的內(nèi)在聯(lián)系和差異。

三是促進學(xué)生思維技能的發(fā)展：模型建構(gòu)實質(zhì)上也是一種創(chuàng)造性的思維實踐，對鍛煉學(xué)生的思維能力大有裨益。分析、概括、總結(jié)、推理等都是一種創(chuàng)造性的思維。

二、高中生物學(xué)教學(xué)中常見的模型類型

常見的模型類別涵蓋了物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型等。在高中生物學(xué)教學(xué)與研究中均有應(yīng)用。

一是物理模型的應(yīng)用：物理模型直接反映生物的結(jié)構(gòu)特征，借助實物構(gòu)造或圖像展示。立體模型的細胞結(jié)構(gòu)，物理仿真布局的生態(tài)系統(tǒng)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)等。

二是數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建：數(shù)學(xué)模型是對生物現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律進行精確描述的一種模型，利用公式、曲線、圖表等數(shù)學(xué)語言。例如種群增長的s曲線，酶催化反應(yīng)速率曲線等。

三是概念模型的表述：概念模型是對生物現(xiàn)象及其規(guī)律進行抽象概括的一種模型，通過文字描述和符號表征的結(jié)合。如伴性遺傳的定義、生物的富集、孟德爾遺傳定律的實質(zhì)的描述等都是實際應(yīng)用中概念模型的典例。

三、高中生物學(xué)中模型建構(gòu)的應(yīng)用策略

一是實驗教學(xué)應(yīng)用：在生物實驗環(huán)節(jié)學(xué)生可以通過親手構(gòu)造有利于直觀觀察和深入探究的物理模型。舉例說明：學(xué)生在學(xué)習(xí)細胞結(jié)構(gòu)的過程中可以通過對細胞中各細胞器的形態(tài)特征和功能的直觀把握構(gòu)建細胞模型。

其次是課堂教學(xué)的融會貫通：課堂上教師對復(fù)雜的生物現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律的認識可以有效地輔助學(xué)生通過數(shù)學(xué)模型的展示來實現(xiàn)。例如在講授遺傳學(xué)時教師使用基因突變，基因重組概念性模型；在生態(tài)學(xué)教學(xué)的場景下學(xué)生可構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的物理模型；預(yù)測疾病發(fā)展趨勢用數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建來制定相應(yīng)的治療方案。這些豐富的應(yīng)用實例在高中生物教學(xué)中充分展示了模型構(gòu)建的重要價值和實用性。

其三是課外活動中的模式化拓展：學(xué)生參加生物學(xué)競賽、拓展活動也可以利用模型。這些模型的使用有助于學(xué)生們總結(jié)和提高。

四、教師角色的重要性

教師在學(xué)生模型建構(gòu)過程中既是知識的傳授者又是領(lǐng)航者、引導(dǎo)者。

教師要保證對學(xué)生進行有效的知識傳授，對學(xué)生進行適當?shù)囊龑?dǎo)。教學(xué)過程中為激發(fā)學(xué)生的研究欲望和學(xué)習(xí)動力，根據(jù)學(xué)生的具體情況和需求精心選擇適合自己的范本和教學(xué)策略。

教師要注意學(xué)生的個體差異，對不同的思維模式、不同的見解要尊重和接納，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力，鼓勵學(xué)生自主思考、勇于嘗試。同時教師對學(xué)生進行及時反饋和幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決遇到的問題。

五、學(xué)生應(yīng)具備的條件

一是學(xué)生主動融入課堂討論、實驗探究等活動。通過師生的交流互動不僅生物學(xué)知識掌握的更加牢固，思維和動手能力也能得到了有效的提升。

其次是多元化思維策略：學(xué)生在面對問題時要多角度、全方位地去思考問題。如自變量，因變量，無關(guān)變量之間的關(guān)系。這樣的策略有助于對問題全面理解從而構(gòu)建出科學(xué)的模型。

三是利用現(xiàn)代科技輔助：學(xué)生在構(gòu)建模型的過程中可以借助現(xiàn)代科技工具。如利用計算機軟件創(chuàng)建三維模型，提高建模的效率和準確性。

六、模型建構(gòu)的實踐意義

模型建構(gòu)的應(yīng)用是教學(xué)策略，也是學(xué)習(xí)方法。它的實用性很強，學(xué)生在模型構(gòu)建的幫助下對生物學(xué)知識的理解和把握更加深入進而促進個人的科學(xué)思維和實踐技能的提高。另外模型的構(gòu)建也可以促使學(xué)生在實際生活中應(yīng)用所學(xué)的理論知識對實際問題進行有效的處理和解決。

七、總結(jié)與未來展望

生物教學(xué)中模型構(gòu)建的應(yīng)用潛力豐富、實踐意義深遠。學(xué)生可以借助多樣化的模型構(gòu)建在鍛煉和增強思維創(chuàng)新能力的同時更深入地理解和掌握本學(xué)科知識，教師緊跟時代的步伐在構(gòu)建模型的教學(xué)活動中不斷更新自己。

而在未來，模型構(gòu)建在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用前景將更為廣闊和深入，我們相信，模型建構(gòu)的模式更能完善學(xué)生的理性思維、科學(xué)思維，培養(yǎng)適合時代發(fā)展的新人。