基于核心素養的高中生物學模型建構教學實踐研究

摘" 要：將模型建構應用于高中生物學課堂教學，是激發學習興趣、強化課堂效果、提升核心素養的重要路徑，也是順應新課標教學改革的應然之舉。文章結合當前高中生物教學現狀和實際學情，因生制宜、因課制宜、因時制宜地探索了高中生物學模型建構的教學路徑，充分發揮了模型架構教學這一形象直觀、生動有效的教學方式，有效提升了課堂教學的趣味性、豐富性和系統性，對學生樹牢生命觀念、強化科學思維、開展科學探究、擔當社會責任具有重要的理論意義和實踐價值。

關鍵詞：高中生物學；核心素養；模型建構；教學實踐

中圖分類號：G633.91""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1673-8918（2025）03-0124-03

課題項目：2020年度淮北市教育科學規劃課題“基于新高考核心素養的生物模型構建實驗教學研究”（課題編號：HBJK20202002）。

作者簡介：許少華（1988～），女，漢族，河南安陽人，淮北市第十二中學，研究方向：高中生物教學。

高中生物學是一門以實驗為基礎、以研究生物學現象和生命活動規律為目標的科學。該學科核心素養涵蓋生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等四個維度，體現了對學生知識、能力、態度以及價值觀等多個方面綜合素質的要求。教學活動要緊緊圍繞提升學生核心素養這一定位，結合生物學學科理論知識抽象、復雜以及實驗較多的特點，因地制宜采用模型建構教學方式，既能夠讓理論知識更加具象直觀、清晰明了，便于學生學習、吸收和掌握，同時也能夠培養學生的科學思維、系統思維、發散思維，有助于鍛煉其合作探究能力、強化社會責任與擔當。

一、 高中生物教學中模型建構方法應用實踐現狀

模型建構的理念逐漸深入人心，在課堂中的應用范圍也十分普遍，實際效果卻與預期存在差距，其應用現狀和問題主要可以歸結為如下幾個方面：其一，模型引入有限。模型建構的方法實現了抽象知識的具體化、復雜理論的簡單化，因此，與生物學學科的特點和學生的實際需求相吻合。但在實際運用中，受到多方面因素的限制，教師在引入模型時往往數量不足，且大多數在課堂講授的個別環節采用，而且在即便有所引入，也往往十分簡化、單一，對生物學過程、生物學現象的呈現作用十分有限，影響了實際教學效果。其二，缺乏有效指導。模型建構方法既包括教師的示范教學，也要有學生獨立搭建模型的環節，而且在后一環節中要有教師的有效指導，這樣才能保證對教學內容的掌握和利用。但在教學中，部分教師在完成教學環節的建模工作后，就將剩余工作交由學生獨立完成，缺少對建模環節的實時指導，導致這一過程中出現的問題未能及時得到解決，也就削弱了通過實踐對原有知識的固化、理解的作用，降低了這一方法的直接效果。其三，信息技術遲滯。模型建構本身就是一種新理念、新方法，要隨著技術手段進步與時俱進地進行更新、發展，以適應時代發展需求，以提升教學效果。但實際運用中，各種模型一旦建立后，與信息技術的結合并不緊密，而且也鮮有隨技術進步而逐漸更新、完善。這樣不僅限制了模型建構教學方法實際作用的發揮，而且也在一定程度上間接限制了對學生創新思維和科學思維的培養，與預期的教學效果、教學目的存在較大差距。

二、 核心素養下高中生物學模型建構教學策略

針對核心素養提升，高中生物學教學要結合課程實際內容和學生接受能力，因地制宜、循序漸進地通過一系列建模教學活動，逐步培育學生的建模能力、樹立建模思維，并最終將模型建構學習內化為自身的思想自覺和行動自覺。

（一）巧妙利用模型建構導入新課

借助模型建構，用更加生動、直觀的形式將一個形象、立體的生物世界展現在學生面前。學生在感知生物世界時可以通過觀察模型，降低了學習難度。作為一種新的教學方式，模型建構教學模式能夠將學生參與課堂的主動性調動起來，改變了傳統的講授式教學中學生被動聽講、課堂缺少互動的局面，探究學習、主動學習的熱情得到激發。此外，通過利用模型建構的形式將新課內容導入，也實現了新舊知識之間的銜接，對學生建構完整的知識框架和學科體系具有重要作用。

例如，在教學高中生物必修一第三章“細胞的基本結構”這一部分內容時，課前的導入環節可以結合之前所學的“組成細胞分子”內容設置相關問題，在鞏固所學內容的基礎上為新課打好基礎。隨后，教師將細胞模型向大家展示，重點展示細胞質（包括多種類型的細胞器）、細胞核、細胞膜等主要內容，通過邊展示邊介紹的形式，讓學生建立對細胞的初步認識，明晰本節課的學習重點。教師進一步引導學生回答問題：“動植物細胞在結構方面有哪些異同？”學生通過探索、比較和討論，對這一問題得出答案，了解了細胞結構具有多樣性，并對細胞壁的功能以及葉綠體、中央液泡等都有了直觀認識。生物學教師要善于從學生的生活中找出生物學問題，使學生感到生物就在自己的身邊，認清生物學知識的實用性。教師可以組織學生利用生活中常見的材料、物品，結合所學知識，制作一個細胞模型，在動手實踐的過程中進一步鞏固了所學知識，也促進了師生、生生之間的彼此交流合作。

（二）借助教材內容樹立模型思維

通過課上開展模型建構教學，能夠培養學生平時自學、復習等環節的模型意識和模型思維，而教材是梳理模型思維的最好形式。善用教材內容，能夠有效幫助學生建立模型思維。學生的生物知識主要來自教材中的概念、原理、規律，其中很多一部分可以通過模型建構的形式呈現在課堂中，教師要加強對教材的研讀深度和廣度，本著“應建盡建”的原則提升模型建構方法在教材教學中的覆蓋面，教師要通過組織討論、設計問題等引導學生主動參與模型建構，并在這個過程中通過分析、推理來強化建模能力。此外，生物作為一門應用型學科，與日常生活有著千絲萬縷的聯系，教師在教學過程中要善于將教材內容與日常生活相聯系，進一步讓抽象、少見的知識點變得更加具象、常見，既實現了讓教師樂于教、學生愿意學，同時也能夠更加深刻地認識到生物知識對現實實踐的價值和意義。

例如，在教學高中生物必修一“細胞膜的結構和功能”這一部分內容時，教師要對教材內容深入挖掘從而進一步強化建模思維和建模意識。一方面，課前的各項預習任務要求學生提前預習相關內容進行，對基本的概念、特點、規律能夠有初步的認知和了解，并通過這個環節對生物膜結構形成宏觀性認知，為課堂學習奠定基礎。另一方面，教學中要緊緊圍繞教材內容，引導學生思考、回答與之相關的啟發性問題：“生物膜具有流動性的原因是什么？”“生物膜中蛋白質的位置及作用是什么？”通過對這些問題的探究、學習，學生的探索欲、好奇心得到激發調動，能夠對生物膜的功能、結構等知識進行主動學習和思考。在學完理論知識、理解框架體系之后，要進一步深挖各項教材內容，讓學生結合所學內容來自主建構生物膜流動鑲嵌模型，既起到了鍛煉實踐動手能力的效果，也進一步培養和形成了模型思維。

（三）通過示范教學建立模型支架

示范教學、搭建模型支架互相配合，既提供了有效的問題解決策略，同時也提供了具體、直觀的學習載體，便于對知識的吸收、消化。一方面，示范教學的開展為學生展示了原理與方法相結合的問題分析、解決路徑，讓學生對如何樹立、運用科學思維也有了更為清晰的了解和認知。另一方面，模型支架的搭建展示了生物學清晰的知識結構和基本框架，讓學生對這一學科的認知更加準確、宏觀，并在學習、實踐、應用的過程中與自身所學的原有知識融合，形成了獨特的知識體系、鍛煉了動手能力，實現了綜合素質的強化。可以說，二者融合不僅對學生的在校學習大有幫助，同時對他們未來的職業發展、科學研究都會產生長遠的促進和帶動作用。

例如，在教學高中生物學必修一“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”這一部分內容時，教師可以將示范教學、模型支架相結合，讓學生對真核生物細胞形成更加科學、準確的認識。教師在課堂上通過教學示范的形式向大家展示三維結構模型，邊展示邊講解每一項的功能以及整體作用，讓學生在聽講解的同時觀察模型特點，對細胞器的位置關系、彼此作用進行分析，提升其空間思維能力和觀察能力。通過觀察之后，要求學生結合對真核生物細胞相關知識的學習和理解，通過合作探究、獨立思考等形式，根據細胞器的形態和功能特點，借助生活中的常見材料——橡皮泥、紙板等，選擇合適的方式方法制作搭建一個三維結構模型。通過這一過程，抽象、孤立的理論知識開始形成并整合為一個具體、完整、系統的框架體系，關于真核生物細胞的功能、結構等相關知識也會更加清晰地呈現在學生腦海中，實現了理論學習和動手實踐能力的雙提升、雙促進，獲得了比傳統教學方式更好的課堂效果。

（四）用好信息手段完善模型架構

模型建構教學與信息化、數字化手段融合，是當前課堂教學的趨勢，也是新課改的要求之一，能夠更好發揮模型建構教學的優勢，從深層次上加深學生對生物學知識原理的思考。無論是細胞、組織的結構，還是生物分子的功能等相關知識，借助建模軟件等各類工具，科學性、精準性都會大大提升，即便個別環節出現瑕疵也可以及時糾錯、改正，保證建模效果。而且交互式界面、模擬、動畫等信息技術的運用，使得模型的動態化程度提升，相比之前的靜態模型，可以更加及時、直觀地對生物過程進行有效展示，知識點彼此之間的關聯性和復雜性也能更好理解。此外，信息技術的加持，進一步提升了對各項研究數據、實驗數據的整合、分析效率。尤其是對關鍵信息進行篩選的精確性和實效性大大增強，模型的各項功能和結構也都會在此基礎上得到優化，從而實現了與教學實際更加精準的匹配，對模型實用性的提升會起到極大的促進作用。

例如，學習高中生物學必修二“基因和染色體的關系”這一部分內容時，可以發揮信息技術在模型建構中的作用，更好地理解基因、染色體之間的關系。具體來說，學生在教師指導下使用基因組瀏覽器、基因編輯軟件等各種在線工具、軟件構建虛擬模型，重點對染色體、基因的功能、結構進行數字模擬。完成這一環節任務后，要利用在線技術對二者之間的關系進行分析，通過旋轉、縮放等對基因、染色體進行操控，深入觀察性狀分離比，最終得出“基因位于染色體上”的結論。這些結論的得出，運用了之前學習的知識和計算機技術，還調動了學生獨立思考、自主探究的積極性，增強了學生的學習自信心，而且學習的層次、范圍都得到了強化，對核心素養的提升大有幫助。

三、 結論

綜上所述，隨著技術的更新、理念的進步，高中生物學模型建構教學方法日益精細化、科學化、多樣化，起到了更好的課堂效果，強化了學生的科學思維和創新能力，對核心素養的形成和培育也產生了積極的促進和帶動作用。

參考文獻：

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