基于模型構建法的高三生物學教學策略研究

摘"要：傳統的生物學教學方式很容易使學生喪失自主學習的興趣與能力，而模型構建法則能夠促進學生對生物學知識的充分理解，尤其是一些難懂的微觀生物原理，借助模型構建的方式可以有效呈現在學生面前，使原本抽象的生物學知識變得具體生動。因此，在高中階段，尤其是高三這一階段的生物學教學過程中，教師借助模型構建法引導學生理解生物學的本質，促使學生掌握科學的學習方法，能夠使學生的學習能力和興趣得到更高的提升。

關鍵詞：模型構建法；高中生物學；教學策略

中圖分類號：G633.91"""文獻標識碼：A"""文章編號：1673-8918（2025）02-0116-04

隨著教育改革的深入發展，高中生物學教學面臨提高學生科學素養、培養創新思維和實踐能力的挑戰，尤其是在高三階段，如何高效備考同時又能激發學生的學科興趣成為教學研究的重點。傳統教學模式往往側重于知識點的灌輸和應試技巧的訓練，忽視了學生主動探索和構建知識體系的重要性?；诖?，文章引入基于模型構建的教學策略，旨在通過讓學生參與生物模型的構建過程，深化對生物學原理的理解，培養科學思維和解決問題的能力，這對提升高三生物學教學的質量和效率具有重要意義。

一、 高三生物學模型構建過程分析

在高中階段，尤其是高三階段的生物學教學過程中，教師開展模型構建法教學時，其模型圖如圖1所示。

第一步：選擇模型

面對各種復雜的生物學問題，教師需要進行模型的選擇，模型選擇直接關系到后續建模的效率和準確性。教師應深入了解問題的本質，明確建模的目標和需求，然后從眾多可用的模型中篩選出最適合當前問題的模型。這不僅要求教師具備豐富的專業知識，還需要教師具備敏銳的問題洞察力和判斷力，通過仔細比較和分析不同模型的優缺點，教師可以為接下來的建模工作打下堅實的基礎。

第二步：建立模型

當選定合適的模型后，接下來就需要依據其結構和構成進行科學的假設與預測，該步驟要求教師對所選模型有深入的理解，并能夠根據模型的特性給出合理的假設條件。在此基礎上，教師可利用相關知識和工具，建立初步的模型。這個模型可能是一個簡單的物理模型、數學模型，或者是一個更為復雜的系統模型，但無論是哪種形式，都需要確保其能夠準確地反映問題的本質特征。

第三步：對模型進行檢驗

初步模型建立后，就需要對其進行嚴格的檢驗，這一步驟的目的是驗證模型的適用性和連貫性，確保其能夠在實際問題中得到有效的應用。教師可通過實驗、模擬、對比等多種方法對模型進行檢驗，發現其中可能存在的誤差和不足之處。對發現的誤差，教師需要認真分析其原因，并采取相應的措施進行修正，以確保模型的準確性和可靠性。

第四步：采用有效的模型

經過檢驗和修正后，如果模型被證明是有效的，那么就可以在相似的情形下確定其適用性，該步驟是模型應用的關鍵環節。教師需要了解模型的應用范圍和限制條件，確保在正確的情境下使用模型，同時，還需要關注模型在實際應用中的表現，以便及時發現并解決問題。

第五步：調試模型并對新問題求解

在實際應用中，教師會遇到一些新的問題，此時需要通過模型的調試來求解這些問題。調試過程包括對模型的參數進行調整、對假設條件進行修正等。通過調試，教師可以使模型更好地適應新的問題情境，從而得出更為準確和可靠的解決方案。并且還需要對模型的適用性進行評估，確保其在新的問題中仍然能夠保持有效的性能。

第六步：模型重構

隨著問題的不斷變化和深入，原有的模型需要改進和優化時，則需要進行模型重構。模型重構包括對模型的結構和功能進行修改、加強和擴展。通過重構，可以使模型更加符合實際問題的需求，提高其準確性和適用性。同時，還應建立心理模型，幫助學生更好地理解問題并找到解決方案。在模型重構的過程中，教師需要保持開放的心態和持續學習的精神，不斷探索新的建模方法和工具，以推動生物學教學的不斷創新和發展。這一過程是一個連續的循環過程，通過不斷的迭代和優化，可以使建模工作更加科學和完善。

圖1"模型構建流程

二、 基于模型構建法的高三生物學教學應用策略

（一）注重提高學生技能

在生物學教學的廣闊領域中，學校與生物學教師承載著培養未來科學探索者與生命奧秘解讀者的重任，因此，教師必須深刻意識到并致力于提升學生的綜合素質。而隨著我國教育改革的不斷深化，高校招生考試制度也在逐步轉型，越來越傾向于考查學生的綜合能力與素質，而非單純的知識點記憶與應試技巧。該轉變體現了教育政策制定者對培養學生創新思維、實踐能力及終身學習能力的重視。在這樣的背景下，學校與生物學教師應當積極響應，通過積極開展一系列具有建設性意義的教學活動，來促進學生的全面發展。這些教學活動不應局限于課堂內的知識講授，而應當鼓勵學生走出課本，參與到豐富多彩的課外實踐、實驗操作、科研項目中來。通過親身體驗與動手操作，學生能夠加深對生物學知識的理解和掌握，更重要的是，學生能夠在實踐中培養起對科學研究的濃厚興趣，激發探索未知的勇氣與決心。此外，教師還應注重培養學生的自主意識，引導學生學會獨立思考、主動探究，在教學過程中，教師可通過設置開放性問題、組織小組討論、引導學生進行文獻查閱等方式，激發學生的求知欲與好奇心，使學生在解決問題的過程中不斷完善自我，提升綜合素質。

（二）幫助學生完成模型

在面對學生提出的各類問題時，教師應當采取積極主動的態度，及時且有效地做出反應。為此，教師需要在課前進行充分的準備工作，設定好應對問題的模型框架。該模型要求教師對可能出現的問題進行詳盡的預測，還需對備課過程中可能遭遇的各種挑戰與難題做出全面的規劃與應對策略，包括對課堂互動中可能發生的意外事件進行預判，并預先設計好相應的處理方案，以確保課堂教學的順利進行。在教學模式的設計中，教師不應滿足于單向的知識傳授，而應積極尋求與學生之間的深入互動。通過引導學生探討與課程內容緊密相關的課題，以及設計具有啟發性的測驗，教師可以有效地激發學生的學習興趣，促進學生的主動思考，這種探討與測驗的過程，能夠幫助教師了解學生對知識點的掌握情況，還能夠為模型的進一步優化提供寶貴的反饋。隨著教學實踐的深入，教師需要對所設定的模型進行不斷的改進與優化，包括對模型進行及時的評價與校對，以便及時發現并糾正其中的錯誤與不足。在此過程中，教師應明確指出模型所蘊含的規則、知識和技能，幫助學生理解并識別模型的錯誤之處，從而引導學生進行自我糾正，獲得更為準確和深入的知識與技能，通過這樣的方式，學生可以逐步建立起正確的思維模式，形成完善的知識結構。而在完成模型設計的相關教學活動后，教師還需與學生進行深入的溝通與交流。該環節是對模型設計活動的一次全面評估與確認，也是為了了解學生在活動中的收獲與困惑，以便為學生提供更有針對性的指導。

（三）減輕學生學業負擔

開發高質量的模型往往需要投入大量的時間和精力，這是一項既復雜又精細的過程，不僅是對學生知識掌握程度的考驗，更是對其創新思維與實踐能力的深度挖掘。正因為如此，教師更加需要合理調整學生的學習負擔，為學生創造出寬松和有利于成長的學習環境。在實際操作中，教師應深刻意識到減輕學生壓力的重要性，并對傳統的教學模式進行適度調整，教師可將原本繁重的標準作業量減少一半，旨在為學生騰出更多的時間和精力來專注于模型的創建，尤其是那些能夠拓展學生思維邊界的概念模型。在創建這些模型的過程中，仔細完成作業不僅是完成任務本身，更是培養學生嚴謹的科學態度和解決問題的能力。從一開始，教師就應鼓勵學生堅持高標準、嚴要求，確保學生在模型創建的過程中能夠真正有所收獲。隨著模型創建的逐漸深入，教師可將生物學課堂的主導權交給學生，學生在課堂上積極討論、設計并制作模型，整個過程充滿了探索與發現的樂趣。教師應盡量避免占用學生的業余時間，讓學生在輕松愉快的氛圍中完成模型的制作，這不僅提高了學生的學習效率，也進一步激發了學生對生物學的興趣。同時，為了進一步優化建模過程，教師可對生物學課堂進行改進和簡化，力求在減輕學生學業負擔的同時，保證學生能夠高質量地完成模型制作任務。由此可見，在高三生物學的課堂教學中，無論是教師還是學生，都應該跳出傳統的教學框架，不要盲目地只關注學生的學業成績，而是應該將更多的目光投向學生技能的發展，真正致力于提高學生的綜合素質。

三、 基于模型構建法的高三生物學教學途徑

（一）模型準備階段

在模型構建法的實際操作中，教師可巧妙地設置各種教學情境，這些情境應當與學生的日常生活或已有的知識背景緊密相連，從而激發學生的好奇心和探索欲。因此，教師可引導學生復習與新知識緊密相關的舊知識，這些舊知識就像是新知識的穩固基石，能夠幫助學生更好地理解和接納新知。在此基礎上，教師逐步引入新知識，或者通過設計一系列循序漸進的問題，引導學生自主探索和發現新知。這樣的教學方式，能夠使學生在課堂上以一種積極主動的態度進行學習，從而構建起一個清晰而完整的新知識框架。

以人教版生物學選擇性必修3第1章《發酵工程》為例，當教師準備講授這一單元時，可以先帶領學生回顧之前學習的生物學基礎知識，特別是與微生物學、生物化學及分子生物學相關的內容。這些舊知識不僅為學生提供了必要的理論支撐，還為學生深入理解發酵工程專業概念奠定了堅實的基礎。在復習的過程中，教師可以借助生動的實例、詳細的圖表或先進的生物學技術模擬軟件等教學手段，幫助學生將這些復雜的理論知識轉化為易于理解的實際應用。隨后，教師可引導學生將發酵過程中的微生物代謝、底物轉化和產物分離這三個關鍵環節聯系起來，構建一個全面而系統的發酵工程模型。在該模型中，微生物作為核心的生物催化劑，在特定的條件下利用底物進行代謝活動，產生出具有經濟價值的發酵產物。同時，底物的轉化過程不僅涉及化學反應，還受到微生物生長周期、環境條件及發酵工藝參數等多種因素的影響。而產物的分離與純化，則是將發酵液中目標產物有效提取出來的關鍵步驟，直接關系到發酵產品的質量和成本。通過這樣的教學方式，學生能夠清晰地看到發酵工程中微生物代謝、底物轉化和產物分離這三個環節是如何緊密相連、相互作用的，從而深刻理解發酵工程在工業生產中的重要性以及其在推動生物經濟發展中的關鍵作用。同時，這種系統性的學習也有助于培養學生的實驗設計、數據分析及問題解決能力，為學生未來的科研或職業生涯打下堅實的基礎。

（二）模型建立階段

針對概念模型的構建，教師鼓勵學生運用網絡圖或概念過程圖的形式來直觀地展現研究對象內部的邏輯關系與動態過程。網絡圖通過節點與連線的組合，清晰地勾勒出各個概念之間的關聯與層級關系，幫助學生把握整體框架，而概念過程圖則側重于描繪事物發展的時間序列或流程，使學生能夠深入理解研究對象的變化規律。在構建這些模型的過程中，學生需仔細分析研究對象的基本特征，思考不同概念之間的內在聯系與區別，從而提煉出最為核心的信息，并將其以圖表的形式準確表達出來。對數學模型的建立，教師則要求學生運用數學語言來描述研究對象的數量關系或變化趨勢。因此需要學生根據已有的數據或實驗結果，推導出適當的數學表達式、公式或繪制出相應的曲線圖。數學模型的建立不僅要求學生具備一定的數學基礎，更考驗學生的抽象思維與邏輯推理能力。學生需要深入分析數據之間的關聯，尋找潛在的規律，然后通過數學模型來精確地刻畫這些規律。無論是概念模型還是數學模型，學生在構建過程中都必須充分發揮自己的聰明才智，進行深入的思考與探索。學生只有不斷地調整和完善模型，才能確保其能夠準確地反映研究對象的本質特征。同時，學生還需要對模型進行嚴格的驗證與評估，以檢驗其有效性和可靠性，這一系列的過程有助于提高學生的專業素養，更培養了學生的創新思維與實踐能力。最終，學生在教師的指導下，通過小組協作的形式成功地建立了研究對象的模型，這些模型能夠為學生的研究提供有力的支持，更為學生未來的學術探索奠定了堅實的基礎。

（三）展示總結階段

在展示總結環節中，每個小組的成員都扮演著重要的角色，展示模型的學生需要清晰地介紹小組模型結構、功能以及構建過程中遇到的挑戰和解決方案。這不僅要求學生具備良好的表達能力，還需要學生能夠自信地分享自己的創意和想法。通過這樣的展示，學生能夠相互學習，了解不同小組在構建模型時的獨特視角和創新思路。與此同時，其余的學生則被鼓勵勇敢地提出問題，對展示的模型進行質疑和探討。這種開放式的討論氛圍能夠激發學生的批判性思維，使學生敢于挑戰權威，勇于表達自己的觀點。學生可以針對模型的某個部分提出疑問，或者就模型的適用性、準確性等方面展開討論。這樣的互動不僅能夠幫助學生發現模型可能存在的問題，還能促進學生之間的思想碰撞和靈感激發。在學生充分討論的基礎上，教師適時地介入，給予必要的指導和建議，教師的作用在于引導學生正確分析問題，幫助學生厘清思路，找到解決問題的關鍵。在教師的引導下，學生會一起分析模型的正確性，探討如何改進和優化模型。最終，在教師的建議下，學生共同建立起更加準確、完善的模型，該模型凝聚了每個學生的智慧和努力，并體現了團隊協作的力量。這樣的教育模式有助于培養學生的專業素養，也為學生的未來發展奠定了堅實的基礎。

四、 結論

基于模型構建法的高三生物學教學策略，通過其獨特的互動性和實踐性，為學生提供了一個主動探索、深入理解生物學知識的平臺。本研究不僅驗證了模型構建法在提高學生成績、增強學習興趣和培養科學思維方面的積極作用，也為高中生物學教師提供了新的教學視角和實踐指導。為了進一步優化教學效果，教師應結合具體教學內容和學生特點，靈活設計多樣化的生物學模型構建活動，同時加強對學生模型構建過程的指導和反饋，促進學生深度學習和持續進步。此外，教育部門和學校也應加大對模型構建教學資源的投入，為教師提供專業培訓和資源支持，共同推動高三生物乃至整個生物學教育的創新發展。通過持續探索和實踐，以此構建出更加高效、有趣且富有成效的生物學教學體系，為學生的終身學習和科學素養的全面提升奠定堅實基礎。

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