例談在生物建模教學中提高學生的學習能力

卜越

摘 要：在高中生物教學中，教師引導學生通過構建模型，化抽象為形象，化復雜為簡單。幫助學生理清繁雜的知識點網(wǎng)絡，克服邏輯分析的困難，從而激發(fā)學生對生物的學習興趣，提高學生的生物學習能力。

關鍵詞：生物模型；構建能力；解題能力

生物這門學科，一直以來都被認為是理科中的文科，生物學習不僅要學習生物學基礎知識、基本技能，更要在思維能力、分析和解決實際問題的能力等方面得到訓練和提高，而這些能力的提高僅僅靠課堂教學是不夠的，需要學生運用已有的知識進行重建，構建生物模型，從而形成比較完整的生物知識結構。所謂的建模就是建立模型，就是為了理解事物而對事物做出的一種概括。生物建模正是幫助學生化抽象為形象，化復雜為簡單的有效方法，能有效幫助學生克服在解題過程中碰到的知識點繁雜和邏輯分析困難等問題。

著名科學家拉普拉斯說：“普通的定律表現(xiàn)在特殊的現(xiàn)象里，而特殊的事例常摻雜許多外來的因素，只有用巧妙的心思才能將它們分開而發(fā)現(xiàn)定律?！笨v觀生物學發(fā)展史，建立生物模型在分子生物學、細胞生物學、生態(tài)學等各個方面都發(fā)揮了重大的作用。生物學的發(fā)展，可以說就是不斷建立生物模型，并用新模型代替舊模型的過程。構建生物模型的方法是生物學研究的一種重要方法，實際的生物現(xiàn)象或生物反應一般都是十分復雜的，涉及眾多因素，因此對實際問題進行處理時，要學會抓住其主要因素，得出一種能反映生物個體或過程本質特征的理想模型。建立生物模型是研究和學習生物的有效方法，能幫助學生探索生物知識的內部脈絡，對于激發(fā)學生學習生物的興趣，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力

具有深遠的意義，在經(jīng)過了2011年高中生物教師90學時脫產(chǎn)培

訓，結合自己這10年來的工作經(jīng)驗，就建構生物模型在提高學生解題能力方面我有以下兩點體會。

一、構建圖形模型，化抽象為形象

雖然說生物現(xiàn)象或生物過程是真實存在的，但很多時候學生并不能真正看到。為了減輕他們的思維負擔，每當遇到這類問題，我都要求他們將過程轉化為圖形。建構圖形模型，將看不見的過程化為簡單的圖形，使學生的思路更流暢，提高學生的解題能力。

例如，學生在學習完有絲分裂、減數(shù)分裂這些內容后，常常會出現(xiàn)似懂非懂的現(xiàn)象。若問他們一些各個時期的具體特征，他們能答得上來，但碰到涉及減數(shù)分裂某一時期的染色體、DNA數(shù)目時就徹底暈了。因此，我就指導學生以圖形的形式去記憶這些過程。例如，減數(shù)分裂的過程可以簡化為

■

在碰到涉及減數(shù)分裂某一時期的染色體、DNA數(shù)目時思考清楚所問時期的染色體形態(tài)是一根還是一個叉，染色體是成對還是

成單存在的。如果問題是已知減數(shù)分裂某時期的細胞，求體細胞中染色體或DNA數(shù)目，則按就近原則來解決，即已知的細胞若處于減數(shù)第二次分裂則往后推導，先得出生殖細胞再加倍得出體細胞。若已知的細胞處于減數(shù)第一次分裂則往前推導，先得出原始生殖細胞，而原始生殖細胞就是特殊的體細胞。

二、構建通式模型，化復雜為簡單

遺傳規(guī)律的題目是每年會考、高考的重頭戲，也是學生心中永遠的痛。一些通式性的問題，對于理科班的學生而言是小菜一碟，但當他們遇到一些特殊的遺傳現(xiàn)象時，就會深陷其中，迷失解題的方向。因此，我要求學生遇到此類問題，先放開特殊現(xiàn)象，依然按照正常的遺傳規(guī)律來分析，利用通式解決問題，然后再分析特殊現(xiàn)象，確定最后的基因型或表現(xiàn)型的比例。

例如，遺傳規(guī)律中的致死情況分析。例題，在一個果蠅種群中偶然發(fā)現(xiàn)一只突變的雌果蠅，若用該雌果蠅與一只野生的雄性果

蠅交配，F(xiàn)1中野生型與突變型之比為2：1，且雌雄個體之比也為

2：1。這個結果從遺傳學角度作出的合理解釋是（ ）

A.該突變基因為常染色體顯性基因

B.該突變基因為X染色體隱性基因

C.該突變基因使得雌配子致死

D.該突變基因使得雄性個體致死

當學生不知道顯隱性、不知道具體基因所處的染色體類型，由后代逆推出親代是相當有挑戰(zhàn)性的。但學生對于由常見親代類型順推出子代的這一類題目還是相當拿手的。這時就可以指導學生做如下分析：突變型♀×野生型♂→2野生型∶1突變型。從子代表現(xiàn)型種類情況分析，交配情況符合親本及子代表現(xiàn)型的雜交模型有：

①Aa×aa→Aa：aa=1：1

②XBXb×XbY→XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY=1∶1∶1∶1

③XbXb×XBY→XBXb∶XbY=1∶1

結合子代表現(xiàn)型比例情況分析，說明子代突變型存在致死情

況，因為突變型♀×野生型♂→2♀∶1♂，說明：XBXb×XbY→XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY=1∶1∶1∶1，且XBY致死。根據(jù)常見的雜交模型來迅速

解題。

學生隨著年齡的增長，對生物知識的了解逐漸增多，越來越善于使用適當?shù)牟呗詠硖幚砩镄畔?，他們逐漸意識到理清各種因素之間的關系對解決生物問題的重要作用，從而構建恰當?shù)哪Ｐ汀６鳛榻處?，我們必須隨時了解學生已經(jīng)具備了哪些構建生物模型所需要的技能，并引導他們正確地建構、應用生物模型。

參考文獻：

[1]高文，徐斌艷，吳剛，等.建構主義教育研究[M].教育科學出版社，2008.

[2][美]萊斯利.P.斯特弗.教育中的建構主義：21世紀人類學習的革命譯叢[M].華東師范大學出版社，2004.

[3][美]安德森.認知心理學及其啟示[M].7版.人民郵電出版社，2012.

[4][美]加涅.教學設計原理[M].5版.華東師范大學出版社，2007.

？誗編輯 楊兆東