模型建構(gòu)在初中生物教學(xué)中的運用

劉曉燕

1.山西臨汾吉縣二中，山西 吉縣 042200；2.山西師范大學(xué)教育科學(xué)研究院，山西 臨汾 041000

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模型建構(gòu)在初中生物教學(xué)中的運用

劉曉燕1，2

1.山西臨汾吉縣二中，山西 吉縣 042200；2.山西師范大學(xué)教育科學(xué)研究院，山西 臨汾 041000

生物模型是從大量的具體事例中抽象出來的，學(xué)生能夠感知的事物，利用生物模型教與學(xué)，能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。本文主要介紹了幾種模型在生物教學(xué)中的運用實例。

初中生物；生物模型；模型建構(gòu)

傳統(tǒng)生物教學(xué)的方式是“一人、一桌、一粉筆”而已，學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)則以“耳聽、筆記、死記硬背”為要。人的認(rèn)知規(guī)律告訴我們，學(xué)習(xí)生物學(xué)，是從感知生物現(xiàn)象開始的，而傳統(tǒng)的教法和學(xué)法違背了這一規(guī)律。生物模型正是從大量的具體事例中抽象出來的，學(xué)生能夠感知的事物，利用生物模型教與學(xué)，正是遵循了人的認(rèn)知規(guī)律，使教師教起來輕松，學(xué)生學(xué)起來容易。

一、什么是生物模型

生物模型是指將生物學(xué)所研究的對象(原型)，去除紛繁復(fù)雜的細(xì)枝末節(jié)，用一種能反映原型本質(zhì)的物質(zhì)、過程、假想結(jié)構(gòu)去描述原型。這種理想物質(zhì)、過程、假想結(jié)構(gòu)稱之為“生物模型”。生物模型可分為三大類，分別是概念模型、物理模型、數(shù)學(xué)模型。

二、三種模型在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用實例

概念模型、物理模型、數(shù)學(xué)模型，三種模型在初中生物教學(xué)中如何應(yīng)用。下面介紹幾個典型的實例。

(一)概念模型在初中生物課堂教學(xué)中的實踐。例如，學(xué)習(xí)了八年級生態(tài)系統(tǒng)這一章節(jié)，則可以用下面的概念圖，將所有零散的概念連成體系，形成知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)。

在建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)概念圖過程中，可以直觀的看出生態(tài)系統(tǒng)涉及到的各級別概念之間的關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)的成分、功能、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、反饋調(diào)節(jié)等。教師給出幾個重要概念，指導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)，學(xué)生在建構(gòu)的過程中，將生態(tài)系統(tǒng)所有要點進(jìn)行整合，將自己內(nèi)隱的思維分析過程展現(xiàn)在師生面前，師生共同總結(jié)歸納，如有不當(dāng)，可以得到及時的糾正。

(二)物理模型在初中生物課堂教學(xué)中的實踐。物理模型有著直觀化、形象化的特點，在初中生物課堂教學(xué)中應(yīng)用最普遍，作用最大。物理模型的建構(gòu)過程，其實就是一項創(chuàng)造性思維的過程。它能夠培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維力、想象力、構(gòu)造力等能力，這些能力正是傳統(tǒng)模式下學(xué)生所稀缺的。物理模型包括：實物模型、模擬模型、圖畫。下面，結(jié)合本人教學(xué)實踐，例舉如下幾個實例來說明。

1.實物模型在教學(xué)中的具體運用。例如：在學(xué)習(xí)《尿的形成和排出》這一節(jié)課時，教師先講解泌尿系統(tǒng)各器官的結(jié)構(gòu)和功能。但講解腎臟的基本單位腎單位時，腎單位的組成是較抽象的。這時教師可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行豬腎臟的觀察和解剖，并講解內(nèi)部構(gòu)造，讓學(xué)生能夠?qū)崒嵲谠诹私饽I臟的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后播放尿液形成的微觀視頻圖，從宏觀入手再去學(xué)習(xí)微觀結(jié)構(gòu)。學(xué)生興趣濃厚，知識也易于掌握，也培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。又例如，講解《植物的生殖和發(fā)育》這一節(jié)時，教師可以展示經(jīng)過嫁接的仙人掌，講解嫁接的原理及所需要的材料，再遷移到果樹的嫁接上，揭示什么是砧木，什么是接穗。通過實物模型的展示，學(xué)生在活躍的氣氛中接受了本來難以理解的知識。

2.模擬模型在教學(xué)中的具體運用。例如，在學(xué)習(xí)《染色體結(jié)構(gòu)》這一節(jié)內(nèi)容時，可以引導(dǎo)學(xué)生使用曲別針、橡皮泥、彩筆、紙條制作染色體這一抽象概念的模型。制作過程分作以下幾個步驟。第一步，分組，讓每組學(xué)生取幾個曲別針串成一串，共串兩串。第二步，再在每個曲別針上固定一個橡皮泥搓成的小球。小球代表蛋白質(zhì)。第三步，取兩張長短相同的紙條，再在紙條上涂上幾種不同顏色的色塊，不同的顏色代表不同的基因。將兩張紙條卷成螺旋形，分別纏繞在串成的兩串小球上。螺旋形的紙條代表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。這樣兩串帶紙條的兩串結(jié)構(gòu)就代表一對染色體。動手制作的過程可以讓學(xué)生直觀感受并理解這些抽象難懂的知識：染色體由蛋白質(zhì)和DNA組成，DNA上有遺傳信息的片段叫做基因，染色體在體細(xì)胞中是成對分布的，基因也是成對分布的。DNA是鏈狀雙螺旋結(jié)構(gòu)的。

3.圖畫模型在教學(xué)中的具體運用。圖畫模型主要是生物教學(xué)內(nèi)容中的一些結(jié)構(gòu)模型圖。這部分內(nèi)容一般在教材中呈現(xiàn)的較多，大部分結(jié)構(gòu)模型圖都是考試考察的重點，圖畫模型能幫助學(xué)生對知識的理解和記憶。教師在課堂上因引導(dǎo)學(xué)生觀察教材上的結(jié)構(gòu)模型圖，或者出示掛圖。讓學(xué)生結(jié)合結(jié)構(gòu)模型圖觀察理解。然后再讓學(xué)生繪制出模型圖，標(biāo)出各部分的結(jié)構(gòu)名稱，并說出各部分的功能。

通過圖畫模型的突破，讓學(xué)生對所學(xué)知識轉(zhuǎn)化成自己的一部分，并且反饋出來。圖畫模型的記憶更牢固更持久，效率也更好，更容易提高教學(xué)質(zhì)量。

三、數(shù)學(xué)模型在初中生物課堂教學(xué)中的實踐

例如，在學(xué)習(xí)《生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)》的內(nèi)容時。草原生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類繁多，直接研究影響其穩(wěn)定的因素就很復(fù)雜，所以引導(dǎo)學(xué)生一起來建構(gòu)數(shù)學(xué)模型。假設(shè)草原上只有青草、老鼠、老鷹三種生物，橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示生物的數(shù)量。學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，能夠分析出食物鏈越往后端，生物數(shù)量越少。能夠在縱坐標(biāo)上找到三種生物數(shù)量的大致起點。然后引導(dǎo)學(xué)生分析三種生物的變化，鼠增加，草如何變化，鷹如何隨之變化。然后變化到一定程度，三者又會如何發(fā)生改變。讓學(xué)生自己先試著繪制出坐標(biāo)圖，然后師生共同分析，糾正不足之處。通過數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)，學(xué)生能夠很清晰直觀的看到生態(tài)系統(tǒng)中主要生物因素之間的關(guān)系。三者的動態(tài)關(guān)系一目了然，學(xué)生也知道事物的發(fā)展彼此之間都會有影響，不是一層不變的。所以生態(tài)系統(tǒng)要保持穩(wěn)定，任何環(huán)節(jié)都不能少。

總之，建模教學(xué)在生物學(xué)中應(yīng)用得很廣泛，也很重要，教師也許并沒察覺到自己在用這一方法。但要提高建模教學(xué)的效率，提高教學(xué)質(zhì)量。這需要教師不斷地提高自身教學(xué)素養(yǎng)。如生物學(xué)模型的種類和建模的基本程序、生物學(xué)簡圖的繪制技能，特別是構(gòu)建生物學(xué)數(shù)學(xué)模型所需的數(shù)學(xué)知識，如數(shù)列通項的求解、排列組合及二項式展開的運用、各種基本函數(shù)及變式、函數(shù)的求導(dǎo)和積分、坐標(biāo)圖像的平移等等。教師在課前要下苦功夫，建模教學(xué)并不是每節(jié)課都需要建模，哪些情況下需要建模，哪些內(nèi)容需要哪種模型，哪些模型需要教師自己制作，哪些模型需要學(xué)生課堂建構(gòu)，這都需要教師在教學(xué)中積累經(jīng)驗，不斷完善。

[1]林銘霞.初中生物概念教學(xué)中的模型建構(gòu)初探[J].教育教學(xué)論壇，2015，34：263-264.

[2]裴景娜.初中生物幾種自制教具在教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生物學(xué)，2008，24(6)：19-19.

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