淺議高中生物建模

張安波

摘要：建模是一種常見(jiàn)的教學(xué)手段，作為自然科學(xué)的生物很多知識(shí)點(diǎn)都需要模型的構(gòu)建和講解，通過(guò)模型的分析，能夠更加深刻的了解知識(shí)，掌握規(guī)律。同時(shí)，學(xué)會(huì)科學(xué)的建模是每一個(gè)學(xué)生需要掌握的能力。本文論述高中生物教學(xué)中建模的意義以及操作中的誤區(qū)，并提出改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：高中生物 模型構(gòu)建 建模思維 科學(xué)認(rèn)知體系

高中生物需要培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和邏輯思維能力，教學(xué)過(guò)程中通過(guò)生物建?？梢詫⒊橄蟮睦碚摼唧w化，大塊的知識(shí)體系精巧化，通過(guò)對(duì)模型的認(rèn)知再聯(lián)系教材內(nèi)容進(jìn)行加強(qiáng)理解嗎，然后運(yùn)用，不但能培養(yǎng)學(xué)生的能力，還能夠建立科學(xué)素養(yǎng)，體現(xiàn)建模的意義。

現(xiàn)在各種類型的生物建模也廣泛的應(yīng)用于生物課堂教學(xué)之中，但也有一些誤區(qū)。一些模型的建模不科學(xué)，運(yùn)用不當(dāng)，對(duì)學(xué)生造成負(fù)擔(dān)或者錯(cuò)誤引導(dǎo)，反而起到反作用，因此，科學(xué)的建模，合理的使用才是推動(dòng)生物教學(xué)的有效手段。

一、模型的構(gòu)建

各種學(xué)科的教學(xué)中都需要模型。所謂模型是人們按照科學(xué)研究的特定目的，在一定的假設(shè)條件下借助具體的實(shí)物或者其他形象化的手段或者思維模式等抽象的形式再現(xiàn)原型課題的某種本質(zhì)特征（例如客體的某些結(jié)構(gòu)、功能、屬性、關(guān)系、邏輯等）的一種方式。模型的建立能夠有效的把抽象的事物直觀化，讓人們具體的了解深?yuàn)W的事物，形象化的模型更容易引起人們的認(rèn)知欲望。建模是科學(xué)研究和教學(xué)的常用方法。生物作為自然科學(xué)更需要大量的建模教學(xué)。生物模型主要分為物理模型，比如實(shí)物、圖片等，常用的細(xì)胞模型，DNA分子模型。概念模型，以圖表文字等描述原理的模型，比如中心法則，細(xì)胞呼吸示意圖等。數(shù)學(xué)模型，是通過(guò)數(shù)學(xué)規(guī)律展示生物的原理，比如酶的活性與溫度關(guān)系的坐標(biāo)圖，一對(duì)雜合子多代自交的公式等等。此外還有軟件模型等等。這些模型既是一種科學(xué)研究方法，也是一種思維的模式。

二、 構(gòu)建生物模型教學(xué)的意義

（一）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

純講授生物學(xué)理論，既枯燥又辛苦，學(xué)生難以理解抽象的知識(shí)，學(xué)生興趣不高，課堂氣氛也尷尬。無(wú)論復(fù)雜還是簡(jiǎn)單的模型都能夠引起學(xué)生的注意，刺激學(xué)生的感官，提高學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)室有復(fù)雜模型可以課前選擇性的準(zhǔn)備，如果沒(méi)有教師也可以制作簡(jiǎn)單的模型，比如中心體的模型不常見(jiàn)，教師可以用橡皮筋捆綁兩小捆粉筆進(jìn)行演示，讓學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)中心體的結(jié)構(gòu)。也可以讓學(xué)生制作模型，收集創(chuàng)意，自行研發(fā)，讓學(xué)生主動(dòng)積極的參與。比如可以用磁鐵代表氨基酸進(jìn)行演示，N極代表氨基，S極代表羧基，根據(jù)同性相斥異性相吸的原則進(jìn)行演示脫水縮合形成肽鍵的過(guò)程。充滿樂(lè)趣的課堂，融洽的氣氛，學(xué)生更喜歡學(xué)習(xí)，由點(diǎn)帶面，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入生物科學(xué)的知識(shí)海洋去遨游。

（二）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

高中生物主要是微觀細(xì)胞學(xué)，分子學(xué)還有宏觀的生態(tài)學(xué)，與分類學(xué)關(guān)系不大，所以更需要建模來(lái)體現(xiàn)。對(duì)于模型，實(shí)際就像看電影一樣，仁者見(jiàn)仁，不同的學(xué)生對(duì)于同一種事物沒(méi)想法和思維會(huì)有所不同，這需要教師教學(xué)中允許求同存異，合理科學(xué)的進(jìn)行引導(dǎo)。同時(shí)，不僅僅指導(dǎo)學(xué)生能夠觀察了解模型，進(jìn)行關(guān)聯(lián)，還要鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，制作和擴(kuò)延模型。自己能夠建模，首先需要扎實(shí)的生物基礎(chǔ)，加以自己的理解創(chuàng)新，才能建立科學(xué)的模型?？茖W(xué)素養(yǎng)是生物教學(xué)需要培養(yǎng)的能力之一，創(chuàng)新是科學(xué)的基礎(chǔ)，所以建模過(guò)程也是科學(xué)能力培養(yǎng)的過(guò)程。

三、避免構(gòu)建模型教學(xué)陷入誤區(qū)

生物教學(xué)中建模雖然優(yōu)點(diǎn)明顯，很多老師在建模中也存在很多的錯(cuò)誤：

（一）過(guò)度使用模型

模型的目的是為了直觀的展示原理和微觀事物的構(gòu)造，讓學(xué)生快速掌握知識(shí)，了解課本內(nèi)容。如果教材內(nèi)容簡(jiǎn)單，不一定需要復(fù)雜模型有其數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程中有些老師過(guò)度使用模型，簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化，給學(xué)生造成負(fù)擔(dān)，引起更多的迷惑，無(wú)形中增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。因此，合理使用建模才是科學(xué)的。不要濫用。

（二）重視傳授模型，輕視自建模型

俗話說(shuō)“授之以魚(yú)不如授之以漁”，現(xiàn)在很多現(xiàn)成的生物模型，許多老師都是拿來(lái)即用，沒(méi)有改進(jìn)和創(chuàng)新過(guò)程，也不要求學(xué)生進(jìn)行建模訓(xùn)練，純是傳授過(guò)程，學(xué)生都是被動(dòng)的接受，這種模式會(huì)抹殺學(xué)生的創(chuàng)造能力，慢慢學(xué)生也會(huì)失去學(xué)習(xí)興趣，所以應(yīng)該學(xué)會(huì)自建模型或者改進(jìn)模型，讓學(xué)生了解建模的原理和過(guò)程，從而提高自身的綜合能力。

（三）固步自封，不求上進(jìn)

科學(xué)是不斷發(fā)展變化的，很多老師掌握一個(gè)好的生物模型就一直套用，不改進(jìn)，甚至教材修改了，題目題型變了，還是用老的模型去講解。這種不學(xué)習(xí)不改進(jìn)的模式是錯(cuò)誤的?？茖W(xué)的精神是不斷的探索和創(chuàng)新。沒(méi)有完全不變的事物，所以建模過(guò)程也是永無(wú)止境的，沒(méi)有最好，只有更好，教師要不斷的學(xué)習(xí)和改進(jìn)教學(xué)方法，也要不斷的建立更好的生物模型服務(wù)于教學(xué)，也為學(xué)生做好示范作用，讓知識(shí)和能力不斷進(jìn)步。

總而言之，生物建模有助于學(xué)生快速掌握知識(shí)，理解抽象的概念，也培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的精神和創(chuàng)造能力，提高生物學(xué)科的邏輯思維能力。教學(xué)中，教師要科學(xué)合理的運(yùn)用生物模型，不能濫用，也不能固步自封，不求進(jìn)步，用發(fā)展的眼光看待建模，鼓勵(lì)學(xué)生自己建模解決問(wèn)題，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才打下基礎(chǔ)，鍛煉學(xué)生能力，提高學(xué)習(xí)成績(jī)。

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（作者單位：山東省泰安市寧陽(yáng)第一中學(xué)）