淺談概念模型在人教版生物必修三中的應(yīng)用探究

程 偉（北京師范大學(xué)〈珠海〉附屬高級中學(xué)，廣東 珠海）

一、概念模型及概念模型的特點

模型是人們對認(rèn)識對象帶有目的性地進行簡單化和概括性的定量或定性的描述，可以通過具體事務(wù)、一些形象化的手段或者抽象方式來表達。高中生物主要涉及物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。在課程內(nèi)容中，可以通過構(gòu)建概念模型來對生物學(xué)的概念、過程等進行教學(xué)。在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中明確要求對重要概念的學(xué)習(xí)給予重視。由此我們可以看出，概念模型的使用是一個值得進一步探索的課題。

構(gòu)建概念模型，通過生動直觀、簡潔通俗的圖示對事物的相關(guān)特征和本質(zhì)進行揭示,就是科學(xué)研究中常用的建構(gòu)模型的方法。通過構(gòu)建模型，可以再現(xiàn)原型的本質(zhì)特征，使得原型更加形象化，諸如關(guān)于客體的某種結(jié)構(gòu)、功能、關(guān)系、屬性、過程等等。高中生物學(xué)習(xí)中涉及的模型有物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型。在生物學(xué)科的學(xué)習(xí)中，通過建構(gòu)模型，可以為學(xué)生提供直觀印象，促進學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、科學(xué)探究能力。

二、必修三教材內(nèi)容的特點及傳統(tǒng)教學(xué)的問題

人教版生物必修三的主題是《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》，本模塊包括植物的激素調(diào)節(jié)、動物的生命活動調(diào)節(jié)、人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、種群和群落、生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境的保護六個部分。教材上涉及很多的生命過程，例如要求學(xué)生能夠描述體溫調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)等生理過程；在種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)這一部分內(nèi)容中，主要闡述生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)，例如要求學(xué)生能夠描述種群增長的規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)能量流動、物質(zhì)循環(huán)的過程等。

在必修3教學(xué)中，往往發(fā)現(xiàn)學(xué)生會出現(xiàn)這樣的一些問題：

1.知識碎片化，即對所學(xué)的知識只有零散的記憶，只記住幾個名詞，不能將一個生理過程準(zhǔn)確地描述出來

例如讓學(xué)生描述出“血糖平衡調(diào)節(jié)過程”“水鹽平衡調(diào)節(jié)過程”，學(xué)生往往只能夠記住這個過程中的一些名詞，并不能夠把整個過程有條理地描述出來。

2.不能夠?qū)λ鶎W(xué)的知識之間進行聯(lián)系

例如在“生態(tài)系統(tǒng)”這一部分的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能以及穩(wěn)定性后，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)，這些知識在不少學(xué)生的大腦中不能形成一個整體，而是呈現(xiàn)碎片化。

3.對于一些抽象的概念在理解上有比較大的問題

比如“反饋調(diào)節(jié)”這個概念，從定義出發(fā)，學(xué)生很難理解，但如果建立一個具體模型，學(xué)生可以很容易地理解它。

此外，我們發(fā)現(xiàn)不少教師在教學(xué)過程中對生命過程的講解沒有系統(tǒng)性，對于難以理解的概念或過程，不能夠深入淺出地分析。因此在必修三教學(xué)過程中，突出建構(gòu)模型教學(xué)模式是很有必要的。

三、概念模型在教學(xué)中的應(yīng)用

1.通過概念模型呈現(xiàn)知識之間的聯(lián)系

高中生物知識繁雜而瑣碎，通過概念圖，能讓學(xué)生理清知識之間的聯(lián)系。概念圖是一種關(guān)于概念知識、思維過程和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖形化表征方式。節(jié)點、連線、連接詞和層次是概念圖的四個基本要素，主題概念一般放在頂端或中央，向下或向四周概念等級一層一層輻射，并用連接詞注明兩個概念之間的關(guān)系。例如，在“生態(tài)系統(tǒng)”這一章中，可以利用這樣的概念圖來幫助學(xué)生理清概念之間的關(guān)系。

2.通過構(gòu)建模型認(rèn)識生理過程

在必修3教學(xué)中，涉及許多復(fù)雜的生理過程，單純的講解和記憶，不能起到很好的效果。通過構(gòu)建概念模型，可以把整個生理過程形象而有條理地展示出來，如在《神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)》一節(jié)中，涉及“體溫平衡調(diào)節(jié)”的生理過程，在教學(xué)過程中，通過情景設(shè)置，構(gòu)建水鹽平衡和體溫平衡調(diào)節(jié)的模型，逐步對生理過程進行分析，引導(dǎo)學(xué)生探討，能降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3.概念模型在復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用

通過引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念模型，可以在復(fù)習(xí)課中幫助學(xué)生逐步建立知識網(wǎng)絡(luò)。開始時，教師提供現(xiàn)成的概念圖，讓學(xué)生對概念圖進行補充和完善，然后可以讓學(xué)生去逐步繪制概念圖，逐步培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的能力，提高學(xué)生構(gòu)建概念模型的能力。

在具體的實施過程中，教師可以讓學(xué)生在學(xué)完一章的內(nèi)容后，跟學(xué)生一起提煉出本章的關(guān)鍵詞，讓學(xué)生自主構(gòu)建概念圖，對零散、片面的知識進行梳理和整合，同時加強小組合作學(xué)習(xí)，在合作學(xué)習(xí)中，對概念圖進行完善和補充，從而提高學(xué)生構(gòu)建概念模型的能力。

總之，將構(gòu)建模型方法運用到教學(xué)中，能夠提高學(xué)生的認(rèn)知能力和科學(xué)探究能力，并且能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能夠很好地提高教學(xué)效率。