初中生物課堂建模教學(xué)實(shí)踐的探索

王真

摘 要：在現(xiàn)代生物科學(xué)研究中，模型方法被廣泛運(yùn)用。在“鳥適于飛行的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”教學(xué)中，嘗試建模教學(xué)，將難點(diǎn)分解為多個(gè)模型的建立，讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與到課堂中，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)建模教學(xué)可以使深?yuàn)W知識(shí)淺顯化，熟悉事物系統(tǒng)化，抽象概念具體化。

關(guān)鍵詞：建模教學(xué)；鳥；模型

中國圖書分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

“鳥適于飛行的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”是人教版《生物學(xué)》八年級(jí)上冊(cè)第一章第六節(jié)“鳥”一節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，盡管學(xué)生能說出鳥適于飛行的一些特點(diǎn)，但難以系統(tǒng)地概況和深入地理解。教學(xué)中，作者嘗試將難點(diǎn)分解為多個(gè)模型的建立，指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型、利用模型，巧妙突破難點(diǎn)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

本文主要涉及的模型有類比模型和概念模型。類比模型是基于相似屬性，用熟悉的事物類比和表征不熟悉的事物。類比模型的運(yùn)用，有助于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)習(xí)者對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解。概念模型一定程度上能使抽象概念具體化，隱性內(nèi)容顯性化，更易于揭示原型中的科學(xué)原理，有助于學(xué)生深入理解學(xué)科概念。

一、利用模型提高學(xué)生興趣

為學(xué)生提供足夠A4紙，以小組為單位制作可以飛行的物體，基本上每組學(xué)生都想到了紙飛機(jī)，請(qǐng)同學(xué)們合作，看看哪組制作出的紙飛機(jī)可以飛得最好最遠(yuǎn)。在此模型構(gòu)建的過程中，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、觀察及討論，最終做出了平頭紙飛機(jī)、尖頭紙飛機(jī)，還有的小組將多張紙疊在一起增加紙飛機(jī)重量，認(rèn)為重的東西能飛得更遠(yuǎn)（如圖1）。

安排學(xué)生做紙飛機(jī)飛行實(shí)驗(yàn)：（1）1個(gè)平頭-輕的紙飛機(jī)，1個(gè)尖頭-輕的紙飛機(jī)，同一位學(xué)生用同樣的力度擲向空中；（2）1個(gè)尖頭-輕的紙飛機(jī)，1個(gè)尖頭-重的紙飛機(jī)（多張紙A4紙折疊而成），同位學(xué)生用同樣的力度擲向空中；（3）同一個(gè)紙飛機(jī)，2位力量不同的學(xué)生（一般選取一個(gè)瘦小的女學(xué)生和一個(gè)高大的男學(xué)生）把它扔向空中，觀察紙飛機(jī)飛行的高度和距離。通過這個(gè)模型，學(xué)生很容易體驗(yàn)到影響飛行的幾個(gè)關(guān)鍵條件：外形；體重（輕）；動(dòng)力（其中紙飛機(jī)是依靠學(xué)生手部力量作為動(dòng)能使得紙飛機(jī)有了向前飛行的能量，而鳥靠扇動(dòng)翅膀產(chǎn)生動(dòng)力，這是一個(gè)持久劇烈的運(yùn)動(dòng)，需要大量的能量）。

小組討論和模型構(gòu)建活動(dòng)與單純語言講授相比，在教具的準(zhǔn)備上花費(fèi)更多時(shí)間，課堂上需要留給學(xué)生更多的時(shí)間，教學(xué)過程不易掌控，但教師的“麻煩”卻能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

二、利用模型促進(jìn)學(xué)生理解

鳥類的雙重呼吸，學(xué)生看不見，摸不著，是生物學(xué)上的一種客觀生理現(xiàn)象。很多學(xué)生會(huì)錯(cuò)誤理解氣囊的作用和肺一樣，是氣體交換的場所。這種錯(cuò)誤概念形成的主要原因是，學(xué)生平時(shí)沒見過氣囊，氣囊教具的獲得又較為困難，但魚鰾卻是十分常見的東西，那么這里就利用兩者的相似屬性進(jìn)行講解。出示魚鰾，魚鰾可以說是魚體內(nèi)的“氣囊”，同學(xué)們通過觀察魚鰾的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，魚鰾呈橢圓形，像一個(gè)透明的氣球，內(nèi)充氣體，置于水中會(huì)漂浮于水面。魚鰾外面雖有血管，但從膨脹的魚鰾推測(cè)魚鰾內(nèi)氣體無法通過滲透作用進(jìn)入血管。通過這個(gè)類比模型，學(xué)生就能輕松推出鳥類氣囊的作用是儲(chǔ)存空氣、減輕身體重量，無進(jìn)行氣體交換。

那么，與肺相連的氣囊怎樣幫助呼吸呢？和學(xué)生一起畫出氣體進(jìn)出鳥類身體的路徑，從圖中可以看出鳥類一次吸氣能吸入很多的新鮮空氣，一部分進(jìn)入肺，多余的氣體進(jìn)入氣囊，肺內(nèi)氣體和血液進(jìn)行氣體交換后排出肺，同時(shí)氣囊內(nèi)進(jìn)入肺，但這部分氣體在氣囊暫時(shí)儲(chǔ)存過程中并未發(fā)生成分變化，進(jìn)入肺后又可以發(fā)生氣體交換，這樣鳥類在吸氣和呼氣時(shí)肺內(nèi)都會(huì)發(fā)生氣體交換，為血液提供充足的氧氣，這就是鳥類的雙重呼吸。鳥呼吸過程的概念模型（圖2），與單純用語言講授或動(dòng)畫演示相比更加直觀。

三、利用模型幫助學(xué)生歸納

建構(gòu)概念的過程就是思維的過程，引導(dǎo)學(xué)生將本節(jié)零散的知識(shí)點(diǎn)按其內(nèi)在聯(lián)系分類，構(gòu)建出“鳥類適于飛行的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”的概念模型（如圖3）。概念圖猶如將豐滿的課堂內(nèi)容濃縮成一幅“簡筆畫”，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)化的知識(shí)體系。學(xué)生可以根據(jù)不同的思維習(xí)慣，構(gòu)建出不一樣的“簡筆畫”。這樣一來，枯燥的課堂筆記變得更加生動(dòng)有趣，學(xué)生參與熱情顯著提高，知識(shí)內(nèi)化更加主動(dòng)積極。

此外，在本節(jié)其他部分的教學(xué)還應(yīng)用到的模型有家鴿骨骼模型，學(xué)生對(duì)著光源觀察，很容易就能發(fā)現(xiàn)家鴿的骨片很薄，長骨中空，自然而然就認(rèn)同相對(duì)于其他生物“鳥類骨骼輕”；通過構(gòu)建對(duì)比家鴿、家雞和鴕鳥的心臟占體重百分比，胸肌占體重百分比的表格，直觀看出鳥適于飛行的特點(diǎn)還有心率快，胸肌發(fā)達(dá)。利用建模分層突破重、難點(diǎn)，既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，又有效實(shí)現(xiàn)本課的教學(xué)目標(biāo)。

通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在中學(xué)生物課堂中，依托模型構(gòu)建進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在具體的情境中主動(dòng)參與建?；顒?dòng)既可以使知識(shí)呈現(xiàn)的淺顯易懂，又可以形成對(duì)生物學(xué)概念的深入理解，增加解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

吳丹丹.模型構(gòu)建在中學(xué)生物學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐研究與反思[J].生物學(xué)通報(bào)，2017，52（2）：45-47.

編輯 馮志強(qiáng)