基于核心素養(yǎng)的高中生物物理模型盒的設(shè)計(jì)制作與思考

摘 要：通過設(shè)計(jì)和制作高中生物系列物理模型，按模塊組合成3個(gè)高中生物物理模型盒，能系統(tǒng)、形象、動(dòng)態(tài)演繹抽象、微觀的生物學(xué)知識(shí)；在生物課堂教學(xué)中使用物理模型來建構(gòu)生物學(xué)知識(shí)，能有效讓學(xué)生理解和掌握生物學(xué)知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)的能力，同時(shí)提高生物課堂效率。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中生物教學(xué)；物理模型；物理模型建構(gòu)；科教制作

一、 物理模型的使用及現(xiàn)況

現(xiàn)有物理模型大部分為比較大型模型，無法提高學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的參與度，如：細(xì)胞器結(jié)構(gòu)模型，DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型等。物理模型建構(gòu)是高中生物課堂中培養(yǎng)學(xué)生思維能力、想象能力、動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力的重要途徑，也是高中生物學(xué)科知識(shí)的重點(diǎn)，因此，筆者設(shè)計(jì)和制作適合學(xué)生使用的物理模型，也是新課改能力要求。

二、 高中生物學(xué)物理模型盒的設(shè)計(jì)制作及應(yīng)用

（一） 高中生物學(xué)知識(shí)點(diǎn)歸納

經(jīng)查找資料，筆者確定將以下知識(shí)表1，進(jìn)行物理模型盒的設(shè)計(jì)和制作。

（二） 高中生物學(xué)物理模型設(shè)計(jì)制作

經(jīng)反復(fù)的實(shí)踐對(duì)比和思考，筆者選擇使用軟泡沫塑料、20號(hào)樹脂拉鏈、塑料盒、毛線、中藥丸盒等容易得到、價(jià)格低廉、便于制作的材料。設(shè)計(jì)制作成以下模型表2。

（三） 高中生物物理模型盒的組成和使用

在生物課堂教學(xué)中，依據(jù)教學(xué)需要，將相關(guān)物理模型分發(fā)給學(xué)生，并對(duì)物理模型的設(shè)計(jì)進(jìn)行講解和說明，然后讓學(xué)生使用物理模型，對(duì)照課本知識(shí)對(duì)生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)，同時(shí)對(duì)學(xué)生建構(gòu)的模型及時(shí)展示和評(píng)價(jià)。如光合作用過程圖解，物理模型有ADP、酶、H2O、CO2、NADPH、C5、C3、（CH2O）、符號(hào)及葉綠體結(jié)構(gòu)等元素，依據(jù)教材P103完成光合作用過程圖解，讓學(xué)生體會(huì)光合作用場(chǎng)所、過程、物質(zhì)變化、能量變化等。

三、 高中生物物理模型盒應(yīng)用的思考

（一） 系統(tǒng)完善的高中生物物理模型

筆者設(shè)計(jì)制作的物理模型盒包含高中生物學(xué)大部分重難點(diǎn)知識(shí)。物理模型盒包含高中生物必修1、必修2、必修3及選修3等模塊內(nèi)容，能完成40多個(gè)知識(shí)的模型建構(gòu)。

（二） 能演繹動(dòng)態(tài)過程和能反復(fù)使用

筆者設(shè)計(jì)制作的物理模型能演繹DNA邊解旋和半保留復(fù)制過程，遺傳信息轉(zhuǎn)錄過程等生物學(xué)知識(shí)的動(dòng)態(tài)過程。增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。

與紙質(zhì)材料和橡皮泥建構(gòu)高中生物模型相比，本物理模型主要使用軟泡沫塑料、20號(hào)樹脂拉鏈和中藥丸盒為材料，不易破裂變形，能反復(fù)組裝和拆卸使用。

（三） 模型形象生動(dòng)

根據(jù)生物學(xué)知識(shí)，以相應(yīng)的實(shí)物大小的比例、形狀來設(shè)計(jì)制作物理模型，能形象地揭示生物學(xué)知識(shí)；筆者使用軟泡沫塑料制作成相應(yīng)的形狀，20號(hào)樹脂拉鏈設(shè)計(jì)制作成脫氧核苷酸鏈或核糖核苷酸鏈，拉鏈頭設(shè)計(jì)制作成各種酶，中藥丸盒充當(dāng)各種細(xì)胞等，體現(xiàn)出實(shí)物形態(tài)結(jié)構(gòu)、本質(zhì)和特性。

（四） 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)能力

在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)中通過物理模型建構(gòu)來，培養(yǎng)學(xué)生獲取生物學(xué)知識(shí)、理解掌握生物學(xué)知識(shí)、分析問題和解決問題的能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)能力。

在教學(xué)過程中，筆者希望從模型設(shè)計(jì)制作、應(yīng)用來構(gòu)建生物課堂，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)能力。是一種系統(tǒng)完善、形象生動(dòng)、能演繹動(dòng)態(tài)生物學(xué)生理過程、能反復(fù)使用的物理模型盒。在生物學(xué)課堂教學(xué)中合理應(yīng)用物理模型盒，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，學(xué)科素養(yǎng)與創(chuàng)新精神，實(shí)踐能力等。

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作者簡(jiǎn)介：楊仁勇，福建省南平市，福建省光澤第一中學(xué)。