高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)的研究與應(yīng)用

摘 要：本文主要以高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)的研究與應(yīng)用——以減數(shù)分裂為例進(jìn)行闡述，結(jié)合當(dāng)下傳統(tǒng)教學(xué)模型構(gòu)建和教學(xué)現(xiàn)狀在高中生物中的應(yīng)用為主要基礎(chǔ)，從構(gòu)建物理模型和構(gòu)建數(shù)學(xué)模型掌握相關(guān)知識這兩方面進(jìn)行深度研究和探索，其目的在于加強模型在高中生物教學(xué)中的運作效率，旨意為相關(guān)研究提供參考資料。

關(guān)鍵詞：高中生物；模型建構(gòu)；抽象模型；具象化

一、 引言

模型構(gòu)建主要是通過對生物模型的研究，進(jìn)而能夠?qū)ふ页鲆恍┥飪?nèi)容本質(zhì)和特征的方法。當(dāng)生物知識過難時，無法直接從模型中得出具體答案，那么便可以通過構(gòu)建系統(tǒng)模型來學(xué)習(xí)和研究，在模型中掌握生物知識的本質(zhì)和內(nèi)涵。

二、 傳統(tǒng)教學(xué)模型構(gòu)建和教學(xué)現(xiàn)狀

在高中生物教學(xué)課本中有文字、知識、插圖和模型等，其中出現(xiàn)的模型都是典型的，多年來一直沿用的學(xué)科內(nèi)容，尤其是在高中生物教學(xué)中必不可少的內(nèi)容。模型教學(xué)應(yīng)用在高中生物教學(xué)中具有積極作用，能夠提升學(xué)生對知識的了解，使得學(xué)生能夠?qū)ζ浣Y(jié)構(gòu)、內(nèi)容等綜合掌握，對微觀生物內(nèi)容有所了解。不過在新時期發(fā)展中，傳統(tǒng)生物教學(xué)模式已經(jīng)無法適應(yīng)社會發(fā)展，滿足學(xué)生的需求，因為傳統(tǒng)模型教學(xué)缺少學(xué)生自主動手環(huán)節(jié)，而且模型基本都是靜止的，無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。模型對學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識的應(yīng)用和合作等培養(yǎng)不具積極作用，對提升生物教學(xué)質(zhì)量，沒有積極影響。

現(xiàn)在生物教學(xué)過于注重成績，忽略對學(xué)生動手能力和實踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生在課堂中被動地接受教師講解的知識，興趣和積極性不高，使得生物教學(xué)效率不高。教師忽略學(xué)生的主體地位，一味地灌輸生物知識，教學(xué)形式過于單一，及時引入了構(gòu)建模型，但是依舊存在很多問題和不足，模型的構(gòu)建往往是教師進(jìn)行的，學(xué)生實際操作過少，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識，無法激發(fā)學(xué)生積極性和主動性，對學(xué)生的發(fā)展不利。

三、 模型構(gòu)建在高中生物中的應(yīng)用

（一） 構(gòu)建物理模型掌握知識

由于現(xiàn)在社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，要求對教育進(jìn)行有效改革，因此要將構(gòu)建模型教學(xué)不斷完善和創(chuàng)新，增強學(xué)生動手能力和實踐能力。物理模型主要是以生活中實物或者直觀圖等展現(xiàn)生物知識，在學(xué)習(xí)人教版《減數(shù)分裂和受精作用》內(nèi)容時，通過構(gòu)建物理模型掌握知識，教師在課前為學(xué)生準(zhǔn)備構(gòu)建模型的材料，然后根據(jù)實際情況將學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組，讓小組能夠構(gòu)建一個具有n條染色體的2倍體的模型。首先教師引導(dǎo)學(xué)生能夠認(rèn)真仔細(xì)地閱讀精子形成中染色體的知識點，為構(gòu)建模型奠定知識基礎(chǔ)，然后讓學(xué)生親自動手嘗試構(gòu)建減數(shù)分裂過程中，細(xì)胞中染色體的變化模型。教師在黑板上繪畫生物內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)內(nèi)容設(shè)計模型，當(dāng)出現(xiàn)問題，比如說不知如何讓哪個染色體變粗，那么教師可以運用鋼絲向?qū)W生展示過程，然后學(xué)生模仿加上自主學(xué)習(xí)和思考，能夠?qū)⒄麄€染色體變化過程運用材料構(gòu)建出來，在演示過程中能夠提升學(xué)生對染色體知識的掌握，還對染色體的結(jié)構(gòu)和功能具有一定了解，物理模型構(gòu)建對學(xué)生學(xué)習(xí)染色體知識具有積極作用。

然后教師引導(dǎo)學(xué)生將制作的模型染色體橫向分布在細(xì)胞赤道板上，可以隨意對染色體進(jìn)行組合，可以是相同顏色的兩條分布在一側(cè)，也可以不同顏色的任意一條組合分布在一側(cè)，那么在自由分配和組合中學(xué)生便能夠掌握配子知識。再通過合作掌握移動知識等。

不同小組將構(gòu)建模型對比進(jìn)行學(xué)習(xí)和分析，在對比中進(jìn)行知識講解和學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，能夠提升學(xué)生各方面能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和進(jìn)步。

（二） 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型掌握相關(guān)知識

數(shù)學(xué)模型是一個可以展示系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)形式，在人教版生物減數(shù)分裂知識中，要求學(xué)生能夠掌握在細(xì)胞分裂過程中染色體的數(shù)目變化情況和DNA數(shù)目變化情況，數(shù)目的變化運用數(shù)學(xué)模型構(gòu)建知識解決比較直觀、形象和具體，使得學(xué)生能夠在觀察模型中掌握一定生物知識內(nèi)容。下圖1和2是按照減數(shù)分裂不同階段時期出現(xiàn)染色體和DNA數(shù)目變化的曲線圖，在實際繪畫曲線時要注意出現(xiàn)的轉(zhuǎn)折，例如在圖1中在第一次分裂前，在間期階段染色體進(jìn)行了復(fù)制，那么曲線在繪制時要注意是2n。其染色體的數(shù)目并沒有發(fā)生任何變化，只是染色體本身的數(shù)量由原來的一條復(fù)制為相同大小的兩條，在第一次分裂BC時期下降原因是同源染色體發(fā)生分離導(dǎo)致的，而在DE階段發(fā)生上升，則是因為著絲點分離形成的，最后在FG時期再一次減少是因為染色體通過平均分離到不同的子細(xì)胞中導(dǎo)致的，這是幫助學(xué)生能夠合理找出是減數(shù)分裂還是有絲分裂的主要依據(jù)。而圖2中在AB時期減數(shù)分裂出現(xiàn)了一條斜線是因為說明DNA的復(fù)制不是立即完成的，需要一定時間作為鋪墊進(jìn)行，在實際分裂中DNA數(shù)目會發(fā)生兩次減少現(xiàn)象，第一次減少是在第一次分裂之后，第二次就是出現(xiàn)在第二分裂之后，通過分裂使得原細(xì)胞的DNA數(shù)目減少為原來數(shù)目的一半，在減數(shù)分裂中出現(xiàn)兩次DNA下降是數(shù)目的變化，是能夠有效區(qū)分和判斷有絲分裂和減數(shù)分裂的主要依據(jù)。

四、 結(jié)束語

在生物學(xué)習(xí)中構(gòu)建模型的主要原因就是能夠通過真實、直觀、形象的模型研究，掌握和學(xué)習(xí)到生物知識變化的規(guī)律和現(xiàn)象，不過這些規(guī)律通常都隱含知識發(fā)生的背后，被一些復(fù)雜、無關(guān)原因所干擾和影響。所以在生物知識模型的構(gòu)建過程中，必然是充滿艱難的，不允許出現(xiàn)不嚴(yán)謹(jǐn)和失誤等。模型的構(gòu)建是直接根據(jù)知識形成的，需要學(xué)生能夠具有細(xì)心的態(tài)度，認(rèn)真、負(fù)責(zé)的思想。所以，模型的構(gòu)建能夠在一定程度上提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科學(xué)研究意識，還能夠提升生物教學(xué)質(zhì)量和效率，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展和進(jìn)步。

作者簡介：朱小紅，甘肅省白銀市，甘肅省會寧縣第二中學(xué)。