高中生物模型建構(gòu)活動(dòng)的實(shí)踐研究

張富生

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的教育理念及模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段的社會(huì)對(duì)人才的發(fā)展要求。因此，新型的教育模式、教育方法層出不窮。其中，模型建構(gòu)的教學(xué)方式廣受師生歡迎，被運(yùn)用于各年級(jí)、學(xué)科的教學(xué)之中。在《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中，明確指出模型建構(gòu)應(yīng)作為高中生學(xué)習(xí)生物的必要手段之一，在高中生物教學(xué)中占據(jù)著極為重要的地位，能夠?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)生物奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。研究以生物教學(xué)為主要切入點(diǎn)，開(kāi)展模型建構(gòu)的相關(guān)分析和實(shí)踐研究。

關(guān)鍵詞：高中生物教學(xué) 模型建構(gòu) 實(shí)踐研究

2018年1月16日教育部頒布的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》提到，教學(xué)過(guò)程重實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程是主動(dòng)參與的過(guò)程，讓學(xué)生積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng)，通過(guò)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)或完成工程學(xué)任務(wù)，加深對(duì)生物學(xué)概念的理解。模型建構(gòu)活動(dòng)作為最能體現(xiàn)新課標(biāo)理念的內(nèi)容之一，在模型建構(gòu)活動(dòng)中，綜合運(yùn)用了交流協(xié)作、探究質(zhì)疑、動(dòng)手動(dòng)腦、科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)。在高中生物教學(xué)過(guò)程中，教師積極引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建相關(guān)模型進(jìn)行生物知識(shí)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在建構(gòu)模型的過(guò)程中理解生物學(xué)概念，提高動(dòng)手實(shí)踐能力和科學(xué)思維，培養(yǎng)合作精神，繼而提高生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

一、關(guān)于模型的概述

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象做的一種簡(jiǎn)化的描述，物理模型是以實(shí)物或者圖畫(huà)形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征，如在高中生物教學(xué)中常見(jiàn)的真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型、生物膜結(jié)構(gòu)模型、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型以及T2噬菌體模型都是物理模型。而通過(guò)抽象思維將事物某一方面的特性進(jìn)行構(gòu)思產(chǎn)生的模型被稱(chēng)為抽象模型，其分為概念模型以及數(shù)學(xué)模型兩類(lèi)。在生物學(xué)科中細(xì)胞呼吸的過(guò)程模型、血糖平衡調(diào)節(jié)的模型以及達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的解釋模型等都是概念模型；而數(shù)學(xué)模型是以一個(gè)特定的事物為目標(biāo)，適當(dāng)運(yùn)用數(shù)學(xué)手段和數(shù)學(xué)工具來(lái)對(duì)這事物進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，如種群數(shù)量變化曲線、自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響、有絲分裂過(guò)程中染色體和 DNA 的數(shù)量變化曲線等。模型的構(gòu)建能夠使研究對(duì)象更加直觀化，便于學(xué)生的理解與掌握，通過(guò)模型構(gòu)建，學(xué)生再去理解概念，進(jìn)行定量、定性等分析就容易多了。

二、在高中生物教學(xué)中應(yīng)用模型建構(gòu)的意義

1.更新教師教育觀念

生物是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，知識(shí)的來(lái)源和生成需要經(jīng)過(guò)動(dòng)手實(shí)踐才能印象深刻，理解透徹，模型建構(gòu)的過(guò)程可以提高教師對(duì)模型教學(xué)的認(rèn)識(shí)水平，促進(jìn)模型建構(gòu)教學(xué)的改革，可以使生物教材中的模型資源得以充分開(kāi)發(fā)和利用。

2.提高教學(xué)質(zhì)量

教師在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)增加模型建構(gòu)活動(dòng)，能夠提升課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的水平，優(yōu)化教師的教學(xué)形式，還能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐和交流合作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。除此之外，在進(jìn)行模型建構(gòu)活動(dòng)時(shí)，也有利于師生關(guān)系和生生關(guān)系的和諧發(fā)展。

3.促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升

模型建構(gòu)在高中生物學(xué)科中的廣泛運(yùn)用，使學(xué)生在活動(dòng)中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實(shí)踐，能夠真正參與到課堂教學(xué)活動(dòng)之中，成為教學(xué)的主體。模型建構(gòu)活動(dòng)為學(xué)生增加了學(xué)習(xí)的趣味性，一定程度上有利于其自主學(xué)習(xí)意識(shí)的生成，進(jìn)而提升其學(xué)習(xí)效率。

4.培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力

模型建構(gòu)的本質(zhì)是一個(gè)綜合探究過(guò)程，在此過(guò)程中學(xué)生要對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行加工、整合，再進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，最后建立模型，既能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和生成生物學(xué)概念，又能提高實(shí)踐技能以及培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)學(xué)生的良好發(fā)展。

三、高中生物模型建構(gòu)活動(dòng)的實(shí)踐研究

模型建構(gòu)法是做的經(jīng)驗(yàn)，其在高中生物中的運(yùn)用，關(guān)鍵在于學(xué)生自己動(dòng)手構(gòu)建生物模型，這與陶行知先生的“教學(xué)做合一”不謀而合。“ 教學(xué)做合一”的關(guān)鍵點(diǎn)在于讓學(xué)生“做”，即讓學(xué)生用“做”的方式來(lái)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。生物教學(xué)應(yīng)在生物教材的基礎(chǔ)上，做到“教學(xué)做合一”。學(xué)生“做”的方式多種多樣，但其核心在于以教師為主導(dǎo)，注重學(xué)生的主體地位。

1.利用模型建構(gòu)進(jìn)行知識(shí)引導(dǎo)

高中生物作為一門(mén)以大量實(shí)驗(yàn)堆積起來(lái)的學(xué)科，不能依靠單純的理論講解。因此，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，教師首先需要在開(kāi)始新課教學(xué)之前制訂以學(xué)生為主體的教學(xué)方案。其次，教師在正式授課之前，通過(guò)對(duì)以往知識(shí)的復(fù)習(xí)幫助學(xué)生為接下來(lái)的模型建構(gòu)做準(zhǔn)備。在教學(xué)《DNA分子的結(jié)構(gòu)》時(shí)，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生對(duì)DNA的組成磷酸、脫氧核糖和堿基等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)。隨后將學(xué)生分成若干小組，讓每個(gè)小組討論DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案用的材料進(jìn)行材料準(zhǔn)備，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手制作四種脫氧核糖核苷酸的模型以及脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈的模型，隨后再引導(dǎo)其制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，觀察建構(gòu)的模型有沒(méi)有科學(xué)性問(wèn)題。通過(guò)這一做法，學(xué)生在動(dòng)手操作的過(guò)程中結(jié)合教師理論教學(xué)，能夠更加精準(zhǔn)理解并掌握課本的重要知識(shí)點(diǎn)，此外，借助小組學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識(shí)，促進(jìn)了學(xué)生之間的友好溝通。

2.通過(guò)模型建構(gòu)培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力

學(xué)生掌握模型建構(gòu)這一方法，能夠有效地解決學(xué)習(xí)活動(dòng)中遇到的問(wèn)題。減數(shù)分裂是高中生物教學(xué)中的重要內(nèi)容，學(xué)生可以通過(guò)建構(gòu)模型來(lái)完成這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在進(jìn)行這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，首先，教師可以利用多媒體播放減數(shù)分裂的動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生直觀地理解減數(shù)分裂的過(guò)程，增強(qiáng)其對(duì)這一過(guò)程的感性認(rèn)識(shí)。其次，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)教材中減數(shù)分裂的簡(jiǎn)要過(guò)程圖進(jìn)行分析，并結(jié)合同源染色體、姐妹染色單體、聯(lián)會(huì)、染色體交叉互換等相關(guān)概念繪制減數(shù)分裂模式圖，對(duì)不同時(shí)期染色體、染色單體以及 DNA數(shù)量等特征分析，尋找其增加或減少的原因并繪制染色體、DNA數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型。最后，教師可以對(duì)有絲分裂進(jìn)行復(fù)習(xí)，讓學(xué)生探究有絲分裂和減數(shù)分裂之間存在的異同點(diǎn)，從而有效區(qū)分兩者的分裂過(guò)程，加深這兩部分相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的印象。學(xué)生通過(guò)構(gòu)建減數(shù)分裂中染色體、DNA數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型，能夠充分理解減數(shù)分裂的關(guān)鍵點(diǎn)，掌握其過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，繼而鍛煉學(xué)生的思維拓展能力和通過(guò)模型建構(gòu)解決問(wèn)題的能力。

3.利用模型建構(gòu)進(jìn)行知識(shí)鞏固

模型建構(gòu)活動(dòng)不僅能夠運(yùn)用于新知識(shí)的教學(xué)，同樣適用于已學(xué)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)和鞏固。由此，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，教師需要鼓勵(lì)學(xué)生自主進(jìn)行已掌握的生物知識(shí)模型的建構(gòu)，進(jìn)行思維的拓展，從而加深知識(shí)點(diǎn)的印象，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。教師還可以在完成教學(xué)任務(wù)的前提下，舉行一些課外活動(dòng)，如概念圖繪制比賽，數(shù)學(xué)模型比較、轉(zhuǎn)化和匯總等，促使學(xué)生運(yùn)用靈活的方式完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生通過(guò)課后時(shí)間自主完成模型的建構(gòu)，鞏固其課堂知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，進(jìn)一步提高復(fù)習(xí)效率。讓學(xué)生在活躍的學(xué)習(xí)氛圍下完成模型建構(gòu)，達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高中生物教學(xué)中運(yùn)用模型建構(gòu)，具有極為明顯的優(yōu)勢(shì)，可以轉(zhuǎn)變、提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性的同時(shí)，促進(jìn)和諧的師生關(guān)系的形成，極大程度上提升了教學(xué)效果與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]陳衛(wèi)東.模型建構(gòu)在高中生物新課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].教學(xué)與管理，2011（04）：69-71.

[2]諶宗堯.知識(shí)融入生活——中學(xué)生物生活化教學(xué)[J].課程教育研究，2018（09）：137-138.

[3]秦亞飛.中學(xué)生物課堂“教學(xué)做合一”思想的實(shí)踐研究[J].中學(xué)生物教學(xué)，2013（12）：14-15.

[4]楊奇昆.中學(xué)生物科學(xué)方法教育的內(nèi)容及其實(shí)施[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2019（02）：10.

基金項(xiàng)目：本文系2019年度河南省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目“高中生物模型建構(gòu)活動(dòng)的實(shí)踐研究”研究成果，項(xiàng)目編號(hào)：JCJYC19080911。