基于核心素養(yǎng)的高中生物模型建構(gòu)教學(xué)對(duì)策解析

摘?要：在高中生物教學(xué)中，模型構(gòu)建對(duì)提升教學(xué)效率有著十分重要的作用，同時(shí)還可以培養(yǎng)高中生們的空間認(rèn)知能力與科學(xué)思維等。隨著新課改的實(shí)施，其強(qiáng)調(diào)了學(xué)科核心素養(yǎng)的重要性，基于此，文章在核心素養(yǎng)背景下，探討高中生物模型構(gòu)建教學(xué)的對(duì)策以及教學(xué)需要注意的問題，希望可以為相關(guān)人士提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中生物;模型構(gòu)建;教學(xué)分析

在高中教育改革背景下，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)成了教學(xué)重點(diǎn)，核心素養(yǎng)可以提升學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐精神以及社會(huì)責(zé)任感。針對(duì)高中生物學(xué)科來講，該學(xué)科核心素養(yǎng)主要指的是生命觀念、理性思維以及科學(xué)探究精神等等。生物學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透在模型構(gòu)建得到了充分體現(xiàn)。所以，身為高中生物教師，其應(yīng)在核心素養(yǎng)培養(yǎng)視角下積極做好模型構(gòu)建教學(xué)與引導(dǎo)工作。

一、 模型的概念與分類

模型主要是由元素、關(guān)系以及控制其相互作用規(guī)則組成的概念，其是由諸多外部表征來進(jìn)行體現(xiàn)的。也可以說模型是一種工具或媒介，能夠幫助科學(xué)研究人員描述或解釋一些現(xiàn)象。針對(duì)高中生物學(xué)科來講，將其引入其中能夠使抽象化的生物知識(shí)點(diǎn)變得更加具體且形象，在幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)方面有著極大的優(yōu)勢(shì)。相關(guān)研究人員將模型劃分為多個(gè)類型，如尺度模型、數(shù)學(xué)模型、圖像模型、理論模型、概念與過程模型等等。

另外，生物模型主要是將生物學(xué)研究原型的一些非要素進(jìn)行取舍，然后使生物知識(shí)可以簡(jiǎn)單展現(xiàn)，但其能夠直接反映出生物知識(shí)的主要特征以及與其相互聯(lián)系的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。針對(duì)高中生物教育教學(xué)來講，數(shù)學(xué)模型與概念模型以及圖示圖表模型都是模型的重要組成部分。首先為數(shù)學(xué)模型：即為可以表示事物與事物之間的數(shù)學(xué)關(guān)系、性質(zhì)方程式，以及運(yùn)用數(shù)學(xué)圖表等等。例如，生物知識(shí)中種群增長(zhǎng)“J”型曲線模型的構(gòu)建就是在推理數(shù)學(xué)公式的基礎(chǔ)上逐漸完成的;其次為概念模型：其主要是對(duì)生物概念進(jìn)行總結(jié)與歸納，然后利用知識(shí)結(jié)構(gòu)體系來進(jìn)行呈現(xiàn)，高中生物經(jīng)常使用的概念模型即為概念圖與思維導(dǎo)圖兩種，用于復(fù)習(xí)總結(jié)課中的效率較高且效果較好;最后為圖示圖表模型：其屬于一種描述概念，主要利用圖表來進(jìn)行表示，圖示圖表模型與數(shù)學(xué)模型有著一定的區(qū)別，其中沒有體現(xiàn)數(shù)學(xué)關(guān)系。針對(duì)生物知識(shí)中的分裂過程來講，借助圖畫來進(jìn)行展示更加清晰、明確。

二、 基于核心素養(yǎng)下高中生物模型構(gòu)建的教學(xué)分析

（一）借助模型構(gòu)建可以提升高中生對(duì)生物知識(shí)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

高中生物知識(shí)與初中生物知識(shí)點(diǎn)相比較有著質(zhì)的提升，知識(shí)點(diǎn)的呈現(xiàn)復(fù)雜煩瑣了很多，同時(shí)還有著抽象化特征。針對(duì)高中生物理論知識(shí)來講，學(xué)生需要多次背誦和記憶才可以理解其中的定義，但因?yàn)閭鹘y(tǒng)教學(xué)模式十分枯燥且乏味，長(zhǎng)此以往，就會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而導(dǎo)致生物課堂教學(xué)效率低下。而模型構(gòu)建教學(xué)模式就可以改變這一現(xiàn)狀，在過程中，生物教師需要針對(duì)課程內(nèi)容與學(xué)生學(xué)習(xí)情況構(gòu)建模型，使單調(diào)的生物知識(shí)可以變得生動(dòng)形象，這種教學(xué)模式不僅可以幫助學(xué)生理解生物概念，同時(shí)還可以使學(xué)生掌握生物知識(shí)點(diǎn)。另外，模型教學(xué)模式還可以活躍生物課堂教學(xué)氛圍，符合核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，在提升學(xué)生求知欲望方面有著一定的優(yōu)勢(shì)。例如在人教版高中生物《細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作》這一課程教學(xué)中，教師可以向?qū)W生展現(xiàn)細(xì)胞構(gòu)造模型，這種直觀的方式可以使學(xué)生觀看到細(xì)胞構(gòu)造的位置，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)細(xì)胞構(gòu)造的探索與分析，進(jìn)一步提升高中生物課堂教學(xué)與模型構(gòu)建的實(shí)效性。

另外，生物教師在課堂教學(xué)完成之后，可以要求學(xué)生借助塑料板、木塊、紙板、紙片、塑料袋、布、細(xì)繩以及鐵絲等材料來制作真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的模型，在過程中，可以將學(xué)生劃分為多個(gè)小組，這樣的方式可以使學(xué)生體驗(yàn)到建模的過程。真實(shí)的細(xì)胞顏色并不鮮明，而生物教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用不同的顏色來劃分細(xì)胞結(jié)構(gòu)，這樣可以使細(xì)胞結(jié)構(gòu)更便于觀察。此外，在學(xué)生制作之前，教師應(yīng)告知學(xué)生在組內(nèi)進(jìn)行分工，共同合作完成。在完成之后，各個(gè)小組應(yīng)派出代表來進(jìn)行闡述，然后再要求其他學(xué)生從多個(gè)角度來進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，以便使學(xué)生掌握這一生物課程知識(shí)。

（二）構(gòu)建數(shù)學(xué)模型?體現(xiàn)出生物知識(shí)本質(zhì)

高中生物有諸多知識(shí)會(huì)涉及數(shù)學(xué)模型。例如在學(xué)習(xí)種群知識(shí)的過程中，其數(shù)量增長(zhǎng)特征即為“S”“J”型曲線圖?！癑”型曲線圖體現(xiàn)出了理想環(huán)境中動(dòng)物瘋狂增長(zhǎng)的特征;而“S”型曲線圖即為現(xiàn)實(shí)環(huán)境種群數(shù)學(xué)變化，同時(shí)還進(jìn)一步反映出了原始種群數(shù)量增長(zhǎng)因資源充足達(dá)到了最大化的增長(zhǎng)速度，但因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)關(guān)系，增長(zhǎng)速度逐漸放慢，最后幾乎不變，這時(shí)種群數(shù)量也會(huì)達(dá)到了最大化。其中“S”型曲線有著一定的實(shí)際意義，可以全面展示種群數(shù)量變化，有利于學(xué)生理解和記憶。

另外，在酶知識(shí)學(xué)習(xí)中，酶活性影響因素是重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容。酶活性是酶促反應(yīng)底物的變化所體現(xiàn)的。在底物濃度因素分析過程中，可以借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來制作出曲線圖，在曲線圖中可以看到酶在一定濃度下，且底物濃度相對(duì)較低時(shí)，反應(yīng)速度會(huì)呈現(xiàn)出正比增長(zhǎng)，在濃度達(dá)到較高數(shù)值以后，增加底物濃度反應(yīng)速度不增加，這進(jìn)一步說明了酶催化有著一定的飽和度。但酶活性在受到pH影響之后，會(huì)因?yàn)槊阜N類不同對(duì)酶促反應(yīng)的作用也會(huì)不同，酶在適應(yīng)的pH下才可以提升自身活性。酶活性受溫度影響的曲線圖表示出，溫度升高時(shí)酶促反應(yīng)速度會(huì)呈現(xiàn)出先快后慢的特征，這說明在一定范圍內(nèi)溫度會(huì)改變酶促反應(yīng)，超出一定溫度酶就會(huì)改變，不僅會(huì)降低其活性，同時(shí)酶促反應(yīng)也會(huì)變慢。借助曲線圖能夠清晰體現(xiàn)酶活性受底物濃度與溫度以及pH的影響，以此來調(diào)動(dòng)高中生對(duì)速度變化原因的思考與探索。將生物知識(shí)點(diǎn)集中到圖中，有利于學(xué)生理解和記憶。數(shù)學(xué)模型既可以以曲線圖的方式來呈現(xiàn)生物知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也可以以表格運(yùn)算的方式呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)。例如學(xué)生在學(xué)習(xí)自由組合定律時(shí)，可以將基因型借助字母來替代，然后利用表格運(yùn)算組合得到多種基因型。

數(shù)學(xué)模型能夠真實(shí)且系統(tǒng)地反映出客觀現(xiàn)象、規(guī)律，在建模的過程中應(yīng)將本質(zhì)東西與本質(zhì)關(guān)系體現(xiàn)其中，摘除不重要的部分。數(shù)學(xué)模型操作十分簡(jiǎn)單，將其運(yùn)用到高中生物教學(xué)中既可以培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，同時(shí)在提升高中生分析能力與探索精神方面也有著極大的優(yōu)勢(shì)。

三、 高中生物模型構(gòu)建教學(xué)的實(shí)施建議

將模型構(gòu)建教學(xué)運(yùn)用到高中生物教學(xué)中的問題與建議為以下幾點(diǎn)：其一學(xué)生在生物知識(shí)學(xué)習(xí)的過程中尚未形成建模意識(shí)，這進(jìn)一步說明教師的引導(dǎo)缺少科學(xué)性，導(dǎo)致學(xué)生建模意識(shí)較差，也不重視這一學(xué)習(xí)方式。所以，教師應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生認(rèn)識(shí)和意識(shí)到科學(xué)規(guī)律，讓其可以積極主動(dòng)地探究模型構(gòu)建過程，在課程教學(xué)中滲透建模思想，以便為學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)而奠定強(qiáng)有力的基礎(chǔ);其二在模型建完之后，生物教師切不可輕易否定。課堂教學(xué)也應(yīng)以學(xué)生為主體，引導(dǎo)每一位學(xué)生都積極參與其中，針對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的地方應(yīng)給予啟發(fā)，好的地方給予鼓勵(lì)和表揚(yáng)。如果學(xué)生對(duì)自己建立的模型存在疑惑，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生抱有懷疑的態(tài)度來回顧過程，這樣可以快速找到問題，然后進(jìn)行補(bǔ)充;其三部分生物教師會(huì)直接參照模具來向?qū)W生講述新課內(nèi)容，這種教學(xué)模式缺少正確的引導(dǎo)，也沒有指導(dǎo)學(xué)生自主建立模型，這種以教師為課堂教學(xué)中心的教學(xué)模式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)十分被動(dòng)。所以，生物教師應(yīng)向?qū)W生講述模型的夠簡(jiǎn)方式，然后要求學(xué)生親自動(dòng)手操作，在過程中教師進(jìn)行合理點(diǎn)撥，使學(xué)生主體地位得到全面發(fā)揮;其四模型構(gòu)建教學(xué)會(huì)圍繞著模型開展，這樣會(huì)打亂教材中的順序，同時(shí)還會(huì)減少內(nèi)容覆蓋，在這一背景下，部分教師會(huì)較難適應(yīng)，同時(shí)學(xué)生也會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間來理解。所以，在對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行模型構(gòu)建教學(xué)的過程中，教師需要對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行科學(xué)安排。

建模其實(shí)就是學(xué)生依照知識(shí)內(nèi)容與自身認(rèn)知來體現(xiàn)模型，然后在此基礎(chǔ)上動(dòng)手實(shí)踐，最后依照實(shí)際情況進(jìn)一步完善。高中生物教師應(yīng)將建模思想滲透到整個(gè)課堂教學(xué)中，之后引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建模型，以此來培養(yǎng)高中生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題以及解決問題的能力。因?yàn)樯飳W(xué)科與日常生活有著極大的關(guān)聯(lián)，借助模型構(gòu)建能夠使學(xué)生理解并認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象與規(guī)律，進(jìn)而形成生命觀念，然后利用所學(xué)知識(shí)來解決日常生活中的各種問題。

四、 結(jié)語

結(jié)合全文，在新課改背景下，核心素養(yǎng)教學(xué)模式隨之興起，在高中生物教學(xué)中，模型構(gòu)建教學(xué)模式十分重要，其在提升學(xué)生認(rèn)知能力與課堂教學(xué)有效性等方面有諸多幫助。但這種教學(xué)模式需要長(zhǎng)時(shí)間的積累，所以，高中生物教師需要對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新改革，這樣才可以使模型構(gòu)建教學(xué)與生物學(xué)科進(jìn)行全面融合，進(jìn)而促進(jìn)生物教學(xué)的實(shí)效性。

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作者簡(jiǎn)介：

蔣騫，江蘇省宜興市，江蘇省宜興第一中學(xué)。