例談物理模型構(gòu)建在生物復(fù)習(xí)課的應(yīng)用

摘 要：復(fù)習(xí)課如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、落實(shí)“雙基”、提升能力，是困擾一線教師的難題之一。物理模型可以通過(guò)直觀的形式將已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)綜合呈現(xiàn)出來(lái)，有效解決復(fù)習(xí)課難上的問(wèn)題。因此，教師在高三一輪復(fù)習(xí)教學(xué)中，合理運(yùn)用模型方法組織教學(xué)不單單能提高學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)，更是培養(yǎng)學(xué)生思維能力和提升教學(xué)有效性的一個(gè)重要途徑。

關(guān)鍵詞：物理模型;復(fù)習(xí)課;核心素養(yǎng)

一、物理模型建構(gòu)與高三一輪復(fù)習(xí)教學(xué)

在高中生物教學(xué)中，模型建構(gòu)不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)微觀、抽象教學(xué)內(nèi)容的理解，而且提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)效能，并且培養(yǎng)了學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，有利于為學(xué)生終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題等一系列科學(xué)思維方式和探究能力，因此，在課堂教學(xué)中采用模型建構(gòu)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的首選。但在實(shí)際的教學(xué)中，由于課程資源、課時(shí)等的限制，很多教師無(wú)法給學(xué)生提供真實(shí)思維的時(shí)空和自主探索的機(jī)會(huì)。復(fù)習(xí)課上，學(xué)生對(duì)教材中的知識(shí)已經(jīng)失去了新鮮感，缺乏學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，而且復(fù)習(xí)課不同于新授課，也不是知識(shí)的簡(jiǎn)單重現(xiàn)。筆者認(rèn)為，在一輪復(fù)習(xí)課上合理運(yùn)用物理模型不僅能解決學(xué)生對(duì)已有知識(shí)認(rèn)知的倦怠問(wèn)題，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)“雙基”的落實(shí)和能力的提升。模型教學(xué)實(shí)際分為兩個(gè)層次：第一層次運(yùn)用已有模型的教學(xué);第二層次是指建立、構(gòu)造模型的教學(xué)，教師引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)腦和動(dòng)手去構(gòu)建、評(píng)價(jià)、修正相關(guān)的模型來(lái)理解概念、啟發(fā)思維和培養(yǎng)情操。第二個(gè)層次的模型教學(xué)也可稱為建模教學(xué)。本文以教材必修1第一章到第四章的復(fù)習(xí)為例，組織學(xué)生構(gòu)建各種細(xì)胞相關(guān)模型，以“細(xì)胞模型分享會(huì)”為課堂教學(xué)主題，展開了別具一格的生物課。

二、物理模型教學(xué)的教材和學(xué)情分析

高中生物學(xué)必修1第一章到第四章將“細(xì)胞”作為中心詞，涉及“動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)”“植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)”“細(xì)胞失水和吸水”“生物膜細(xì)胞”等眾多概念?？傮w知識(shí)難度不大，學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)有所掌握，但知識(shí)不全，比較散亂，要注意知識(shí)點(diǎn)相當(dāng)多，僅僅靠做題很難提高學(xué)生的認(rèn)知程度和課堂教學(xué)的興趣。廣東佛山市南海區(qū)藝術(shù)高級(jí)中學(xué)高二理科班的學(xué)生普遍基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)積極性不高，在高一學(xué)習(xí)必修1模塊時(shí)因課時(shí)不夠，教師沒(méi)開展建構(gòu)模型活動(dòng)。為此，筆者將這些內(nèi)容與高考考點(diǎn)和學(xué)生掌握情況相結(jié)合，并進(jìn)行了分析，將高考中的相關(guān)高頻考點(diǎn)和學(xué)生容易出錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行整合，整理出6個(gè)相關(guān)模型建構(gòu)任務(wù)：動(dòng)植物細(xì)胞、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、分泌蛋白的合成和分泌過(guò)程、跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?、質(zhì)壁分離等模型。通過(guò)建模，學(xué)生可以更好地建立生物學(xué)基本觀點(diǎn)：結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。

1.課前準(zhǔn)備階段

分工準(zhǔn)備：一周前根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力及性別比例，將全班學(xué)生分成6個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組9人，設(shè)立組長(zhǎng)、模型展示人、模型制作人。組長(zhǎng)負(fù)責(zé)安排組員分工、督促進(jìn)度、準(zhǔn)備材料、安排時(shí)間，每組抽簽決定該組制作的模型。教師培訓(xùn)組長(zhǎng)，回答組長(zhǎng)收集的在組內(nèi)不能解決的問(wèn)題，并要求組長(zhǎng)召開組員會(huì)議，做到先討論構(gòu)思，再行動(dòng)，具體注意以下幾點(diǎn)：①確定材料，材料盡量選擇容易獲得的;②模型制作分成幾個(gè)小環(huán)節(jié)，分別由幾個(gè)同學(xué)負(fù)責(zé);③模型展示人講解的內(nèi)容包括對(duì)象、各個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、模型的用途、制作中存在的困難等。教室課桌擺放成6組，組員圍桌而坐，組員隨機(jī)就座。學(xué)生自學(xué)準(zhǔn)備主要是按任務(wù)重溫相關(guān)課本和練習(xí)冊(cè)上的知識(shí)，并把制作中出現(xiàn)的疑點(diǎn)用紙條的形式交給組長(zhǎng)。④思考與討論。組員對(duì)其他組員可能提出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行討論，并在實(shí)際中解決各種問(wèn)題。

2.課中內(nèi)化階段

在每組的學(xué)生充滿好奇和渴望的情境中，我們進(jìn)行了細(xì)胞模型分享會(huì)。教師先給學(xué)生講解了高中階段的模型建構(gòu)及分類，然后讓學(xué)生分組講解模型，其他組的學(xué)生傾聽并提出相關(guān)問(wèn)題，制作組的學(xué)生回答問(wèn)題、學(xué)生評(píng)價(jià)和教師點(diǎn)評(píng)。學(xué)生通過(guò)自己制作模型，其眼中的“細(xì)胞”不再遙不可及，而是實(shí)實(shí)在在的模型結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在面前。構(gòu)建的模型令人驚嘆，模型的講解更是讓很多學(xué)生精神高度集中，其中別組同學(xué)提出的問(wèn)題讓講解人應(yīng)接不暇。以下是模型的部分展示（見圖1～7）。

3.課后拓展階段結(jié)合細(xì)胞模型分享會(huì)完成練習(xí)

某學(xué)生根據(jù)電鏡下觀察的植物活細(xì)胞切片畫了一張如圖8所示的細(xì)胞圖。

（1）生物繪圖屬于構(gòu)建模型形式中的______模型，從模型分析，該細(xì)胞能否作為有絲分裂實(shí)驗(yàn)的觀察材料？______請(qǐng)說(shuō)明原因______ 。

（2）若以該細(xì)胞為材料觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象，該實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)是______（寫2項(xiàng)）。

（3）從模型分析，該細(xì)胞的代謝類型是______，其中氧氣進(jìn)入該細(xì)胞線粒體的方式是______筆者比較做題情況：實(shí)施班級(jí)6班和未實(shí)施平行班級(jí)5班，結(jié)果得分情況差別較大。主要集中在（1）的最后一空和（2）的觀察指標(biāo)上。6班答題在說(shuō)明原因的邏輯上、準(zhǔn)備性上明顯較強(qiáng)。特別是第（2）空，優(yōu)勢(shì)明顯。模型構(gòu)建無(wú)疑有利于拓展學(xué)生思路，提高了學(xué)生核心素養(yǎng)。

小結(jié)

模型活動(dòng)運(yùn)用在一輪復(fù)習(xí)課上，能夠有效提升學(xué)生核心素養(yǎng)。在模型建構(gòu)的教學(xué)中，不少教師就讓學(xué)生完全模仿教材提供的案例來(lái)“做”一個(gè)模型，而沒(méi)有打開學(xué)生的思路，沒(méi)有激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力?？梢哉f(shuō)，這樣的模型建構(gòu)活動(dòng)，看起來(lái)是“做”了，但事實(shí)上沒(méi)有充分發(fā)揮“做”的價(jià)值。在一輪復(fù)習(xí)時(shí)，學(xué)生已有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，在這個(gè)時(shí)候建構(gòu)模型比新課時(shí)候成熟，目的性強(qiáng)，能夠起到查漏補(bǔ)缺的作用。例如，分泌蛋白的合成和分泌過(guò)程，肽鏈的形成與加工，正好是很多學(xué)生認(rèn)識(shí)的盲點(diǎn)。又如質(zhì)壁分離的模型，重點(diǎn)是原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，學(xué)生通過(guò)做模型一下子就能明白細(xì)胞液不屬于原生質(zhì)層，液泡的大小與原生質(zhì)層大小及細(xì)胞壁的關(guān)系。同時(shí)，學(xué)生解決問(wèn)題的能力也能得到提升。例如，在制作細(xì)胞膜的模型時(shí)，學(xué)生為體現(xiàn)其流動(dòng)性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尋找了很多的材料，但效果都不佳，最后想到用卡紙做成細(xì)小柱狀。學(xué)生的創(chuàng)新遠(yuǎn)超教師的想象，如用西瓜皮表示細(xì)胞核等無(wú)不體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，無(wú)不展示了學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力。教師要營(yíng)造寬容、多元、平等的課堂氣氛，大膽放手，讓學(xué)生發(fā)揮自主性，讓他們通過(guò)思考、交流和討論自主建構(gòu)模型。對(duì)于那些乍一看不著邊際的模型，教師不要急于否定，而是提示其他同學(xué)發(fā)出質(zhì)疑。此外，從我任教的兩個(gè)平行班5班和6班的調(diào)查問(wèn)卷中可以得知：通過(guò)建構(gòu)物理模型，學(xué)生認(rèn)為自己學(xué)習(xí)生物的興趣和主動(dòng)解決問(wèn)題的能力得到了有效提升。

模型活動(dòng)運(yùn)用在一輪復(fù)習(xí)課上，能夠有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。我任教的兩個(gè)平行班5班和6班，高一期末時(shí)5班平均分高于6班。高二時(shí)，我在6班進(jìn)行物理模型教學(xué)，凡是涉及物理模型的內(nèi)容，我要求在課堂上與學(xué)生一起建構(gòu)，如必修2的減數(shù)分裂等，進(jìn)入高二上學(xué)期，6班平均分已經(jīng)超5班2分。高二下學(xué)期的統(tǒng)考必修1前四章內(nèi)容占一半分?jǐn)?shù)，進(jìn)入下學(xué)期，6班的優(yōu)勢(shì)更加明顯。從模型構(gòu)建角度出發(fā)，將微觀世界抽象的、深?yuàn)W的理論具體化、直觀化，從而讓學(xué)生對(duì)已學(xué)概念、原理加深理解，可以提高學(xué)生的應(yīng)試能力。

模型活動(dòng)運(yùn)用在一輪復(fù)習(xí)課上，對(duì)教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求。高三學(xué)生的時(shí)間寶貴，分秒必爭(zhēng)，學(xué)生每節(jié)課都要有收獲，教師要在有限的時(shí)間內(nèi)提高課堂效率。實(shí)施模型教學(xué)意味著教師要付出更大的努力進(jìn)行課前準(zhǔn)備，讓學(xué)生十分自覺(jué)地完成課前自學(xué)。而在實(shí)際的復(fù)習(xí)教學(xué)中，學(xué)生面對(duì)繁重的練習(xí)會(huì)有些力不從心。依據(jù)上面的數(shù)據(jù)，筆者認(rèn)為，在一輪復(fù)習(xí)中，建構(gòu)模型的方法恰恰可以全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生成為課堂的主體，達(dá)到有效復(fù)習(xí)的效果。因此，在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中，教師要根據(jù)內(nèi)容的需要，將知識(shí)整合，有選擇地建模，以提高教學(xué)有效性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從而發(fā)揮“物理模型教學(xué)”的魅力。

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作者簡(jiǎn)介：戴美苑（1979— ），女，廣東佛山人，中學(xué)生物一級(jí)教師，本科，研究方向：高中生物教學(xué)。