建模教學(xué)在高中生物課堂的具體實(shí)施的教學(xué)建議

李麗清

【摘 要】 建模教學(xué)是目前高中生物教學(xué)中被廣泛推廣的一種教學(xué)手段，因其既是高中生物課建模教學(xué)也是高中生物教師在課堂上組織教學(xué)，構(gòu)建良好知識(shí)體系的一種有效手段。

【關(guān)鍵詞】 建模教學(xué)? 高中生物? 課堂教學(xué)

2017年新頒發(fā)的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，再次明確提出“模型與建構(gòu)”作為科學(xué)思維的重要組成部分，要求在高中生物學(xué)必修和選修課程中具體落實(shí)。本文參考了2017 年版《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》以及人教版高中生物教科書中生物模型的分類方法，將其分成三大類，即物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型。

同時(shí)在新課標(biāo)的“科學(xué)思維”中明確提到了模型與建模，要求學(xué)生能夠基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用模型與建模等方法，去探討闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，或者審視論證生物學(xué)社會(huì)議題。本次課題的目的是探討建模教學(xué)在高中生物上對(duì)高中學(xué)生學(xué)習(xí)生物的推動(dòng)作用，并旨在形成一定的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，為新高考背景下的高中生物教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)和素材。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的課題研究，在不同年段的學(xué)生中進(jìn)行相關(guān)的建模教學(xué)的課堂實(shí)施過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)在不同學(xué)段和不同層次的高中學(xué)生中，推行建模教學(xué)具有不同的效應(yīng)。當(dāng)然學(xué)生的主觀能動(dòng)性對(duì)于課題的推動(dòng)影響也是非常大的。本次先就研究過(guò)程中的關(guān)于不同階段建模教學(xué)的具體實(shí)施進(jìn)行一次探討。

1. 在必修1階段注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模仿建模

1.1 學(xué)情分析

高中生物必修1的教學(xué)工作主要在高一階段完成。高一階段學(xué)生在生物學(xué)科上的主要特點(diǎn)是：知識(shí)結(jié)構(gòu)的斷層。學(xué)生雖說(shuō)在初中階段的七年級(jí)和八年級(jí)這兩年有過(guò)系統(tǒng)性的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，并且在八年級(jí)這一學(xué)年已經(jīng)完成了學(xué)業(yè)水平考試。但是在九年級(jí)的中考這一年的高負(fù)荷學(xué)習(xí)中，大部分學(xué)生其實(shí)已經(jīng)忘記了初中生物學(xué)的大部分內(nèi)容，對(duì)于高中階段的生物學(xué)知識(shí)體系的構(gòu)建，其實(shí)是相當(dāng)不利。因此在高一階段，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)高一階段的生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行一個(gè)初步的模仿建模，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力的同時(shí)，重在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的熱情。在模仿建模的過(guò)程中，學(xué)生可以初步了解建模教學(xué)的實(shí)施形式，養(yǎng)成學(xué)習(xí)高中生物的一種習(xí)慣，促進(jìn)生物學(xué)核心素養(yǎng)在高中生物課堂的生根發(fā)芽。

1.2 建模教學(xué)建議及意義

基于該階段學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和認(rèn)知情況，在該階段建議以物理模型建構(gòu)為主。比如學(xué)生可以模仿建構(gòu)“真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型”、“細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模型”“核酸結(jié)構(gòu)模型”、“植物根尖有絲分裂圖解模型”等等。在模仿教材內(nèi)容進(jìn)行建模學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生初步建立生物學(xué)結(jié)構(gòu)與功能相結(jié)合的基本觀點(diǎn)，初步接觸生物學(xué)的核心素養(yǎng)，樹(shù)立生物學(xué)科學(xué)思維。同時(shí)學(xué)生可以通過(guò)小組討論等方式初步學(xué)會(huì)材料選擇的創(chuàng)新，探討構(gòu)建形式的多樣性。在教師的引導(dǎo)下，能了解建模學(xué)習(xí)在人教版高中生物必修1中對(duì)于微觀知識(shí)的宏觀展示具有的重要意義。特別是必修1第六章中的細(xì)胞有絲分裂過(guò)程，在建模學(xué)習(xí)的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠?qū)τ薪z分裂過(guò)程中的染色體的行為特征有更加形象的認(rèn)知。

在物理模型建構(gòu)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，逐漸開(kāi)始引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行概念模型的建構(gòu)和應(yīng)用。例如在人教版高中生物必修1教材中，通過(guò)建構(gòu)概念模型對(duì)真核細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器的功能進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單總結(jié)和比對(duì)，建立高一階段學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

2. 在必修2階段注重指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新建模

2.1 學(xué)情分析

人教版高中生物必修2的教學(xué)計(jì)劃就本校的具體情況，一般開(kāi)始于高一下學(xué)期期中考之后，持續(xù)至高二上學(xué)期，跨越時(shí)間長(zhǎng)，涵蓋內(nèi)容多，課時(shí)緊張。這個(gè)學(xué)期學(xué)生不僅需要面對(duì)高考科目的學(xué)習(xí)，還有六個(gè)科目的會(huì)考?jí)毫Γ瑢W(xué)生的學(xué)習(xí)壓力比較大。在這種情況下，我們?cè)谶M(jìn)行正常教學(xué)進(jìn)度的前提條件下，適當(dāng)降低建模頻率，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。但是在本階段對(duì)于學(xué)生的建模要求開(kāi)始發(fā)生提高。

2.2 建模教學(xué)建議及意義

在前一階段模仿建模的訓(xùn)練下，大部分學(xué)生對(duì)于建模的過(guò)程基本熟悉，教師有意識(shí)地讓學(xué)生選擇性地進(jìn)行創(chuàng)新建模顯然是指導(dǎo)意義更強(qiáng)。

例如在人教版高中生物必修2說(shuō)第二章涉及到的《建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型》，在必修1有絲分裂建模的基礎(chǔ)上，再次構(gòu)建減數(shù)分裂過(guò)程染色體行為變化模型，既是對(duì)必修1有絲分裂過(guò)程的一個(gè)回顧，也能對(duì)減數(shù)分裂過(guò)程非同源染色體的自由組合做出有直觀的物理模型沖擊。教師在接下來(lái)的課時(shí)中，再次鼓勵(lì)學(xué)生構(gòu)建減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體、DNA、染色單體的數(shù)學(xué)模型，充分利用曲線、柱形圖等方式從數(shù)字角度展現(xiàn)減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體、DNA、染色單體的變化情況，是對(duì)整個(gè)知識(shí)體系的一個(gè)提升過(guò)程，夯實(shí)學(xué)生對(duì)于遺傳定律的理解，能夠培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究及創(chuàng)新性思維。

3. 在高三階段注重鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)建模

3.1學(xué)情分析

高三學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力之大不言而喻，但是綜合應(yīng)用各種建模方式，特別是概念模型的綜合應(yīng)用，有助于學(xué)生梳理基礎(chǔ)知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有效進(jìn)行高三復(fù)習(xí)。

3.2建模教學(xué)建議及意義

高三生物學(xué)的一輪復(fù)習(xí)階段特別建議學(xué)生應(yīng)用概念模型和思維導(dǎo)圖相結(jié)合的方式進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)梳理，有利于查缺補(bǔ)漏，夯實(shí)基礎(chǔ)，在有限的一輪復(fù)習(xí)時(shí)間內(nèi)造就高效的復(fù)習(xí)效果。比如在復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能時(shí)，一個(gè)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、營(yíng)養(yǎng)成分和功能的概念模型可以有效進(jìn)行科學(xué)復(fù)習(xí)。學(xué)生通過(guò)概念模型的建模學(xué)習(xí)過(guò)程，發(fā)散思維，簡(jiǎn)述各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的相互聯(lián)系，鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力，檢測(cè)學(xué)生對(duì)于該部分知識(shí)的整體掌握情況。這種基于生物學(xué)事實(shí)的概念梳理過(guò)程，在建模學(xué)習(xí)的有效引導(dǎo)下，以章節(jié)為單位進(jìn)行復(fù)習(xí)，增加課堂容納量，在落實(shí)基礎(chǔ)的情況上提升高三生物學(xué)一輪復(fù)習(xí)課堂效率。

結(jié)語(yǔ)：高中生物學(xué)的建模學(xué)習(xí)是一件需要教師和學(xué)生互相配合，長(zhǎng)期構(gòu)建的一種課堂輔助手段。建模教學(xué)在高中生物課堂的具體實(shí)施過(guò)程不同學(xué)校，不同教師，不同學(xué)生群體的具體實(shí)施都有很大的差異，以上只是作者本人的一些教學(xué)體會(huì)。