高三生物復(fù)習(xí)中模型構(gòu)建的運(yùn)用和思考

摘 要：在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中，構(gòu)建模型是高中生必須掌握的科學(xué)方法之一，對(duì)提高學(xué)生生物復(fù)習(xí)效率、增強(qiáng)其綜合分析能力和發(fā)展科學(xué)思維能力大有裨益。本文分析了模型構(gòu)建對(duì)于高中生物復(fù)習(xí)的意義，并針對(duì)其在高三生物復(fù)習(xí)中的運(yùn)用進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：高三;生物學(xué)科;模型構(gòu)建;復(fù)習(xí)

中圖分類號(hào)：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-9192（2021）03-0052-02

引 言

生物模型是人們采用“簡(jiǎn)化和理想化”的方法將研究對(duì)象非本質(zhì)的細(xì)節(jié)和聯(lián)系舍去，用一種假想結(jié)構(gòu)對(duì)原型的本質(zhì)特性進(jìn)行的概括性描述。通過(guò)模型建構(gòu)，很多生物學(xué)現(xiàn)象和生命活動(dòng)之間的聯(lián)系和作用會(huì)更加突出和鮮明。我們通過(guò)模型構(gòu)建可以獲得更直觀、更簡(jiǎn)單的解釋，比簡(jiǎn)單、枯燥的文字描述更具表現(xiàn)力?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》也提出：“應(yīng)用模型與建模等方法來(lái)探究、闡釋生物現(xiàn)象及其規(guī)律，審視或認(rèn)證生物學(xué)社會(huì)議題?！盵1]通過(guò)構(gòu)建模型開(kāi)展教學(xué)是展示知識(shí)的重要途徑，也是高三生物復(fù)習(xí)中的重要方法之一。

一、高三生物復(fù)習(xí)中進(jìn)行模型構(gòu)建的意義

高三復(fù)習(xí)的主要任務(wù)之一是提升學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)。教師綜合應(yīng)用物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等工具，不但能使學(xué)生全面了解教材中的基礎(chǔ)知識(shí)，而且對(duì)提升學(xué)生探究和解決問(wèn)題的能力具有重要價(jià)值。模型構(gòu)建在復(fù)習(xí)中的重要作用可以從以下四個(gè)方面體現(xiàn)出來(lái)。

第一，模型在復(fù)習(xí)中的應(yīng)用可以使學(xué)生拓展學(xué)習(xí)深度。學(xué)習(xí)模型的建立過(guò)程是一種主動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，它要求學(xué)生用所掌握的基礎(chǔ)知識(shí)在頭腦中建構(gòu)一個(gè)模型。這一過(guò)程不僅能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知，優(yōu)化已掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)，還能使他們學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)獲取的方法。第二，模型在復(fù)習(xí)中的應(yīng)用可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自信心。生物知識(shí)模型化能夠?qū)W(xué)習(xí)內(nèi)容更加生動(dòng)、直觀地表現(xiàn)出來(lái)，刺激學(xué)生的感官，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。第三，模型在復(fù)習(xí)中的應(yīng)用可以提高學(xué)生的生物成績(jī)。第四，模型在復(fù)習(xí)中的應(yīng)用可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維?？茖W(xué)思維可以幫助學(xué)生形成對(duì)世界的正確認(rèn)知，使學(xué)生用科學(xué)的方法和態(tài)度來(lái)看待和解決問(wèn)題。

二、模型構(gòu)建在高三生物復(fù)習(xí)中的運(yùn)用

（一）夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，儲(chǔ)備模型基礎(chǔ)

在高三生物復(fù)習(xí)課堂上，運(yùn)用模型構(gòu)建的方法和思路進(jìn)行復(fù)習(xí)之前，教師應(yīng)確保學(xué)生已掌握基礎(chǔ)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模型建構(gòu)，能使學(xué)生更深刻、準(zhǔn)確地理解相關(guān)知識(shí)。例如，在復(fù)習(xí)細(xì)胞膜的知識(shí)時(shí)，學(xué)生首先要了解構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)有磷脂、蛋白質(zhì)、糖類等，還要明確磷脂的結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)，并熟知蛋白質(zhì)、糖類的結(jié)構(gòu)與功能。只有在掌握以上基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生才能正確構(gòu)建細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型，深刻理解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能。

（二）生物建模方法指導(dǎo)

生物模型構(gòu)建是一種主動(dòng)學(xué)習(xí)的綜合性策略，需要調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和思維能力。這種教學(xué)策略效果會(huì)受學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和建模方式的掌握程度的影響，需要在教師的指導(dǎo)下完成。根據(jù)不同模型的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，高中階段構(gòu)建方法可分為以下三種。

1.物理模型的建構(gòu)方法（以DNA分子的平面結(jié)構(gòu)模型為例）

（1）基本了解DNA分子的基本組成和空間結(jié)構(gòu)。DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，而脫氧核苷酸是由磷酸、脫氧核糖、含氮堿基三種物質(zhì)組成。

（2）根據(jù)“形似、實(shí)用、易得”等原則選取合適的材料。可選用生活中的一些廢棄品或便宜易取的材料來(lái)作為建構(gòu)材料，如可用飲料瓶蓋作為磷酸，牙簽作為氫鍵等。

（3）確定各分子的大小及數(shù)量。磷酸、脫氧核糖、含氮堿基數(shù)量比例為1∶1∶1;堿基A與T 數(shù)量相等，堿基C與T數(shù)量相等;A與T之間有2個(gè)氫鍵，C與G之間有3個(gè)氫鍵。

（4）制作模型建構(gòu)的基本單位。將磷酸、脫氧核糖、含氮堿基連接起來(lái)，注意連接位點(diǎn)與方式，制成四種脫氧核苷酸。

（5）將基本單位按照一定關(guān)系進(jìn)行連接。將脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接成兩條單鏈反向平行放置，注意遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，堿基A與T配對(duì)，C與G配對(duì)，并用氫鍵連接。

2.概念模型的建構(gòu)方法（以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念模型為例）

（1）明確建構(gòu)對(duì)象的顯著特征、變化規(guī)律，并作出簡(jiǎn)要?dú)w類，為模型的正確建構(gòu)奠定知識(shí)基礎(chǔ)。

各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量來(lái)源：第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)：太陽(yáng)能;其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)：上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量去路：最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)：呼吸作用散失、流向分解者。

其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)：呼吸作用散失、被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化、流向分解者。

（2）根據(jù)要點(diǎn)，突出顯著特征，忽略細(xì)節(jié)，草擬簡(jiǎn)圖（見(jiàn)圖1）。

（3）增加文字注釋，使表達(dá)更明確;調(diào)整箭頭、方框大小，使相互之間的關(guān)系表達(dá)更準(zhǔn)確;添加圖注（見(jiàn)圖2）。

3.數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)方法

（1）明確自變量和應(yīng)變量，標(biāo)出坐標(biāo)系中橫縱坐標(biāo)軸代表的變量含義，并注明單位;（2）根據(jù)變量關(guān)系，在坐標(biāo)系中標(biāo)注坐標(biāo)點(diǎn)，要特別注意特征點(diǎn)的標(biāo)注，如起點(diǎn)、拐點(diǎn)（變化點(diǎn)）、定點(diǎn)、終點(diǎn)等，然后用曲線繪制出總體變化趨勢(shì);（3）復(fù)查無(wú)誤后，在坐標(biāo)系中加粗繪制連貫、美觀、平滑的正式曲線;（4）如果需要在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出多條不同的曲線，還應(yīng)注意曲線之間的邏輯關(guān)系和位置關(guān)系，并注明每條曲線的名稱，標(biāo)出相應(yīng)的圖注。

三、復(fù)習(xí)中模型構(gòu)建運(yùn)用的思考

（一）加強(qiáng)教學(xué)指導(dǎo)，提升學(xué)生能力

高中生思維能力水平及知識(shí)儲(chǔ)備存在一定的缺陷，直接對(duì)學(xué)生采用模型教學(xué)，會(huì)占用大量學(xué)習(xí)時(shí)間，難以提升整體學(xué)習(xí)效果[2]。因此，在進(jìn)行模型構(gòu)建方法指導(dǎo)時(shí)，教師可以利用一些典型的模型構(gòu)建法，讓學(xué)生通過(guò)模仿和學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟一些固定模型構(gòu)建的簡(jiǎn)單方法。這樣便能讓學(xué)生快速應(yīng)用模型構(gòu)建方法，提升復(fù)習(xí)效果。

（二）學(xué)校助力建模，教師加強(qiáng)儲(chǔ)備

新時(shí)代，學(xué)校應(yīng)更加重視模型教學(xué)，給予教師一定的支持，購(gòu)置適當(dāng)?shù)哪Ｐ徒?gòu)資源。教師可以主動(dòng)從生活資源中尋找建模素材，了解周邊資源的可利用情況;在復(fù)習(xí)中，教師應(yīng)綜合考慮教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生需求的匹配度，時(shí)刻踐行以學(xué)生為主體的教育理念，合理構(gòu)建和使用模型。

結(jié)? 語(yǔ)

綜上所述，生物建模在高三生物復(fù)習(xí)教學(xué)中的運(yùn)用，能夠讓高三學(xué)生在思維品質(zhì)、學(xué)習(xí)興趣、解題習(xí)慣上發(fā)生明顯變化，同時(shí)也能讓教師的教學(xué)觀念發(fā)生較大轉(zhuǎn)變。一方面，在高中生物復(fù)習(xí)中應(yīng)用模型構(gòu)建法，能使學(xué)生清晰地掌握知識(shí)脈絡(luò)，從而提高復(fù)習(xí)效率;另一方面，教師掌握了更為有效的教學(xué)策略，能夠提高教學(xué)水平，促進(jìn)高中生物教學(xué)全面發(fā)展，從而更有利于提升學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)。

[參考文獻(xiàn)]

中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

張愛(ài)燕.數(shù)學(xué)模型在高三生物復(fù)習(xí)中的應(yīng)用研究[D].貴陽(yáng)：貴州師范大學(xué)，2019.

作者簡(jiǎn)介：毛愛(ài)華（1986.7-），女，江蘇儀征人，中學(xué)一級(jí)教師，碩士學(xué)位，研究方向?yàn)楦咧猩锝虒W(xué)及班級(jí)教育管理。