浅谈模型建构教学在高中生物教学中的应用
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模型建构教学也有助于培养学生的 科学探究能力。在建构过程中，学生需将 原型进行简化，将模型和原型的主要特征 联系起来。如在构建概念图的过程中，学 生要联想出相关的知识及概念，并将其通 过某种内在的关系联系在一起，从中心出 发，向多个方向发散，或将某些知识及概 念的部分、属性进行综合，这就需要思维 的灵活性和系统性。模型建构教学改变了 学生接受知识的途径，提升了思维品质， 有助于学生创新思维能力的培养。学生在 自主建模型中，体验了模型建构在学习中 的意义，利用模型建构建立了良好的知识 体系。同时，学生也学会了用模型建构的 方法去研究问题，提高了他们建模和运模 的能力，更重要的是提高了生物学素养和 科学探究能力。
物的手段，生物模型方法是利用模型方法 寻找变量关系，借助模型获取客体认识方 法。模型是学生学习科学知识的手段，学 生将模型方法内化为认知图式能获得认 知水平跃进。高中生应在学习中运用类 比，归纳等建模思维方法构建不同模型， 解决生物学问题中运用模型方法。
二、高中生物模型教学的意义 1.适应新课标要求。 当今世界生物学科技飞速发展，生命 科技地位日益提升，对生命科学人才需求 日益精品。中学生物教学中向学生传授基 本知识已经不能满足科学发展的要求，如 何帮助学生培养生物科学思维，就成为了 中学生物教学研究热点问题。随着《高中 生物课程标准》发布，新课标首次将生物 模型教学作为课程目标，目前生物学模型 教学成为中学生生物教学热点问题。 新课标要求学生了解模型科学方法 在生物学科研中的应用，新课标内容中规 定不同板块需要学生掌握的模型内容。建 模活动是科学家思维的核心要素。新课标 对生物模型要求体现出生物模型科研方 法是中学生物教学中的重要内容。模型教 学中最初将模型方法作为工具引入课堂 教学中，建构主义教学理论发展，教育者 关注学习者对模型的主动构建，建构主义 教学理论与模型构建紧密联系，目前模型 教学研究基于建构主义教学理论开展。 2.提升生物教学效果。 高中生物教学中使用模型具有悠久 的历史，如常见的挂图等为模型，各种实 物很早在生物课堂出现沿用至今，但学生 对模型使用处于被动接受状态，传统教学 模型使用处于初级阶段。通过调查发现课 堂教学中学生亲自参与模型使用中，会激
2.概念模型。 概念模型也称抽象模型，通过对大量 的认识对象进行具体的、形象的分析，揭 示其本质特征，并进行总结和分类，然后 用文字、线条或箭头等来表达和概述其部 分特征或特征之间的联系。建立概念模型 无严格程序规范，不同课型建立方法不 同。如新授课中引入建立概念模型学习策 略，根据教学内容加深对概念的理解，复 习课教学中学生已掌握相关概念，引导学 生将建立概念模型涉及概念罗列，分析概 念的联系进行构建。 在高中生物教学中，概念模型一般表 现为核心概念。高中生物的核心概念很 多，如细胞结构中的细胞膜、细胞器、细胞 核。酶的概念，细胞代谢过程中的光合作 用，呼吸作用等一些生物学概念。高中生 物教学中建立概念模型有助于理解生物 学核心概念，提高教师教学能力，提高学 生能力。生物学概念很多，如能量流动过 程等，生物学核心概念理解关系到学生对 生命系统的理解，教师在进行教学中不能 将核心概念直接呈现，要根据组织者策略 激活学生已有前概念，通过分析与核心概 念的关系建构概念模型，有利于学生把握 理解生物学核心概念。概念模型建立可以 让学生通过自主学习完成，通过小组合 作交流完成，学生通过建立概念模型将 有关生物学概念展示出来，有利于学生 概括能力的培养。小组合作建立概念模型 中通过小组成员交流，提高学生语言表达 能力。
等多方面考虑，学生较易接受的是人教版 必修一教材《分子与细胞》中将生物模型 分为了物理模型、概念模型以及数学模型 三种。
一、高中生物模型教学概述 1.生物模型的概念。 生物模型的定义是模拟生物体结构 特点制成的人工仿制品，表达生命过程的 示意制品。人教版高中生物教材必修 I 对 模型定义是为某种特定目的对认识对象 作出简化概括性描述。新旧版生物教学 论对模型强调实物制品，强调通过模型 抓住原型本质特征，模型可以将复杂的原 型简化，突出原型某一特征，构建反映原 型本质联系的模型。学生可以通过模型解 决问题。 2.生物模型的类型。 模型的种类有很多，人教版高中生物 教材必修 I 提出模型形式包括物理、概念 与数学模型。生物模型形式有多种，依据 科学模型分类方法分为物质与思维类型， 物质模型包括人工模型、天然模型；思维 模型包括数学、物理与概念模型。天然模 型是为更好探究生物活动规律，选用具有 典型意义的生物作为科学模型，如孟德尔 以豌豆为研究模型发现遗传三大规律。林 德曼选择美国天然湖泊为生态系统研究 揭示生态系统能量流动规律。由于各种原 因，直接研究对象不能进行试验，用生物 代替研究成为替代模型。如研究人体生理 现象，出于对安全伦理道德等方面考虑， 不便直接对人体试验操作，通过哺乳动物 器官得到。 3.生物模型的功能。 模型方法是研究模型揭示原型形态 特征的方法，以简化直观形式显示复杂事
三、高中生物模型教学的应用 1.物理模型。 物理模型是这三种模型中最接近原 型的。是以实物或图画形式表达认识对象 特征的模型。可以从自然环境中选择适当 的合适的材料或用具作为天然模型或者 借助相似性原理，将某具体事物或结构 进行一定的比例放大或缩小，从而模拟原 型的性质、特点和功能，可以更加直观、形 象地反映认识对象的特征。模拟表达生命 过程物理模型又可以分为两类，一类指的 是一些实物、模式图等，如细胞膜的流动 镶嵌模型、DNA 双螺旋结构模型、动植物 细胞模式图等属于结构模型。还有一类研 究对象的生命活动的过程，如：分泌蛋白 的合成和运输示意图、物质跨膜运输的方 式示意图、有丝分裂、减数分裂中染色体 的行为变化示意图、荧光标记的人、鼠细 胞融合过程示意图、胚胎移植示意图等都 属于过程模型。
2021·1
56 教学文萃 JIAOXUEWENCUI
发学生的学习兴趣，有助于增强学生对知 识的理解。通过自建简单的物理模型进行 课堂实践，课堂氛围活跃，学生思维处于 积极思考状态，通过小组交流深刻领会概 念的内涵。当今社会下学生能力提高，可 以通过更多让学生自主建构模型，在课堂 教学中充分发挥模型的最大作用。
建构细胞物理模型时间安排在使用 显微镜观察动植物细胞课后，不限定学生 材料选取，在区别动植物细胞课使用模 型，学生可以复习已有知识。构建叶片结 构物理模型时间安排在学习叶片结构课 后，由感兴趣学生自制，选取午自习前 20 分钟在教室内。建构植物受精物理模型安 排在学生学完花的结构后，通过四人组设 计模型结构，学习传粉时在课堂上进行模 型建构。通过物理模型建构有效调动学生 的学习积极性，使学生对生物概念知识有 深刻的的理解，提升高中生物教学效果。
3.数学模型。 数学模பைடு நூலகம்是指对研究对象的生命性 质及运动规律所进行一种数学上的抽象， 通过具体分析和综合，用适当的数学形式 表 示 出 来 ，如 数 学 方 程 式 、曲 线 图 、表 格 等，可以描述生物学事实或者作为预测生 物现象的依据，把实际问题转化为一种数 学问题。模型也可以分为两类。一类为确 定性模型，如某些生命现象很有规律，用 固定公式可以准确表达出来的，如细菌 繁殖，N 代表细菌数量，n 代表第几代，n 代以后细菌的数量为 Nn=2n、还有如 DNA 的复制，复制 n 次后，求子代 DNA 的个数 等；还有一类是随机型模型，用数学概率 或统计方法来研究具有不确定性的现象， 如豌豆杂交实验“高茎：矮茎 =3∶1”，种 群“J”“S”型增长曲线、酶活性受温度、PH 影响的示意图、描述两个种群捕食者与被 捕食者数量关系的曲线图等。如种群“J” “S”型增长曲线，模型种类并不是一成不 变的。同一模型可以是物理模型也可以是 数学模型，例如 DNA 的双螺旋结构模型， 属于物理模型，但是科学家在建构过程 中，运用了数学方法推导，所以也可以属 于数学模型。 模型建构教学在实际课堂中运用适 当，有助于提高学生学习生物的兴趣，学 习生物兴趣就会高。在模型建构活动中， 主动的去观察或是被一些有趣的新颖的 现象所吸引，进而主动去研究、探索问题， 改变了“要我学”的学习态度。在探究活动 中，针对某一问题，通过生生互动、师生互 动，共同完善和评价，使枯燥的抽象的理 论知识变得形象有趣 ，在获取知识、掌握 方法的同时实现自身价值。 参考文献： [1] 许 超 凡 . 高 中 生 物 学 模 型 建 构 教 学有效性的策略研究.福建师范大学硕士 学位论文，2014. [2]陈敏.概念图在高中生物复习总结 中应用的初探. 宁德师专学报 (自然科学 版)，2008(1). [3]颜美平.高中生物模型建构教学的 策略研究.鲁东大学硕士学位论文，2014.
JIAOXUEWENCUI 教学文萃 55
浅谈模型建构教学在高中生物教学中的应用
江苏省南通市启东市第一中学 沈 荃
摘要：生物科学发展离不开观察实验 研究，生物学教育离不开科学手段，为适 应时代发展，教育部 2011 年义务教育 《生物课程标准》注重学生发展，要求学生 通过生物课程学习习得生物学基本事实 获得科学知识，通过科学探究活动培养团 队合作能力，运用所学科学知识解决某领 域实际问题，提高生物科学素养。新课改 要求在教学过程中不仅要培养学生获得 知识，更要注重学生能力的培养。模型建 构教学作为一种崭新的教学方式，更注重 理论与实践的结合，并且能够让学生积极 参与，发挥主观能动性，对于构建高效生 物课堂具有一定的作用。
关键词：高中生物 模型 模型建构 教学
模型建构是建立在科学思维和高度 的抽象基础之上的一种主动探究科学的 过程。在构建过程中，教师根据学生的实 际情况，纠正学习过程中的理解偏差，让 学生主动参与，积极思考，更加深刻的掌 握生物学知识。所以说生物教学建模非常 重要。高中生物课程的知识点抽象复杂， 纵观高考试题，坚持能力立意。能力培养 的有效途径之一就是模型建构，且 2011 年出台的《考试大纲》也明确对模型建构 能力的考查做了相应的要求。在教学过程 中，不仅需要利用已有的模型去分析生 物学原理、生命现象和生理过程，更要借 助于模型，引导学生利用已有的知识储 备，结合自身的生活经验，依据一定的方 法来建构模型，让学生能够体验科学研究 的过程，由简单的学习科学知识上升到 了解科学方法的本质，达到提高科学探究 的能力的目的。生物模型的种类很多，从 学生的现有水平、学科特点以及建模方法
2021·1
物的手段，生物模型方法是利用模型方法 寻找变量关系，借助模型获取客体认识方 法。模型是学生学习科学知识的手段，学 生将模型方法内化为认知图式能获得认 知水平跃进。高中生应在学习中运用类 比，归纳等建模思维方法构建不同模型， 解决生物学问题中运用模型方法。
二、高中生物模型教学的意义 1.适应新课标要求。 当今世界生物学科技飞速发展，生命 科技地位日益提升，对生命科学人才需求 日益精品。中学生物教学中向学生传授基 本知识已经不能满足科学发展的要求，如 何帮助学生培养生物科学思维，就成为了 中学生物教学研究热点问题。随着《高中 生物课程标准》发布，新课标首次将生物 模型教学作为课程目标，目前生物学模型 教学成为中学生生物教学热点问题。 新课标要求学生了解模型科学方法 在生物学科研中的应用，新课标内容中规 定不同板块需要学生掌握的模型内容。建 模活动是科学家思维的核心要素。新课标 对生物模型要求体现出生物模型科研方 法是中学生物教学中的重要内容。模型教 学中最初将模型方法作为工具引入课堂 教学中，建构主义教学理论发展，教育者 关注学习者对模型的主动构建，建构主义 教学理论与模型构建紧密联系，目前模型 教学研究基于建构主义教学理论开展。 2.提升生物教学效果。 高中生物教学中使用模型具有悠久 的历史，如常见的挂图等为模型，各种实 物很早在生物课堂出现沿用至今，但学生 对模型使用处于被动接受状态，传统教学 模型使用处于初级阶段。通过调查发现课 堂教学中学生亲自参与模型使用中，会激
2.概念模型。 概念模型也称抽象模型，通过对大量 的认识对象进行具体的、形象的分析，揭 示其本质特征，并进行总结和分类，然后 用文字、线条或箭头等来表达和概述其部 分特征或特征之间的联系。建立概念模型 无严格程序规范，不同课型建立方法不 同。如新授课中引入建立概念模型学习策 略，根据教学内容加深对概念的理解，复 习课教学中学生已掌握相关概念，引导学 生将建立概念模型涉及概念罗列，分析概 念的联系进行构建。 在高中生物教学中，概念模型一般表 现为核心概念。高中生物的核心概念很 多，如细胞结构中的细胞膜、细胞器、细胞 核。酶的概念，细胞代谢过程中的光合作 用，呼吸作用等一些生物学概念。高中生 物教学中建立概念模型有助于理解生物 学核心概念，提高教师教学能力，提高学 生能力。生物学概念很多，如能量流动过 程等，生物学核心概念理解关系到学生对 生命系统的理解，教师在进行教学中不能 将核心概念直接呈现，要根据组织者策略 激活学生已有前概念，通过分析与核心概 念的关系建构概念模型，有利于学生把握 理解生物学核心概念。概念模型建立可以 让学生通过自主学习完成，通过小组合 作交流完成，学生通过建立概念模型将 有关生物学概念展示出来，有利于学生 概括能力的培养。小组合作建立概念模型 中通过小组成员交流，提高学生语言表达 能力。
等多方面考虑，学生较易接受的是人教版 必修一教材《分子与细胞》中将生物模型 分为了物理模型、概念模型以及数学模型 三种。
一、高中生物模型教学概述 1.生物模型的概念。 生物模型的定义是模拟生物体结构 特点制成的人工仿制品，表达生命过程的 示意制品。人教版高中生物教材必修 I 对 模型定义是为某种特定目的对认识对象 作出简化概括性描述。新旧版生物教学 论对模型强调实物制品，强调通过模型 抓住原型本质特征，模型可以将复杂的原 型简化，突出原型某一特征，构建反映原 型本质联系的模型。学生可以通过模型解 决问题。 2.生物模型的类型。 模型的种类有很多，人教版高中生物 教材必修 I 提出模型形式包括物理、概念 与数学模型。生物模型形式有多种，依据 科学模型分类方法分为物质与思维类型， 物质模型包括人工模型、天然模型；思维 模型包括数学、物理与概念模型。天然模 型是为更好探究生物活动规律，选用具有 典型意义的生物作为科学模型，如孟德尔 以豌豆为研究模型发现遗传三大规律。林 德曼选择美国天然湖泊为生态系统研究 揭示生态系统能量流动规律。由于各种原 因，直接研究对象不能进行试验，用生物 代替研究成为替代模型。如研究人体生理 现象，出于对安全伦理道德等方面考虑， 不便直接对人体试验操作，通过哺乳动物 器官得到。 3.生物模型的功能。 模型方法是研究模型揭示原型形态 特征的方法，以简化直观形式显示复杂事
三、高中生物模型教学的应用 1.物理模型。 物理模型是这三种模型中最接近原 型的。是以实物或图画形式表达认识对象 特征的模型。可以从自然环境中选择适当 的合适的材料或用具作为天然模型或者 借助相似性原理，将某具体事物或结构 进行一定的比例放大或缩小，从而模拟原 型的性质、特点和功能，可以更加直观、形 象地反映认识对象的特征。模拟表达生命 过程物理模型又可以分为两类，一类指的 是一些实物、模式图等，如细胞膜的流动 镶嵌模型、DNA 双螺旋结构模型、动植物 细胞模式图等属于结构模型。还有一类研 究对象的生命活动的过程，如：分泌蛋白 的合成和运输示意图、物质跨膜运输的方 式示意图、有丝分裂、减数分裂中染色体 的行为变化示意图、荧光标记的人、鼠细 胞融合过程示意图、胚胎移植示意图等都 属于过程模型。
2021·1
56 教学文萃 JIAOXUEWENCUI
发学生的学习兴趣，有助于增强学生对知 识的理解。通过自建简单的物理模型进行 课堂实践，课堂氛围活跃，学生思维处于 积极思考状态，通过小组交流深刻领会概 念的内涵。当今社会下学生能力提高，可 以通过更多让学生自主建构模型，在课堂 教学中充分发挥模型的最大作用。
建构细胞物理模型时间安排在使用 显微镜观察动植物细胞课后，不限定学生 材料选取，在区别动植物细胞课使用模 型，学生可以复习已有知识。构建叶片结 构物理模型时间安排在学习叶片结构课 后，由感兴趣学生自制，选取午自习前 20 分钟在教室内。建构植物受精物理模型安 排在学生学完花的结构后，通过四人组设 计模型结构，学习传粉时在课堂上进行模 型建构。通过物理模型建构有效调动学生 的学习积极性，使学生对生物概念知识有 深刻的的理解，提升高中生物教学效果。
3.数学模型。 数学模பைடு நூலகம்是指对研究对象的生命性 质及运动规律所进行一种数学上的抽象， 通过具体分析和综合，用适当的数学形式 表 示 出 来 ，如 数 学 方 程 式 、曲 线 图 、表 格 等，可以描述生物学事实或者作为预测生 物现象的依据，把实际问题转化为一种数 学问题。模型也可以分为两类。一类为确 定性模型，如某些生命现象很有规律，用 固定公式可以准确表达出来的，如细菌 繁殖，N 代表细菌数量，n 代表第几代，n 代以后细菌的数量为 Nn=2n、还有如 DNA 的复制，复制 n 次后，求子代 DNA 的个数 等；还有一类是随机型模型，用数学概率 或统计方法来研究具有不确定性的现象， 如豌豆杂交实验“高茎：矮茎 =3∶1”，种 群“J”“S”型增长曲线、酶活性受温度、PH 影响的示意图、描述两个种群捕食者与被 捕食者数量关系的曲线图等。如种群“J” “S”型增长曲线，模型种类并不是一成不 变的。同一模型可以是物理模型也可以是 数学模型，例如 DNA 的双螺旋结构模型， 属于物理模型，但是科学家在建构过程 中，运用了数学方法推导，所以也可以属 于数学模型。 模型建构教学在实际课堂中运用适 当，有助于提高学生学习生物的兴趣，学 习生物兴趣就会高。在模型建构活动中， 主动的去观察或是被一些有趣的新颖的 现象所吸引，进而主动去研究、探索问题， 改变了“要我学”的学习态度。在探究活动 中，针对某一问题，通过生生互动、师生互 动，共同完善和评价，使枯燥的抽象的理 论知识变得形象有趣 ，在获取知识、掌握 方法的同时实现自身价值。 参考文献： [1] 许 超 凡 . 高 中 生 物 学 模 型 建 构 教 学有效性的策略研究.福建师范大学硕士 学位论文，2014. [2]陈敏.概念图在高中生物复习总结 中应用的初探. 宁德师专学报 (自然科学 版)，2008(1). [3]颜美平.高中生物模型建构教学的 策略研究.鲁东大学硕士学位论文，2014.
JIAOXUEWENCUI 教学文萃 55
浅谈模型建构教学在高中生物教学中的应用
江苏省南通市启东市第一中学 沈 荃
摘要：生物科学发展离不开观察实验 研究，生物学教育离不开科学手段，为适 应时代发展，教育部 2011 年义务教育 《生物课程标准》注重学生发展，要求学生 通过生物课程学习习得生物学基本事实 获得科学知识，通过科学探究活动培养团 队合作能力，运用所学科学知识解决某领 域实际问题，提高生物科学素养。新课改 要求在教学过程中不仅要培养学生获得 知识，更要注重学生能力的培养。模型建 构教学作为一种崭新的教学方式，更注重 理论与实践的结合，并且能够让学生积极 参与，发挥主观能动性，对于构建高效生 物课堂具有一定的作用。
关键词：高中生物 模型 模型建构 教学
模型建构是建立在科学思维和高度 的抽象基础之上的一种主动探究科学的 过程。在构建过程中，教师根据学生的实 际情况，纠正学习过程中的理解偏差，让 学生主动参与，积极思考，更加深刻的掌 握生物学知识。所以说生物教学建模非常 重要。高中生物课程的知识点抽象复杂， 纵观高考试题，坚持能力立意。能力培养 的有效途径之一就是模型建构，且 2011 年出台的《考试大纲》也明确对模型建构 能力的考查做了相应的要求。在教学过程 中，不仅需要利用已有的模型去分析生 物学原理、生命现象和生理过程，更要借 助于模型，引导学生利用已有的知识储 备，结合自身的生活经验，依据一定的方 法来建构模型，让学生能够体验科学研究 的过程，由简单的学习科学知识上升到 了解科学方法的本质，达到提高科学探究 的能力的目的。生物模型的种类很多，从 学生的现有水平、学科特点以及建模方法
2021·1