模型建构中科学思维培育的教学价值分析

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----------------教学研究
2020年第6期（x)模型建构中科学思维培育的教学价值分析
福建省厦门市启悟中学(361100) 方 涵
摘要模型建构教学是常用的教学方法之一。

在建构模型的活动中，学生能够利用比较、分析、归纳、概 括、抽象、推理等思维方法解决问题，有利于学生科学思维的发展。

关键词高中生物学;模型建构；科学思维
文章编号 1005 -2259(2020)6x-0012 -02
科学思维是生物学学科核心素养的重要组成部 分。

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下 简称“课标”）明确指出学生应该在学习过程中逐步 发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归 纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方 法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社 会议题。

运用模型与建模方法探讨生命现象及规律 成为培养学生科学思维的重要内容。

根据最终表现 形式的差异，生物模型可分为物理模型、概念模型和 数学模型。

学生需要将所学的概念、原理、方法等理 论知识有机地联系起来，并通过进一步的综合、分析 和应用，最后建立模型。

该过程能使学生的思维能力 得到综合发展，提升学科核心素养。

1建构物理模型，发展比较、分析的思维能力
物理模型就是基于教学对象的特征，以实物或图 画的形式直接呈现，将抽象的生物学知识以直观、具 体的形式展现出来，促进学生对知识本质的理解。

在 学习一些相似的概念或生理过程时，教师可以引导学 生通过构建物理模型直观地进行比较，从而加深对知 识的理解和记忆。

例如，在学习DNA分子的复制、转 录和翻译时，教师往往借助教材的图片或动画演示来 组织学习，难免会过分注重教师的主导和讲授，结果 学生不能很好地辨别概念，建构自己的知识体系，容 易脱离生物学科本身的系统科学性和概念间的严密 逻辑性，死记硬背大量的知识点。

因此，教师可以采 用先阅读教材、观看动画演示，后利用物理模型操作 演练生理过程的方式，让学生摆脱“课上都懂,课后糊 涂”的困境。

鼓励学生在前面制作的DNA双螺旋结 构模型的基础上制作DNA分子的复制、转录和翻译 过程的物理模型。

在此过程中，学生可以清晰地概述这些重要的生理过程，并对这三种生理过程的场所、所需要的模板、原料和酶等条件进行横向比较。

教师 再通过问题引导，学生不难分析得出“亲代传递给子 代的遗传信息主要编码在DNA分子上”这一概念。

建构物理模型可帮助学生增加感性认识,克服对 微观结构认识的困难，使学生领悟科学研究的方法并 习得相关的操作技能，提升学生比较和分析的思维 能力。

2构建概念模型，发展归纳、概括的思维能力
概念模型是指通过文字来总结事物本质特征的 学习模型，通常是以语言、符号与图形相结合的方式 来简化抽象的生物学知识，包括图解式解释模型和概 念图。

图解式解释模型指的是通过图解将抽象的生 命活动规律、原理等图示化、直观化、模式化。

例如，在“生态系统的能量流动”一节的学习中，教师可以 引导学生从一条具体的食物链出发，分别画出生产 者、初级消费者体内能量的去路，再尝试画出能量流 经每个营养级（最高营养级除外）的概念模型，最后 概括能量在整个生态系统中的流动过程模型。

之后 再以教材中经典的林德曼对赛达伯格湖的研究为例，引导学生检验自己建构的概念模型，并分析能量流动 的特点。

这个学习过程就是学生进行归纳和概括的 思维过程。

概念图将有关概念或易混渚的概念用箭 头等方式组织在一起，使知识成线、成面。

例如，绘制 “人体的免疫调节”的概念图时，可以从免疫系统的 组成、免疫的种类、免疫的功能、免疫失调及免疫学应 用这几个方面来概括，然后细化子概念，体现概念间 的逻辑性。

概念图易于阐明一些复杂的概念及相互 之间的关系，学生自主构建概念图的过程也是一个审 视自我知识体系的过程。

2020年第6期（x)
教学研究----------------基于学科核心素养的高中生物学
课堂教学策略研究
江苏省锡东高级中学（2丨4!〇5)李光宇
摘要《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确提出生物学学科核心素养包括生命观念、科学思 维、科学探究以及社会责任4个部分。

基于学科核心素养的高中生物学课堂教学，必须始终坚持以培养学 生的核心素养为目标，借助于多元化的教学策略，促进课堂教学效率的持续提升，从而真正让学生具备符 合个人发展与社会发展需求的素质与能力。

关键词生物学课堂;核心素养;教学策略
文章编号 1005 -2259(2020)6x-0013 -02
高中生物学课堂教学中，教师应注重对学生学科 核心素养的培养，这不单会影响学生的综合素质，还 关系到其价值观的塑造。

核心素养的培养要求教师 能够根据生物学科的特征，帮助学生构建知识体系，同时提高个人与社会发展应当具备的素质与能力，如情感观念、价值观念等。

1基于核心素养的高中生物学课堂教学目标
在高中生物学课堂教学中培养学生的核心素养，需要教师全面深人地理解核心素养的内涵。

生命观
构建概念模型是一个知识可视化的过程，常有 “一图胜千言”的说法。

通过自主建构概念模型，学 生可以了解自己对生物学知识的认知障碍，掌握学习 的主动权，发展自身归纳和概括的思维能力。

3构建数学模型，发展抽象、推理的思维能力
把现实世界中的实际问题加以提炼，可以抽象为 数学模型，求出模型的解，验证模型的合理性，并用该 数学模型所提供的解答来解释现实问题，我们把数学 知识的这一应用过程称为数学建模。

高中生物学知 识的呈现以描述性语言为主，学生不善于运用数学工 具来解决生物学中的一些问题,这就需要教师在日常 教学中给予提炼和总结，并进行数学建模训练。

例 如，在“基因是具有遗传效应的DNA片段”一节的学 习中，教师可以出示部分DNA片段，用不完全归纳法 寻找碱基对数和脱氧核苷酸排列方式之间的关系，构 建数学模型个碱基对的DNA分子共有4"种脱氧 核苷酸的排列方式,4种脱氧核苷酸的排列顺序极其 多样，而碱基的特定排列顺序又构成了 DNA分子的念:对生物学课程相关概念知识的理解和应用，学生 生命观念的形成与发展需要教师进行合理引导;科学 思维:培养高中生思考和解决问题的思维习惯;科学 探究:让学生学会自主探究的基本方法与技巧，培养 学生的合作精神与创新思维，使学生在解决生物学问 题的过程中能够拥有更好的分析探究能力；社会责 任:要求学生将所学知识应用到实际生活中，更多地 关注社会。

社会责任的培养必须要坚持循序渐进，在 课堂教学活动中逐渐融入[1]。

特异性。

通过数学模型可以很好地解释DNA分子的 多样性和特异性。

数学模型是对原型的抽象和概括。

学生在分析 原型、构建数学模型的过程中能培养抽象思维能力。

而从分析教材已有的数学模型到尝试自己建立数学 模型，则能培养学生的类比推理和知识迁移的能力。

总之，模型建构教学不仅可以有效提高学生的课 堂参与度，帮助学生形成和记忆相关的生物学概念，理解生物学现象的本质，更有利于培养学生的科学思 维，促进科学思维素养四个水平的达成，有效发展学 生的生物学学科核心素养。

参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准:
2017年版[M].北京:人民教育出版社,2018.
[2]赵萍萍，刘恩山.生物学建模教学研究进展及启示[J].
生物学通报，2015(1):丨9-23.
[3]余业华.基于高中生物学科核心素养的模型建构法应用
研究[J].中学生物学，2018,34(3) :15 -17. A。