模型建构在高中教学中的实践与应用

一、概念模型：
3. 构建的一般步骤：
⑶标明概念之间关系 ：
一、概念模型：
3. 构建的一般步骤：
⑷修改和完善：
概念图建立后，一般要经过多次的修订：首先自己 对所建立的概念图要认真审阅，仔细推敲，看是否反映了 概念的核心、内涵和外延；其次要将概念图给他人看，不 同人看问题的角度是不一样的，概念图建成后不同人的使 用是否会造成误解，因为我们自己看，我们只会按照我们 已经形成的思路去思考，而其他人就不一定。
（2）构建等级概念模型用以纠正知识的偏 差
一、概念模型：
4. 概念模型的类型及作用：
（3）构建放射概念模型用以建立知识的网 络
一、概念模型：
4. 概念模型的类型及作用：
（4）集合形式
一、概念模型：
5. 概念模型构建的范围
（1）根据一节教材内容构建概念模型
一、概念模型：
5. 概念模型构建的范围
（4）按照相互关系连接各基本原件；
按照上述要求相互之间初步连接。
（5）检验与修补。
对照模型构建要求，不断检验和修补模型。
A
T
T
A
G
C
C
G
三、物理模型：
3. 新课程教材涉及内容：
生物体结构体结构模 型、DNA 分子双螺旋结构模型、生物膜镶嵌模型、减数 分裂中染色体变化模型等。
二、数学模型：
2.构建的一般步骤：
（1）观察研究对象，提出问题：
细菌基数为N0，细菌每分裂一次需要一定的时间。
（2）提出模型假设：
在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会
受种群密度增加的影响。
以细菌繁殖Nt=N0 λt为例
二、数学模型：
2.构建的一般步骤：
（3）根据实验数据，建构模型： Nt=N0 λt，N0代表细菌初始数量，t表示第几代，Nt表示t代细菌数量。 （4）进一步观察，修正模型：
二、数学模型：
3.其他常见的数学模型：
• （5）遗传病概率：一对夫妇，其后代若仅考虑甲病的得病 几率，则得病可能性为a，正常的可能性为b，若仅考虑乙病 的得病几率，则得病几率为c，正常的可能性为d，则这对夫 妻结婚后，要生一个孩子，此孩子①只有一种病的可能性是 多少？②两病均患可能性是多少？③患病的可能性是多少？ ④不患病的可能性是多少？ • 数学模型：①X（只有一种病）= a＋c—２ac＝ad+bc • ②X（两病均患）= ac＝（1—b）×（1—d） • ③X（患病）= a＋c—ac =ad+bc+ ac • ④X（不患病）=bd=（1—a）×（1—c）
模型构建要求：
1. 明确需要制作模型的特点； 2. 对照制作步骤进行有序操作；
3. 注意后期检验和完善。
谢谢大家
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（2）根据一章教材内容构建概念模型
一、概念模型：
5. 概念模型构建的范围
（3）根据一册教材内容构建概念模型
二、数学模型：
1.定义：
数学模型是用来描述一个系统或它的性 质的数学形式。或者说是为了某种目的，用 字母、数字及其它数学符号建立起来的等式 或不等式。
二、数学模型：
2.构建的一般步骤：
（1）观察研究对象，提出问题; （2）提出模型假设; （3）根据实验数据，建构模型; （4）进一步观察，修正模型。 以细菌繁殖Nt=N0 λt为例
（5）规范绘制概念图应注意:
概念图中每个概念只出现一次。 连接两个概念间的联系词应尽可能选用意义表 达具体明确的词。 概念名词要用方框和圆圈圈起来，而联系词则 不用。
一、概念模型：
4. 概念模型的类型及作用：
（1）构建环状概念模型用以理解知识的联 系
一、概念模型：
4. 概念模型的类型及作用：
② X（蛋白质分子量）=na—18· （n—m）
二、数学模型：
3.其他常见的数学模型：
• （2）DNA的结构： • ①已知某一种碱基的比例，求解另外一种与之不能配对的碱 基所占的比例？ • 数学模型：X%=50%—B% • 模型中各参数的意义：X%为所求碱基的比例；50%为碱基 数的一半；B%为已知碱基所占的比例。 • ② 已知DNA分子其中一条链中不能配对的两个碱基之和占 该单链碱基总数的比率为n时，则另外一条链中，其相对应 的比值是多少？ • 数学模型：X（另外一条单链）=1—ｎ
二、数学模型：
3.其他常见的数学模型：
• （8）能量流动数学模型： • 数学模型：Qn+1=λQn • 模型中各参数的意义：Qn+1表示n+1营养级同化的能 量；λ表示从n营养级到n+1营养级的能量传递效率； Qn表示n营养级同化的能量。
三、物理模型：
1.定义：
物理模型就是以实物或图画形式直观地 表达认识对象的特征。在教材中出现的也有 很多，比如细胞模型，细胞的亚显微结构示 意图，ＤＮＡ的双螺旋结构，生态农业系统 等等。
一、概念模型：
3. 构建的一般步骤：
⑵画出初步关系图并建立连接 ； 初步拟定概念图各个概念之间的纵向和横向 分支，然后先用铅笔描出初步的连接，箭头的指 向等。上下级关系、并列关系等都要注意排列的 位置，尽量避免交叉。如图形中的自由重组和交 叉重组、变异性和多样性应该是并列的，而导致 新基因型产生的原因应该是基因重组等。建立初 步连接后要仔细的审定一下连接是否合理，如不 合理要及时纠正。
模型的分类
三种模型的建构
一、概念模型：
1.定义：
概念模型是对真实世界中某个问题域内的 事物进行描述,多以文字表述来抽象概括出事物 本质特征的模型，是对研究客体所做的一种科 学抽象,也可以称之为抽象模型。 概念模型包括：中心概念、内涵、外延。 在新课程生物教材中，概念模型通常以概念图 的形式出现，表达概念之间的相互关系，体现 知识的网络构架。通过概念模型的构建，有利 于对概念知识的理解和联系。
二、数学模型：
3.其他常见的数学模型：
• （3）DNA分子的复制：
• ①复制n次，需游离的与已知碱基不能配对的碱基数是：
• 数学模型：N=（2n－１）M（1/2q－1） • ② 第n次复制，需游离的与已知碱基不能配对的碱基数是：
• 数学模型：N=2（n—1）M（1－2q）/2q
• 模型中各参数的意义：N为所求碱基酸数量；n次复制或第n次复 制；M为某种碱基的数量；q为这种碱基所占的比例。
二、数学模型：
3.其他常见的数学模型：
• （6）基因频率： • ①抽样调查：新课程教材中给出了种群抽样调查后基因频率的计 算方式，根据课本给出例题总结出来的基因频率的计算公式为： • 数学模型：A=AA个体比率+Aa个体比率/2； a=Aa个体比率/2+aa 个体比率 • ② 稳定群体基因频率：对于大而稳定的种群，由于基因频率一般 是稳定的，所以不会给出很多参考数据，往往只有一个数据，对 于这一类问题基因频率的计算公式为： • 数学模型：（p+q）2⇒p2＋q2＋２pq＝１ • 模型中各参数的意义：如p表示显性基因基因频率，则q表示隐性 基因基因频率，p2表示显性纯合子基因型频率，q2表示隐性纯合 子基因型频率，2pq表示杂合子基因型频率。
一、概念模型：
2. 新课程教材涉及内容：
高中生物新课程教材中涉及概念的内容非常多， 几乎每一章、每一节内容都可以用概念图的形式 加以表示，在复习时，还可以将不同章节的相关 内容以概念图的形式表现出来，以便同学们形成 一定的知识网络，便于对知识的理解和复习。
一、概念模型：
3. 构建的一般步骤：
二、数学模型：
3.其他常见的数学模型：
• （4）遗传定律： • ① 将Dd个体自交，在F1中选择显性个体让其自交得到F2，在F2 中再选择显性个体让其自交，……，Fn代中，能够稳定遗传的显 性个体占所有显性性状个体的比例是多少？ • 数学模型：X=（2n—1）/（2n+1） • ② 将Dd个体自交，在F1中选择显性个体让其自由交配（自交和杂 交）得到F2，在F2中再选择显性个体让其自由交配，……，Fn代 中，能够稳定遗传的显性个体占所有显性性状个体的比例是多少？ • 数学模型：X= n/（n+2） • F1的配子数、表现型、F2基因型数目、分离比与杂交亲本基因 对数的关系
浅谈高中教学中的模型建构
• 建模的背景 • 建模的理论 • 模型的概念 • 模型的分类 • 模型的建构
模型建构的背景
• 贝塔朗菲的系统论 • 美国《国家科学教育标准》 • 《普通高中生物课程标准(实验)》
模型建构的理论基础
• 建构主义理论
• 奥苏贝尔的认知同化论 • 皮亚杰认知发展理论
模型的概念
一、概念模型：
3. 构建的一般步骤：
⑴理清概念之间关系：
在基因重组概念模 型中，首先要确定杂合子 、自由组合、交叉重组、 基因重组、新基因型、新 表现型、变异性、多样性 、生物进化的原材料各个 概念的范围、前后关系等 。比如自由重组和交叉重 组应该是并列关系，新基 因型是新表现性的基础和 原因等等。
• 《美国国家科学教育标准》中的表述
“模型是与真实物体、单一事件或一类事 物对应的而且具有解释力的试探性体系或 结构。”
模型的概念
• 必修1中对模型的定义：
“模型是人们为了某种特定目的而对认 识对象所做的一种简化的描述,这种描述可 以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具 体的实物或其他形象化的手段,有的则通过 抽象的形式来表达”
⑴理清概念之间关系 ；
⑵画出初步关系图并建立连接 ；
⑶标明概念之间关系 ； ⑷修改和完善。
一、概念模型：
3. 构建的一般步骤：
以基因重组为生物进化提供原材料的模型构建为例来加以说明
一、概念模型：
3. 构建的一般步骤：
⑴理清概念之间关系： 要构建概念图，首先要明确各概念范 围，确定各关键概念等级，然后理清几个 概念之间的关系。关键概念关系理不清， 就无法正确的构建概念图，所以理清关系 是构建概念图的第一步，也是最关键的一 步。