模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

1、精選文檔模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用 模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)生疏對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)。 一、關(guān)于模型的形式或種類(lèi)，不同論著中的說(shuō)法有所相同。人教版新教材中模型有三種，其含義如下：物理模型是指以實(shí)物或圖畫(huà)形式直觀地表達(dá)生疏對(duì)象特征的模型，如人工制作或繪制的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型等；概念模型是指以文字表述來(lái)抽象概括出事物本質(zhì)特征的模型，如對(duì)真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)共同特征的文字描述、光合作用過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化的解釋、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)的解釋模型等；數(shù)學(xué)模型是指用

2、來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，如“J”型種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型Nt=N0t、有絲分裂過(guò)程中DNA含量變化曲線(xiàn)、酶的活性隨pH變化而變化的曲線(xiàn)、同一植物不同器官對(duì)生長(zhǎng)素濃度的反應(yīng)曲線(xiàn)、孟德?tīng)柾愣闺s交試驗(yàn)中9：3：3：1的比例關(guān)系等。應(yīng)當(dāng)指出，物理模型既包括靜態(tài)的結(jié)構(gòu)模型，如真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型、細(xì)胞膜的流淌鑲嵌模型等；又包括動(dòng)態(tài)的過(guò)程模型，如教材中同學(xué)動(dòng)手構(gòu)建的減數(shù)分裂中染色體變化的模型、血糖調(diào)整的模型等。二、模型建構(gòu)的意義及教學(xué)應(yīng)用 模型的方法是以爭(zhēng)辯模型來(lái)揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法，是以簡(jiǎn)化和直觀的形式來(lái)顯示簡(jiǎn)單事物或過(guò)程的手段。在生物學(xué)教學(xué)中，假如能在老師的引導(dǎo)下，讓同學(xué)在肯定的

3、情境中通過(guò)自己動(dòng)手，建構(gòu)相關(guān)模型來(lái)學(xué)習(xí)生物學(xué)學(xué)問(wèn)，將會(huì)格外有利于同學(xué)對(duì)相關(guān)學(xué)問(wèn)的把握。在模型建構(gòu)教學(xué)活動(dòng)中，是以同學(xué)為主體，以建構(gòu)模型為主線(xiàn)，讓同學(xué)去探究、溝通和學(xué)習(xí)，留意學(xué)習(xí)過(guò)程的主動(dòng)性和樂(lè)觀性，而同學(xué)一旦把握了模型建構(gòu)的方法，也就把握了一種科學(xué)爭(zhēng)辯的方法，這正符合新課改理念。下面就以教材中介紹的三種模型在具體的教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用為例，呈現(xiàn)模型建構(gòu)的實(shí)際意義。1.建構(gòu)概念模型，梳理學(xué)問(wèn)間內(nèi)在關(guān)系建構(gòu)概念模型可以使同學(xué)深化理解基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)，辨析學(xué)問(wèn)點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)分，使學(xué)問(wèn)結(jié)構(gòu)化，同時(shí)有利于培育同學(xué)的歸納、概括和語(yǔ)言表述力量。人教版遺傳與進(jìn)化模塊中，在現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來(lái)一節(jié)，教材借助一個(gè)理論模型

4、來(lái)介紹達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)（見(jiàn)下圖）。該模型呈現(xiàn)了過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異和適者生存等自然選擇學(xué)說(shuō)核心內(nèi)容的相互關(guān)系，但出于讓同學(xué)具體了解該學(xué)說(shuō)的目的，該模型的內(nèi)容相對(duì)較多，各觀點(diǎn)之間的關(guān)系不明朗，不易于同學(xué)理解把握。在講授該部分內(nèi)容時(shí)，讓同學(xué)分組爭(zhēng)辯，嘗試重新建構(gòu)該學(xué)說(shuō)的理論模型，同學(xué)經(jīng)爭(zhēng)辯后建構(gòu)了一個(gè)新的模型（見(jiàn)上圖），新模型內(nèi)容簡(jiǎn)潔，各觀點(diǎn)間的相關(guān)關(guān)系明白，易于把握。平常培育同學(xué)樹(shù)立相關(guān)概念之間的關(guān)系，為高考復(fù)習(xí)的有效性奠定了基礎(chǔ)。2. 建構(gòu)物理模型，使學(xué)問(wèn)形象化、直觀化 如人教版遺傳與進(jìn)化模塊中的DNA分子的結(jié)構(gòu)一節(jié)，重在引導(dǎo)同學(xué)仿照科學(xué)家建立DNA結(jié)構(gòu)的模型。在教學(xué)中首先由老師引

5、導(dǎo)同學(xué)復(fù)習(xí)DNA分子的組成單位脫氧核糖核苷酸及其結(jié)構(gòu)組成，然后分發(fā)堿基、磷酸和脫氧核糖模型，由同學(xué)分組建構(gòu)4種脫氧核糖核苷酸的模型，隨后建構(gòu)多脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈模型，在此過(guò)程中老師提示脫氧核苷酸之間靠3-5磷酸二酯鍵連接，并訂正同學(xué)的錯(cuò)誤。之后老師引導(dǎo)同學(xué)閱讀教材中P47-P48的閱讀材料，知道當(dāng)時(shí)沃森和克里克據(jù)DNA衍射圖譜推算出DNA分子應(yīng)呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，讓同學(xué)連續(xù)建構(gòu)模型。最終再引導(dǎo)同學(xué)從材料中得到“DNA中堿基A與T配對(duì)，G與C配對(duì)”的信息，讓同學(xué)修改完成模型。在建構(gòu)該模型的過(guò)程中，使同學(xué)能夠感悟DNA分子結(jié)構(gòu)建立過(guò)程中的科學(xué)探究精神和思維方法，同時(shí)培育了同學(xué)的創(chuàng)新思維力量及合作探究力量。3

6、. 建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，揭示問(wèn)題本質(zhì)數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的一般步驟為：觀看爭(zhēng)辯對(duì)象，提出問(wèn)題提出合理的假設(shè)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)通過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)或觀看等對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。在教學(xué)中可以以人教版穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊種群數(shù)量的變化一節(jié)中“建構(gòu)種群數(shù)量增長(zhǎng)的模型”為例，引導(dǎo)同學(xué)建構(gòu)出Nn=2n的數(shù)學(xué)模型，然后再畫(huà)出曲線(xiàn)圖，在此基礎(chǔ)上建構(gòu)抱負(fù)狀態(tài)下“J”型種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型Nt=N0t，以此熬煉同學(xué)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的力量。 數(shù)學(xué)模型有多種形式，如數(shù)學(xué)等式或不等式（用字母、數(shù)字和其他數(shù)學(xué)符號(hào)構(gòu)成）、曲線(xiàn)圖（如右圖所示）、數(shù)學(xué)集合圖示、數(shù)學(xué)比例式（孟德?tīng)栯s交試驗(yàn)中的3：1，9：3：3：1，1：1：1：1）等，在教學(xué)過(guò)程中，可據(jù)需要機(jī)敏運(yùn)用。通過(guò)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型可以對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行量化，以數(shù)量關(guān)系描述生命現(xiàn)象，再運(yùn)用規(guī)律推理、求解和運(yùn)算等達(dá)到對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行爭(zhēng)辯的目的。在建構(gòu)過(guò)程中使同學(xué)能從現(xiàn)象中揭示出本質(zhì)和規(guī)律，可以培育同學(xué)的分析、推理與綜合