模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中運用

前言：本站為你精心整理了模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中運用范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

【摘要】進入到高中階段，學(xué)生所需要學(xué)習(xí)的科目相對較多，且知識點具有一定難度，這就無形中為學(xué)生帶來一定的學(xué)習(xí)壓力。生物學(xué)作為高中的重要科目之一，為優(yōu)化教學(xué)效果，幫助學(xué)生在有限課堂時間內(nèi)盡可能多地掌握知識，強化自身的知識理解與知識應(yīng)用能力，形成學(xué)科核心素養(yǎng)，需要教師引入多樣化教學(xué)方法，運用模型構(gòu)建輔助學(xué)生直觀性學(xué)習(xí)，以收獲理想化的教學(xué)成效。本文首先分析新教材背景下模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中的運用作用，其次從幾個方面深入說明并探討模型構(gòu)建的教學(xué)運用策略，以供參考。

【關(guān)鍵詞】新教材；高中生物；模型構(gòu)建

模型屬于簡化、概括形式的描述，但是此種描述分別有定性與定量兩種。部分模型需要依托實物、其他形象化手段來實現(xiàn)，而部分模型則是強調(diào)通過抽象形式來表達。在新課程改革進程中，生物課堂對生命規(guī)律的闡述已經(jīng)不再局限于語言，而且考慮到生物學(xué)知識的復(fù)雜性，為實現(xiàn)既定教學(xué)目標(biāo)，很多教師開始嘗試運用模型構(gòu)建法來實施教學(xué)，并且在實際應(yīng)用中，該方法的作用愈加突出。不僅有效解決了生物教學(xué)中的理解困難、教學(xué)形式單一的問題，同時也讓學(xué)生感受到生物世界的奇妙之處，調(diào)動學(xué)生積極學(xué)習(xí)生物的內(nèi)在動力。

一、新教材背景下模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中的運用作用

（一）提高學(xué)習(xí)積極性

高中階段的生物知識已經(jīng)具備一定難度，且知識內(nèi)容具有抽象性特點，學(xué)生在進行理論知識學(xué)習(xí)時，通常需要通過記憶知識定義進行學(xué)習(xí)，但是此種學(xué)習(xí)方式相對枯燥，長此以往極其容易弱化學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。為切實轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)狀，教師可引入模型構(gòu)建法，將教材中的理論知識生動立體地呈現(xiàn)給學(xué)生，輔助學(xué)生在理解生物概念與知識重難點的基礎(chǔ)上，掌握知識應(yīng)用方式。而且模型構(gòu)建法有助于營造良好的課堂氛圍，有效調(diào)動學(xué)生知識探究的欲望。以《細胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作》教學(xué)為例，教師可在課堂中為學(xué)生展示細胞構(gòu)造模型，讓學(xué)生直觀看到細胞中的各個部位，然后結(jié)合教材及對細胞構(gòu)造展開深入探究，突出模型構(gòu)建法在生物課堂中的應(yīng)用效能。在課后，教師可繼續(xù)為學(xué)生布置實踐性作業(yè)任務(wù)，鼓勵學(xué)生應(yīng)用線繩、鐵絲、木板、大頭針、泡沫板等材料，分組合作制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)模型，同時為了方便觀察，教師可建議學(xué)生用不同顏色對細胞結(jié)構(gòu)進行區(qū)分，使之各部位結(jié)構(gòu)特點更加突出，讓學(xué)生真實感受模型構(gòu)建的操作過程以及觀察過程。進入到正式操作之前，教師要讓小組成員自主分工，確定模型制作的操作過程，并讓學(xué)生就制作完成的模型展開探究性學(xué)習(xí)，以達到知識鞏固的目的。

（二）深化對生物學(xué)概念的理解

生物學(xué)概念屬于生物課程中最為基礎(chǔ)的知識內(nèi)容，是學(xué)生進行理性判斷與客觀推理的重要依據(jù)。高中階段的生物教學(xué)，既有理論性知識，也不乏實驗性知識，所涉及到的概念都要求學(xué)生一字不落地記憶在腦海中，但是由于概念較為抽象，因此需要學(xué)生掌握其中的記憶技巧。如果可以將生物學(xué)概念轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵詞、箭頭連接的形式，必然可以讓生物學(xué)概念更加直觀具體、簡單易懂，讓學(xué)生借助此圖像便可了解到事物基本特征。有氧呼吸過程、中心法則、體溫調(diào)節(jié)、光合作用過程等均可用圖解來表現(xiàn)，通過模型構(gòu)建與生物教學(xué)的有機結(jié)合，促使學(xué)生對生物學(xué)概念建立深刻理解，并學(xué)會用語言正確表述，充分鍛煉學(xué)生歸納與概括能力，形成科學(xué)思維的習(xí)慣。以《細胞的基本結(jié)構(gòu)》教學(xué)為例，教師可帶領(lǐng)學(xué)生利用概念模型總結(jié)歸納細胞結(jié)構(gòu)相關(guān)知識點，進而形成一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)。由于學(xué)生親身參與到概念模型的構(gòu)建中，所以對于單層膜細胞器、雙層膜細胞器、無膜細胞器等易錯知識點的形成清晰理解，了解它們的異同，這也就避免后續(xù)知識應(yīng)用時出現(xiàn)混淆。

（三）提高課堂教學(xué)效率

生物學(xué)科知識并非是獨立存在的，與其他學(xué)科之間存在密切聯(lián)系，教師僅應(yīng)用傳統(tǒng)方法進行授課，必然無法滿足當(dāng)前的教學(xué)與學(xué)習(xí)需求。對此，教師可將生物知識與數(shù)學(xué)知識聯(lián)系起來，通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，來形象描述生物學(xué)現(xiàn)象。數(shù)學(xué)模型適用于一個系統(tǒng)的描述及性質(zhì)的描述，曲線圖、數(shù)學(xué)方程式均是數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式，將其應(yīng)用到高中生物教學(xué)中，可以將抽象問題具體化，在一定程度上降低理解難度，增加解題準(zhǔn)確率，是解決生物學(xué)科中包含的數(shù)學(xué)問題的關(guān)鍵方式。通常情況下，生物學(xué)科中關(guān)于描述、解釋、預(yù)測種群數(shù)量變化等知識內(nèi)容，都可以將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型。以《種群的數(shù)量變化》教學(xué)為例，在探究“種群數(shù)量如何變化”這一問題時，教師可為學(xué)生提供已知條件“細菌每20分鐘分裂一次”，讓學(xué)生結(jié)合條件補充教材中的表格，并且在坐標(biāo)圖中標(biāo)注出數(shù)據(jù)結(jié)果，用曲線將各個點連接起來。經(jīng)過自主填表繪圖后，學(xué)生得出“J”型的增長曲線，進而了解到細菌數(shù)量的增長趨勢。曲線圖與數(shù)學(xué)方程式相對比，其優(yōu)勢是簡潔、明了，所以說數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用有助于簡化生物知識點的理解難度，讓學(xué)生以喜聞樂見的方式進行學(xué)習(xí)，使生物課堂教學(xué)效率得到顯著提升。

二、新教材背景下模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中的運用策略

（一）構(gòu)建靜態(tài)模型

教師在開展生物學(xué)教學(xué)的過程中，如果僅僅是要求學(xué)生機械化記憶染色體、胰島素、光合作用等概念性知識點，必然會降低課堂的生動性，甚至弱化學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣。常言道，興趣是最好的老師。教師在組織教學(xué)時，可鼓勵學(xué)生自主制作靜態(tài)模型，促使學(xué)生借助模型制作的這一過程，深刻理解知識重難點，并掌握生物知識之間的內(nèi)在規(guī)律。以“蛋白質(zhì)”知識點教學(xué)為例，為輔助學(xué)生理解概念，教師可出示雞蛋、豆?jié){、牛奶等食物圖片，然后引導(dǎo)學(xué)生思考：“為什么人體每天都要保證蛋白質(zhì)的攝入？”學(xué)生在思考問題時注意力也會高度集中，這時教師便可基于學(xué)生的回答，為其出示蛋白質(zhì)元素分析圖，在此基礎(chǔ)上鼓勵學(xué)生小組合作，共同分析氨基酸結(jié)構(gòu)特點以及識別方法，并為其提供氨基酸結(jié)構(gòu)的卡片，要求學(xué)生參照教材，利用手中卡片材料，制作蛋白質(zhì)實物靜態(tài)模型，最后每組安排一名代表介紹模型制作原理以及蛋白質(zhì)形成過程。待完成上述步驟后，正式導(dǎo)入新知識，展開深入教學(xué)，這樣既能有效改善以往固化刻板的教學(xué)現(xiàn)狀，而且便于加深學(xué)生對知識的印象，使生物課堂教學(xué)效率大大提升，并顯著激活學(xué)生對生物學(xué)科的喜愛度，促使其自主學(xué)習(xí)與探究意識得到增強，持續(xù)優(yōu)化生物教學(xué)的實效性。

（二）制作動態(tài)模型

教師在組織生物教學(xué)時，為有效調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，彰顯學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的主體地位，要引導(dǎo)學(xué)生掌握模型的制作技巧，增進學(xué)生對生物學(xué)原理的認知。需要教師注意的是，教師要盡量減少指示性語言的應(yīng)用，適當(dāng)引入教學(xué)問題，以更好地啟發(fā)學(xué)生思考，使學(xué)生積極主動投入到動態(tài)模型制作中。以“滲透現(xiàn)象”教學(xué)為例，教師需要在課前提前為學(xué)生準(zhǔn)備好制作材料，比如玻璃紙、漏斗等，然后指導(dǎo)學(xué)生將漏斗外部用玻璃紙密封好，再向內(nèi)緩慢滴入蔗糖溶液，最后把漏斗放在盛滿清水的透明杯內(nèi)，讓學(xué)生留心觀察漏斗中產(chǎn)生的變化現(xiàn)象。學(xué)生經(jīng)過觀察后發(fā)現(xiàn)，蔗糖溶液的液體表面在緩緩升高，經(jīng)過對這一現(xiàn)象的總結(jié)分析后得出“蔗糖溶液滲透壓要比清水更大”，進而了解到溶劑從稀溶液側(cè)透過膜流到濃溶液側(cè)的現(xiàn)象便是滲透現(xiàn)象。經(jīng)過本次模型構(gòu)建式教學(xué)實踐可以明顯了解到，雖然生物知識抽象晦澀、涉及范圍廣，但是應(yīng)用模型構(gòu)建法實施教學(xué)，卻可以將抽象知識轉(zhuǎn)化為直觀形象的形式，使學(xué)生獲得驗證并鞏固知識。

（三）構(gòu)建虛擬模型

為提高模型應(yīng)用效能，教師在講解知識重難點時，可嘗試借助多媒體教學(xué)設(shè)備輔助模型構(gòu)建式教學(xué)，而且此種方式也是學(xué)生所喜聞樂見的。具體到教學(xué)實踐中，教師可將虛擬模型轉(zhuǎn)化為課件形式或者動畫形式，以“細胞的生活環(huán)境”教學(xué)為例，為加深學(xué)生對本節(jié)課的知識印象，教師可借助課件向?qū)W生演示“血細胞生活在血漿”以及“組織液的形成與回流”的虛擬模型，讓學(xué)生直接通過模型觀察去了解血漿、血清等概念性知識。在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)以幻燈片的形式為學(xué)生演示血液循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等模型，助力學(xué)生在直觀形式下輕松掌握氣體交換、營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程。最后，通過動畫形式模擬演繹生物內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境進行物質(zhì)交換的過程。用多媒體教學(xué)給學(xué)生構(gòu)筑一個虛擬現(xiàn)實，使學(xué)生對生物知識建立充分的感性認知。生物學(xué)科知識之間具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，實施模型建構(gòu)式生物教學(xué)，一方面可以輔助學(xué)生將新知識與舊知識串聯(lián)起來，逐步構(gòu)建起屬于學(xué)生自己的知識體系，另一方面也能提高學(xué)生對生物知識點的記憶效果。

（四）觀察實物模型

發(fā)展學(xué)生模型構(gòu)建思維，是優(yōu)化生物教學(xué)成效的有效方式。教師在實際授課階段，應(yīng)著重帶領(lǐng)學(xué)生對實物模型展開觀察與探究，讓學(xué)生在這一過程中充分發(fā)揮主觀能動性，促使學(xué)生在自主構(gòu)建模型、觀察模型、討論模型中充分鍛煉自身的模型構(gòu)建水平，為生物學(xué)知識的靈活應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。以“染色體的變化過程”知識點教學(xué)為例，為讓學(xué)生充分發(fā)揮主體性，教師可要求學(xué)生按照小組制作染色體實物模型、擺出染色體行為。然后，為學(xué)生留出5～8分鐘觀察思考時間，讓學(xué)生自由談一談染色體行為的具體依據(jù)，并每組安排一名學(xué)生借助模型演示本組分析結(jié)論。此種模式的教學(xué)過程，可以有效提高全體學(xué)生對課堂教學(xué)活動的參與程度，促使學(xué)生通過染色體相關(guān)模型的構(gòu)建掌握到生物知識的內(nèi)涵。由此可見，構(gòu)建模型可以讓學(xué)生在生物學(xué)知識學(xué)習(xí)中做到觸類旁通，在有限課堂時間內(nèi)將知識重點、難點內(nèi)化于心，持續(xù)提高課堂教學(xué)效率。

三、結(jié)束語

綜上所述，模型構(gòu)建強調(diào)學(xué)生的主體性，將其應(yīng)用到高中生物教學(xué)環(huán)節(jié)，有助于促進學(xué)生學(xué)科能力與學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。因此，教師在組織教學(xué)階段，需要帶領(lǐng)學(xué)生對多種模型展開深入觀察探究，使學(xué)生掌握到靜態(tài)模型、動態(tài)模型、虛擬模型、實物模型的構(gòu)建技巧，并在多種形式模型的輔助下對生物學(xué)科知識建立深刻理解，逐步培養(yǎng)學(xué)生歸納概括、邏輯推理、理性分析等能力，通過改善以往枯燥單一的授課形式，有效激活其生物學(xué)知識的探究欲望，促進其生物學(xué)科素養(yǎng)的提升，穩(wěn)步提升其生物學(xué)科成績。

【參考文獻】

[1]張羅國.高中生物教學(xué)模型構(gòu)建中的常見問題及應(yīng)對策略[J].家長，2022（13）：171-173.

[2]楊旭.基于模型構(gòu)建的高中生物課堂教學(xué)設(shè)計———以物理模型在“細胞膜結(jié)構(gòu)的探索”教學(xué)中的應(yīng)用為例[J].高考，2021（21）：149-150.

[3]康越.核心素養(yǎng)背景下概念模型在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學(xué)，2021.

[4]魏嬌.構(gòu)建數(shù)學(xué)模型在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2021（4）：290-291.

[5]靳寒瑩.模型構(gòu)建策略在高三生物學(xué)復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用與研究[D].重慶：西南大學(xué)，2021.

[6]張丹，俞秋錦.淺析模型教學(xué)法于生物課堂中的應(yīng)用與評價[A].2020學(xué)術(shù)年會報告文集[C].江蘇省教育學(xué)會，2021：95-100.

作者:王春晴 單位:深圳市寶安第一外國語學(xué)校高中部