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教學模型在高中生物中教學模式探究

模型建構教學方式不僅能讓學生系統地學習高中生物知識，而且可以引導其在學習過程中自主發現、探究和解決各種新問題。基于此，本文結合教學實踐，分析了高中生物教學中運用模型構建的三大要點，以供借鑒。 
模型構建是特有的邏輯方法之一，其通過研究模型來詮釋原型特征、形態及本質的一種方法。在教學中，學生經常反映"生物課知識的學習不像其他科目那樣系統，知識較為零散"。所以，如何系統地、全面地將知識傳授給學生是高中生物教學的一大課題。而模型是人們解決特定的問題，經過一定的簡化、抽象，形成新型客體，從而使原型客體的本質屬性以物質形式或思維形式顯現出來。這是一種重要的科學操作和科學思維的方法。在日常的生物學教學中，我們一直在大量地使用模型，但如何有效運用這一資源，開展模型教學，以增進學生對模型的熟悉、對建模方法的理解，培養他們建模、運模的能力？　實際上，模型建構恰能很好地實現上述目標。鑒于此，本文結合教學實踐闡述了在高中生物教學中運用模型構建的三大要點。 
1.正確理解生物教學模型的內涵 
正確理解生物教學模型的內涵是在教學實踐中運用模型構建教學方式的前提和基礎。通常，生物教學模型可以劃分為數學模型、抽象模型、實物模型及物理模型四類，其中數學模型法指的是以符號、公式等數學語言來表征生物學的知識、現象；抽象模型法指的是通過抽象得到生物原型方面的本質屬性而使研究對象得以簡化；實物模型是采用相關實驗器材或者自制器材來形象展示教學相關內容的方法；物理模型指的是依照類似原理，將真實事物依照一定比例縮小或者放大成為模型，其狀態變量與原事物保持一致，但是能夠通過其模擬該事物的性質和功能，更加形象地來解釋認識對象。在新課程理念的指導下，上述三種模型已經開始應用到高中生物教學中。教師在教學實踐中應用此方式，需首先了解和把握各類模型的本質和演變方法。 
2.于課堂教學全過程中貫穿模型構建的方法 
2.1新授課程 
"形象大于思維"。對于新授課程，學生在概念和理論知識理解方面存在較大困難，所以教師應該最大程度利用模式圖、實物標本、形象化圖片等具象或者實物教學模型來幫助學生理解新知識。以細胞教學內容為例，本文體會到：教材上描述的均是在顯微鏡下才能觀察得到的細胞結構，對剛剛接觸這些內容的學生而言，缺乏形象化認識。但是，通過讓學生自己模擬制作"細胞立體結構模型"則有助于增強學生的感性認識、理解相關理論內容，而且可以激發其求知欲望。模型可使研究對象直觀化、簡約化，使之便于研究；又可以簡略地描述研究成果，使之便于理解和傳播；還可以用于計算、推導，延伸觀察和實驗結論等。因此，應充分地利用模型資源，使抽象的客觀具體化，引導學生進行探究。如對“減數分裂”內容進行教學時，教師可運用教科書中的哺乳動物精子（卵細胞）的形成圖解，還可以利用減數分裂中染色體變化的實物模型，并配以文字描述等多角度地運用各種模型資源，從不同的側面來反映減數分裂的本質屬性，使學生對減數分裂這一認知圖式構建得更完善。有條件的學校還可以用計算機模擬減數分裂的動態變化，宏觀地層現其微觀的動態過程，并有意識地引導學生進行進一步抽象，構建數學模型——染色體、DNA、姐妹染色單體的變化曲線，促使學生認知圖式的發展。實物模型不僅能夠詮釋生物科學的特征，而且有利于學生認識生物事物的原貌，對其記憶、理解、歸納、總結所學知識具有重要作用。教師基于實物模型組織教學能夠更加形象、直觀地闡述教學內容，符合學生的認知規律，有助于幫助學生建立知識聯系，把握知識重點，避免產生雜亂感、瑣碎感，提升教學效果。 
2.2習題課程 
在習題課程中，教師可以引導學生以模型的思想解答題目或者指導學生基于題干條件自主構建模型解答。在教與學的過程中，很多生物現象限于客觀條件，不能通過直接實驗的方式來認識問題。所以，高中生物教師應該在習題課堂中重點培養學生解決問題的能力，包括各種解題思想和方法，不斷拓展學生思維，避免讓學生陷入題海之中而產生厭煩、無助的情緒。我在必修二的多堂習題課上曾引導學生構建數學模型來解答問題，讓學生自主地將解答內容轉化為圖示或者公式形式，以數量關系、空間關系等來描述解題思路。
2.3復習課程 
生物教學中，復習課質量主要取決于教師能否有效地歸納和總結已授課程。實際上，在復習課上，依據知識之間的內在關聯構建抽象模型能夠實現有效地歸納和總結已授課程的目標。這樣構建的抽象模型有助于學生把握生物知識之間的內在聯系，達到融會貫通的學習效果。生物教學的主要內容在于闡述生命運動的形式及規律，而生命運動屬于自然界中最為復雜的運行形式，只有將其納入一個系統或者模型之內才能真正地理解其中各元素的聯系。因此，在生物教學實踐中，按照教學思路將知識循著一條主線貫穿在一起，有助于學生基于宏觀角度把握知識點，同時正確理解知識點之間的聯系與區別，達到事半功倍的教學效果。例如,關于動物的激素調節,可以讓學生分析人們對激素的認識過程，從而建構激素的概念；再聯系日常生活中的實例，如吃飯后大量的葡萄糖吸收到體內，但血液中的葡萄糖濃度只有短暫的升高，很快就恢復正常，讓學生討論吸收到體內的大量葡萄糖到哪里去了，為引出胰島素的知識作鋪墊；然后做模型建構的活動：用不同顏色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素,以小組為單位模擬吃飯后和運動后體內葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素的變化,建構血糖調節模型。 
3.正確認識模型構建的地位 
模型構建已經成為當前高中生物教學的內容之一，在某種程度上講，模型構建和理解模型是學生理解和掌握生物學知識的有效工具。高中學生構建模型均以清晰的背景知識為基礎，構建模型的過程是思維與行為的統一，在構建活動中實現主體的體驗、思考和創造，實現對知識架構的理解和把握。簡言之，模型教學不僅有助于揭示事物的本質，將內在的邏輯關系或者抽象概念轉化為圖像、公式、實物，而且有助于拓展模型構建主體的思維，提升其搜集、歸納和總結信息的能力。可見，模型構建在高中生物教學中發揮著重要作用，高中生物教師要在意識到此點基礎上，有效地利用這一教學方法。 
綜上，在生物教學中融入模型教學方法能夠有效地提升教學效果，幫助學生理解生物知識之間的內在關聯，拓展學生思維。高中生物教師應該在正確理解生物教學模型的基礎上，將模型構建融入課堂教學的整個過程，充分運用假設、歸納和演繹、實驗等方法構建模型，發揮模型構建在高中生物教學中的重要作用。