模型建构在高中生物教学中的运用

时间：2021-04-29 12:06:33 教育学我要投稿

模型建构在高中生物教学中的运用

　　学生能够通过结合数学知识与生物知识的方式，更加清晰的理解“生长素生理作用”及其双重性的特点，达到事半功倍的教学效果，以下是小编J.L为大家分享的2017年关于模型建构在高中生物教学中的运用之论文范文。

模型建构在高中生物教学中的运用

　　【摘要】本文针对高中生物教学中应用模型建构的一系列问题展开探讨与分析，首先分析了生物数学模型建构的主要优势，其次对高中生物教学中模型建构的主要内容以及基本程序进行分析，最后结合教学实例，对模型建构在高中生物教学中的具体应用展开论述与研究。

　　【关键词】高中生物;模型建构;教学

　　新课程标准中明确指出：高中阶段生物学科的教学活动应当帮助学生了解模型建构等科学方法在生物学科研究中的应用，培养学生模型建构的基本思维与能力，以模型建构的方式获得生物学科相关知识点。从这一角度上来说，教学工作者必须努力尝试模型建构方法与课堂教学实践的有机结合，以不断提高学生生物学科素养水平与科学探究能力。

　　一、生物教学模型建构优势分析

　　1.提高学生学习效率

　　模型建构思路下，教师可以带领学生切实参与到课堂实验以及各种观察活动中，不再受到传统灌输式教学模式的限制。学生作为课堂教学活动的参与主体，投入学习活动的积极性高、主动性高，利用模型建构工具辅助学习，能够从现象到本质、从形象至抽象，以全方位的掌握生物概念与知识点，进而起到提高学生学习效率的目的。

　　2.提高学生综合素质

　　将模型建构的过程与高中生物课堂教学相结合，能够促进学生深入探究所学生物知识点。模型建构自设计至应用本质上就是一个探究发展的过程，学生可以利用所掌握的生物知识点，发散思维并设计构建合理模型，以探究新知识与概念。同时，模型建构还可以培养学生思维灵活性，对增强小组内学生合作意识以及小组间竞争意识有重要意义，并且对培养学生细致严谨的学习态度也有重要意义。

　　3.提高教师教学水平

　　模型建构教学实践活动前，教师必须对课堂教学内容进行优化设计，选择教材中可进行模型建构教学的内容，提高课堂设计水平，优化教师教学水平。同时，在模型建构教学过程中，教师与学生能够形成良性互动关系，一方面可促进师生关系的和谐发展，另一方面对提高教师教学水平也有促进作用。

　　二、生物模型建构程序分析

　　在人教版高中生物教材中，所涉及的主要模型建构活动包括如下几个方面：(1)有关真核细胞三维结构模型的建构。该知识点属于人教版高中生物教材《分子与细胞》模块，是将肉眼难以直接观察的细胞微观结构或过程加以简化，把握真核细胞结构的主要特征，然后再对特征进行具象化、形象化处理。

　　模型建构活动要求能够准确重现真核细胞结构的相关特点，所模拟过程应当符合科学事实，所构建模型实物应当兼具简单性、准确性、科学性的特点;(2)有关减数分裂染色体模型的建构。该知识点属于人教版高中生物教材《遗传与变异》模块，是将肉眼难以直接观察的细胞微观结构或过程加以简化，把握生物体内减数分裂染色体结构的主要特征，然后再对特征进行具象化、形象化处理。

　　模型建构活动要求能够准确重现真核细胞结构的相关特点，所模拟过程应当符合科学事实，所构建模型实物应当兼具简单性、准确性、科学性的特点;(3)血糖调节模型的建构。该知识点属于人教版高中生物教材《稳态与环境》模块，是将难以直接观察到的过程加以形象化处理，然后抽象得到该过程的关键特点。模型建构活动要求过程简单明了，抽象得到血糖调节过程的一般规律，获得概念模型的过程与特点;(4)种群增长模型的建构。该知识点属于人教版高中生物教材《稳态与环境》模块，是根据现象的具体表现抽象得到其中所蕴含的数学规律，然后以公式或图表等形式表现出来。

　　模型建构活动要求根据具体案例推演得到建构数学模型的基本规律。在模型建构的过程中，应当按照如下程序展开教学活动：第一步，教师应当在课堂上介绍与模型建构知识点相关的理论知识、模型建构的过程、以及注意事项等，提醒学生将科学性、准确性放在模型设计与制作的首位，然后再关注模型的美观性;第二步，以小组为单位，在教师的指导下确定知识点所对应原型、模型以及模拟形式，根据模拟形式设计模拟方案，组内合理分工，应用模拟材料制作模型;第三步，各个小组分别展示所设计制作模型成果，给出书面介绍，进行小组间互评;第四步，在教师指导下展开展评会，综合组内自评、组间互评、以及教师评价等多种手段，选择最佳模型方案。

　　三、生物模型建构教学实例分析

　　1.生态系统模型建构教学

　　在有关高中生物学科“生态系统”知识点的教学实践中，遵循“异质组合、优势互补”的基本原则，按照5名学生为1组的标准将班级学生划分为若干小组，小组组内民主推选1名学生作为组长。教学实践活动中，以组为单位，自主准备生态系统模型构建所需的各种材料，设计模型建构方案。确定原型：教师在课堂导入环节中播放录像，引导学生初步认识各种复杂生态系统，经过仔细观察后对生态系统进行抽象简化处理，概括不同生态系统中相同的成分构成要素。

　　模型准备：选择“池塘生态系统”作为建模对象，对池塘生态系统中各种组分及其构成进行具体分析，讨论不同成分对生态系统的营养作用，初步形成各类成分间的对应关系。如生态系统中缺少某种成分是否会对系统整体平衡产生影响，若产生影响则有何种表现形式等等。模型假设：初步建构池塘生态系统模型，以小组为单位制作池塘生态系统模型瓶。模型检验：观察时间初步设计为1周~2周，经密切观察后以小组为单位展示模型并拼比，选择各个小组中生态系统维持平衡时间最长的模型瓶。

　　指导学生进行讨论，探索发现模型设计与建构中存在的缺点。根据模型瓶生态平衡表现，对原生态系统未知属性作出推测，认识生态系统的.必要条件———营养结构与营养功能。模型应用：围绕池塘生态系统模型剔除多种假设，对各种潜在破坏性因子可能对生态系统产生的不良影响进行分析与预测，以指导学生认知水平的发展，加深学生对相关知识点的理解。

　　2.生长素生理作用模型建构教学

　　在高中生物教材有关“生长素生理作用”知识点有如下阐述：生长素在低浓度状态下促进生长，在高浓度状态下抑制生长，甚至会杀灭植物。

　　但观察发现，学生在对该知识点进行吸收与理解时普遍反映无法准确界定浓度高/低的标准。为了帮助学生更好理解该知识点，可以在教学活动中引入数学模型，以模型建构的方式加深理解。数学模型建构标准如下图所示。根据图1，b点表示在该浓度状态对植物生长促进作用最为确切，即为生长素最佳浓度状态。结合学生已有数学知识，abc曲线段对于植物生长而言均由一定促进作用。

　　其中，曲线ab段中，随着生长素浓度的提高，生长素促进作用不断加强，而在曲线bc段中，随着生长素浓度的提高，生长素促进作用不断降低。因此，曲线ab段可视作生长素浓度适宜区间内的“低浓度”状态，而曲线bc段则可视作生长素浓度适宜区间内的“较高浓度”状态。在c点，生长素浓度对植物生长无明显改变，但过渡至曲线cd段后，生长素浓度提升对植物生长的作用表现为完全抑制，并且随着生长素浓度的继续提高，其对植物生长的抑制作用更为显著。因此，曲线cd段可以视作生长素浓度区间内的“高浓度”状态。

　　根据所建构数学模型，学生能够通过结合数学知识与生物知识的方式，更加清晰的理解“生长素生理作用”及其双重性的特点，达到事半功倍的教学效果。高中阶段生物学科课程教学的主要任务是提高学生生物学科素养水平，教师通过对数学模型、想象模型、概念模型等工具的综合应用，不但能够使学生对教材基础知识的认知更加全面，并对增强学生对新知识探究能力也有重要价值。本文针对高中生物教学中应用模型建构方法的关键问题展开探讨与分析，望能够有助于生物教学质量的进一步提升与优化。

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