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教学模型在高中生物中教学模式探究

模型建构教学方式不仅能让学生系统地学习高中生物知识，而且可以引导其在学习过程中自主发现、探究和解决各种新问题。基于此，本文结合教学实践，分析了高中生物教学中运用模型构建的三大要点，以供借鉴。 
模型构建是特有的逻辑方法之一，其通过研究模型来诠释原型特征、形态及本质的一种方法。在教学中，学生经常反映"生物课知识的学习不像其他科目那样系统，知识较为零散"。所以，如何系统地、全面地将知识传授给学生是高中生物教学的一大课题。而模型是人们解决特定的问题，经过一定的简化、抽象，形成新型客体，从而使原型客体的本质属性以物质形式或思维形式显现出来。这是一种重要的科学操作和科学思维的方法。在日常的生物学教学中，我们一直在大量地使用模型，但如何有效运用这一资源，开展模型教学，以增进学生对模型的熟悉、对建模方法的理解，培养他们建模、运模的能力？　实际上，模型建构恰能很好地实现上述目标。鉴于此，本文结合教学实践阐述了在高中生物教学中运用模型构建的三大要点。 
1.正确理解生物教学模型的内涵 
正确理解生物教学模型的内涵是在教学实践中运用模型构建教学方式的前提和基础。通常，生物教学模型可以划分为数学模型、抽象模型、实物模型及物理模型四类，其中数学模型法指的是以符号、公式等数学语言来表征生物学的知识、现象；抽象模型法指的是通过抽象得到生物原型方面的本质属性而使研究对象得以简化；实物模型是采用相关实验器材或者自制器材来形象展示教学相关内容的方法；物理模型指的是依照类似原理，将真实事物依照一定比例缩小或者放大成为模型，其状态变量与原事物保持一致，但是能够通过其模拟该事物的性质和功能，更加形象地来解释认识对象。在新课程理念的指导下，上述三种模型已经开始应用到高中生物教学中。教师在教学实践中应用此方式，需首先了解和把握各类模型的本质和演变方法。 
2.于课堂教学全过程中贯穿模型构建的方法 
2.1新授课程 
"形象大于思维"。对于新授课程，学生在概念和理论知识理解方面存在较大困难，所以教师应该最大程度利用模式图、实物标本、形象化图片等具象或者实物教学模型来帮助学生理解新知识。以细胞教学内容为例，本文体会到：教材上描述的均是在显微镜下才能观察得到的细胞结构，对刚刚接触这些内容的学生而言，缺乏形象化认识。但是，通过让学生自己模拟制作"细胞立体结构模型"则有助于增强学生的感性认识、理解相关理论内容，而且可以激发其求知欲望。模型可使研究对象直观化、简约化，使之便于研究；又可以简略地描述研究成果，使之便于理解和传播；还可以用于计算、推导，延伸观察和实验结论等。因此，应充分地利用模型资源，使抽象的客观具体化，引导学生进行探究。如对“减数分裂”内容进行教学时，教师可运用教科书中的哺乳动物精子（卵细胞）的形成图解，还可以利用减数分裂中染色体变化的实物模型，并配以文字描述等多角度地运用各种模型资源，从不同的侧面来反映减数分裂的本质属性，使学生对减数分裂这一认知图式构建得更完善。有条件的学校还可以用计算机模拟减数分裂的动态变化，宏观地层现其微观的动态过程，并有意识地引导学生进行进一步抽象，构建数学模型——染色体、DNA、姐妹染色单体的变化曲线，促使学生认知图式的发展。实物模型不仅能够诠释生物科学的特征，而且有利于学生认识生物事物的原貌，对其记忆、理解、归纳、总结所学知识具有重要作用。教师基于实物模型组织教学能够更加形象、直观地阐述教学内容，符合学生的认知规律，有助于帮助学生建立知识联系，把握知识重点，避免产生杂乱感、琐碎感，提升教学效果。 
2.2习题课程 
在习题课程中，教师可以引导学生以模型的思想解答题目或者指导学生基于题干条件自主构建模型解答。在教与学的过程中，很多生物现象限于客观条件，不能通过直接实验的方式来认识问题。所以，高中生物教师应该在习题课堂中重点培养学生解决问题的能力，包括各种解题思想和方法，不断拓展学生思维，避免让学生陷入题海之中而产生厌烦、无助的情绪。我在必修二的多堂习题课上曾引导学生构建数学模型来解答问题，让学生自主地将解答内容转化为图示或者公式形式，以数量关系、空间关系等来描述解题思路。
2.3复习课程 
生物教学中，复习课质量主要取决于教师能否有效地归纳和总结已授课程。实际上，在复习课上，依据知识之间的内在关联构建抽象模型能够实现有效地归纳和总结已授课程的目标。这样构建的抽象模型有助于学生把握生物知识之间的内在联系，达到融会贯通的学习效果。生物教学的主要内容在于阐述生命运动的形式及规律，而生命运动属于自然界中最为复杂的运行形式，只有将其纳入一个系统或者模型之内才能真正地理解其中各元素的联系。因此，在生物教学实践中，按照教学思路将知识循着一条主线贯穿在一起，有助于学生基于宏观角度把握知识点，同时正确理解知识点之间的联系与区别，达到事半功倍的教学效果。例如,关于动物的激素调节,可以让学生分析人们对激素的认识过程，从而建构激素的概念；再联系日常生活中的实例，如吃饭后大量的葡萄糖吸收到体内，但血液中的葡萄糖浓度只有短暂的升高，很快就恢复正常，让学生讨论吸收到体内的大量葡萄糖到哪里去了，为引出胰岛素的知识作铺垫；然后做模型建构的活动：用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素,以小组为单位模拟吃饭后和运动后体内葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素的变化,建构血糖调节模型。 
3.正确认识模型构建的地位 
模型构建已经成为当前高中生物教学的内容之一，在某种程度上讲，模型构建和理解模型是学生理解和掌握生物学知识的有效工具。高中学生构建模型均以清晰的背景知识为基础，构建模型的过程是思维与行为的统一，在构建活动中实现主体的体验、思考和创造，实现对知识架构的理解和把握。简言之，模型教学不仅有助于揭示事物的本质，将内在的逻辑关系或者抽象概念转化为图像、公式、实物，而且有助于拓展模型构建主体的思维，提升其搜集、归纳和总结信息的能力。可见，模型构建在高中生物教学中发挥着重要作用，高中生物教师要在意识到此点基础上，有效地利用这一教学方法。 
综上，在生物教学中融入模型教学方法能够有效地提升教学效果，帮助学生理解生物知识之间的内在关联，拓展学生思维。高中生物教师应该在正确理解生物教学模型的基础上，将模型构建融入课堂教学的整个过程，充分运用假设、归纳和演绎、实验等方法构建模型，发挥模型构建在高中生物教学中的重要作用。