模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的運用

　　學(xué)生能夠通過結(jié)合數(shù)學(xué)知識與生物知識的方式，更加清晰的理解“生長素生理作用”及其雙重性的特點，達到事半功倍的教學(xué)效果，以下是小編J.L為大家分享的2017年關(guān)于模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的運用之論文范文。

　　【摘要】本文針對高中生物教學(xué)中應(yīng)用模型建構(gòu)的一系列問題展開探討與分析，首先分析了生物數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的主要優(yōu)勢，其次對高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)的主要內(nèi)容以及基本程序進行分析，最后結(jié)合教學(xué)實例，對模型建構(gòu)在高中生物教學(xué)中的具體應(yīng)用展開論述與研究。

　　【關(guān)鍵詞】高中生物;模型建構(gòu);教學(xué)

　　新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出：高中階段生物學(xué)科的教學(xué)活動應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生了解模型建構(gòu)等科學(xué)方法在生物學(xué)科研究中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)的基本思維與能力，以模型建構(gòu)的方式獲得生物學(xué)科相關(guān)知識點。從這一角度上來說，教學(xué)工作者必須努力嘗試模型建構(gòu)方法與課堂教學(xué)實踐的有機結(jié)合，以不斷提高學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)水平與科學(xué)探究能力。

　　一、生物教學(xué)模型建構(gòu)優(yōu)勢分析

　　1.提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率

　　模型建構(gòu)思路下，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生切實參與到課堂實驗以及各種觀察活動中，不再受到傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)模式的限制。學(xué)生作為課堂教學(xué)活動的參與主體，投入學(xué)習(xí)活動的積極性高、主動性高，利用模型建構(gòu)工具輔助學(xué)習(xí)，能夠從現(xiàn)象到本質(zhì)、從形象至抽象，以全方位的掌握生物概念與知識點，進而起到提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的目的。

　　2.提高學(xué)生綜合素質(zhì)

　　將模型建構(gòu)的過程與高中生物課堂教學(xué)相結(jié)合，能夠促進學(xué)生深入探究所學(xué)生物知識點。模型建構(gòu)自設(shè)計至應(yīng)用本質(zhì)上就是一個探究發(fā)展的過程，學(xué)生可以利用所掌握的生物知識點，發(fā)散思維并設(shè)計構(gòu)建合理模型，以探究新知識與概念。同時，模型建構(gòu)還可以培養(yǎng)學(xué)生思維靈活性，對增強小組內(nèi)學(xué)生合作意識以及小組間競爭意識有重要意義，并且對培養(yǎng)學(xué)生細致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度也有重要意義。

　　3.提高教師教學(xué)水平

　　模型建構(gòu)教學(xué)實踐活動前，教師必須對課堂教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化設(shè)計，選擇教材中可進行模型建構(gòu)教學(xué)的內(nèi)容，提高課堂設(shè)計水平，優(yōu)化教師教學(xué)水平。同時，在模型建構(gòu)教學(xué)過程中，教師與學(xué)生能夠形成良性互動關(guān)系，一方面可促進師生關(guān)系的和諧發(fā)展，另一方面對提高教師教學(xué)水平也有促進作用。

　　二、生物模型建構(gòu)程序分析

　　在人教版高中生物教材中，所涉及的主要模型建構(gòu)活動包括如下幾個方面：(1)有關(guān)真核細胞三維結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)。該知識點屬于人教版高中生物教材《分子與細胞》模塊，是將肉眼難以直接觀察的細胞微觀結(jié)構(gòu)或過程加以簡化，把握真核細胞結(jié)構(gòu)的主要特征，然后再對特征進行具象化、形象化處理。

　　模型建構(gòu)活動要求能夠準(zhǔn)確重現(xiàn)真核細胞結(jié)構(gòu)的相關(guān)特點，所模擬過程應(yīng)當(dāng)符合科學(xué)事實，所構(gòu)建模型實物應(yīng)當(dāng)兼具簡單性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性的特點;(2)有關(guān)減數(shù)分裂染色體模型的建構(gòu)。該知識點屬于人教版高中生物教材《遺傳與變異》模塊，是將肉眼難以直接觀察的細胞微觀結(jié)構(gòu)或過程加以簡化，把握生物體內(nèi)減數(shù)分裂染色體結(jié)構(gòu)的主要特征，然后再對特征進行具象化、形象化處理。

　　模型建構(gòu)活動要求能夠準(zhǔn)確重現(xiàn)真核細胞結(jié)構(gòu)的相關(guān)特點，所模擬過程應(yīng)當(dāng)符合科學(xué)事實，所構(gòu)建模型實物應(yīng)當(dāng)兼具簡單性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性的特點;(3)血糖調(diào)節(jié)模型的建構(gòu)。該知識點屬于人教版高中生物教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊，是將難以直接觀察到的過程加以形象化處理，然后抽象得到該過程的關(guān)鍵特點。模型建構(gòu)活動要求過程簡單明了，抽象得到血糖調(diào)節(jié)過程的一般規(guī)律，獲得概念模型的過程與特點;(4)種群增長模型的建構(gòu)。該知識點屬于人教版高中生物教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊，是根據(jù)現(xiàn)象的具體表現(xiàn)抽象得到其中所蘊含的數(shù)學(xué)規(guī)律，然后以公式或圖表等形式表現(xiàn)出來。

　　模型建構(gòu)活動要求根據(jù)具體案例推演得到建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的基本規(guī)律。在模型建構(gòu)的過程中，應(yīng)當(dāng)按照如下程序展開教學(xué)活動：第一步，教師應(yīng)當(dāng)在課堂上介紹與模型建構(gòu)知識點相關(guān)的理論知識、模型建構(gòu)的過程、以及注意事項等，提醒學(xué)生將科學(xué)性、準(zhǔn)確性放在模型設(shè)計與制作的首位，然后再關(guān)注模型的美觀性;第二步，以小組為單位，在教師的指導(dǎo)下確定知識點所對應(yīng)原型、模型以及模擬形式，根據(jù)模擬形式設(shè)計模擬方案，組內(nèi)合理分工，應(yīng)用模擬材料制作模型;第三步，各個小組分別展示所設(shè)計制作模型成果，給出書面介紹，進行小組間互評;第四步，在教師指導(dǎo)下展開展評會，綜合組內(nèi)自評、組間互評、以及教師評價等多種手段，選擇最佳模型方案。

　　三、生物模型建構(gòu)教學(xué)實例分析

　　1.生態(tài)系統(tǒng)模型建構(gòu)教學(xué)

　　在有關(guān)高中生物學(xué)科“生態(tài)系統(tǒng)”知識點的教學(xué)實踐中，遵循“異質(zhì)組合、優(yōu)勢互補”的基本原則，按照5名學(xué)生為1組的標(biāo)準(zhǔn)將班級學(xué)生劃分為若干小組，小組組內(nèi)民主推選1名學(xué)生作為組長。教學(xué)實踐活動中，以組為單位，自主準(zhǔn)備生態(tài)系統(tǒng)模型構(gòu)建所需的各種材料，設(shè)計模型建構(gòu)方案。確定原型：教師在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)中播放錄像，引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識各種復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過仔細觀察后對生態(tài)系統(tǒng)進行抽象簡化處理，概括不同生態(tài)系統(tǒng)中相同的成分構(gòu)成要素。

　　模型準(zhǔn)備：選擇“池塘生態(tài)系統(tǒng)”作為建模對象，對池塘生態(tài)系統(tǒng)中各種組分及其構(gòu)成進行具體分析，討論不同成分對生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)作用，初步形成各類成分間的對應(yīng)關(guān)系。如生態(tài)系統(tǒng)中缺少某種成分是否會對系統(tǒng)整體平衡產(chǎn)生影響，若產(chǎn)生影響則有何種表現(xiàn)形式等等。模型假設(shè)：初步建構(gòu)池塘生態(tài)系統(tǒng)模型，以小組為單位制作池塘生態(tài)系統(tǒng)模型瓶。模型檢驗：觀察時間初步設(shè)計為1周~2周，經(jīng)密切觀察后以小組為單位展示模型并拼比，選擇各個小組中生態(tài)系統(tǒng)維持平衡時間最長的模型瓶。

　　指導(dǎo)學(xué)生進行討論，探索發(fā)現(xiàn)模型設(shè)計與建構(gòu)中存在的缺點。根據(jù)模型瓶生態(tài)平衡表現(xiàn)，對原生態(tài)系統(tǒng)未知屬性作出推測，認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)的必要條件———營養(yǎng)結(jié)構(gòu)與營養(yǎng)功能。模型應(yīng)用：圍繞池塘生態(tài)系統(tǒng)模型剔除多種假設(shè)，對各種潛在破壞性因子可能對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響進行分析與預(yù)測，以指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展，加深學(xué)生對相關(guān)知識點的理解。

　　2.生長素生理作用模型建構(gòu)教學(xué)

　　在高中生物教材有關(guān)“生長素生理作用”知識點有如下闡述：生長素在低濃度狀態(tài)下促進生長，在高濃度狀態(tài)下抑制生長，甚至?xí)�殺滅植物�?/p>

　　但觀察發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在對該知識點進行吸收與理解時普遍反映無法準(zhǔn)確界定濃度高/低的標(biāo)準(zhǔn)。為了幫助學(xué)生更好理解該知識點，可以在教學(xué)活動中引入數(shù)學(xué)模型，以模型建構(gòu)的方式加深理解。數(shù)學(xué)模型建構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)如下圖所示。根據(jù)圖1，b點表示在該濃度狀態(tài)對植物生長促進作用最為確切，即為生長素最佳濃度狀態(tài)。結(jié)合學(xué)生已有數(shù)學(xué)知識，abc曲線段對于植物生長而言均由一定促進作用。

　　其中，曲線ab段中，隨著生長素濃度的提高，生長素促進作用不斷加強，而在曲線bc段中，隨著生長素濃度的提高，生長素促進作用不斷降低。因此，曲線ab段可視作生長素濃度適宜區(qū)間內(nèi)的“低濃度”狀態(tài)，而曲線bc段則可視作生長素濃度適宜區(qū)間內(nèi)的“較高濃度”狀態(tài)。在c點，生長素濃度對植物生長無明顯改變，但過渡至曲線cd段后，生長素濃度提升對植物生長的作用表現(xiàn)為完全抑制，并且隨著生長素濃度的繼續(xù)提高，其對植物生長的抑制作用更為顯著。因此，曲線cd段可以視作生長素濃度區(qū)間內(nèi)的“高濃度”狀態(tài)。

　　根據(jù)所建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，學(xué)生能夠通過結(jié)合數(shù)學(xué)知識與生物知識的方式，更加清晰的理解“生長素生理作用”及其雙重性的特點，達到事半功倍的教學(xué)效果。高中階段生物學(xué)科課程教學(xué)的主要任務(wù)是提高學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)水平，教師通過對數(shù)學(xué)模型、想象模型、概念模型等工具的綜合應(yīng)用，不但能夠使學(xué)生對教材基礎(chǔ)知識的認(rèn)知更加全面，并對增強學(xué)生對新知識探究能力也有重要價值。本文針對高中生物教學(xué)中應(yīng)用模型建構(gòu)方法的關(guān)鍵問題展開探討與分析，望能夠有助于生物教學(xué)質(zhì)量的進一步提升與優(yōu)化。

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