高中生物复习中模型建构技巧

高中生物复习中模型建构技巧

胡燕燕

慈溪实验高级中学 

摘要：为了更好的在复习课利用建模方法培养学生生物学科核心素养，提高建模的效率和可行性，提出了两种模型建构的技巧：构建对比模型和模型相互转化，以此提升学生建模能力，培养学生用建模方法解决实际问题的习惯。

关键词：生物学科核心素养 复习  模型建构技巧 对比模型  通用模型  模型相互转化

1背景

2017年正式颁布实施的新的《普通高中生物课程标准》中要求：学生应该基于生物学事实和证据，运用模型与建模等方法探讨阐明生命现象及规律[1]。模型有物理模型、概念模型和数学模型。概念模型是目前在复习课中最常构建的模型，它能够把零碎的生物学知识联系起来，构成知识网络，增强学科知识的逻辑性，便于理解与记忆。但生物学科并不是概念的背诵，篇幅庞大的概念模型图反而会让学生产生疲劳和畏惧，笔者认为概念模型不应单单成为概念的整理图，也应突出重点，寻找共性，使学生易于构建，才能学以致用。生物学是研究生命现象和生命活动规律的学科，生命现象和生理过程抽象而又复杂，而物理模型的建构，可以使抽象的问题直观化，具体化，物理模型可分为形态结构模型和过程模型图。但目前，物理模型的建构大多在新授课中开展，而在复习课中，很多教师认为没有必要重新建构物理模型，而是直接向学生展示已构建过的物理模型。笔者认为，物理模型的建构不是一蹴而就的，随着学生生物学知识的积累，学生在新授课时构建的模型具有局限性，需要进行修正、补充和整合。构建数学模型在复习课中运用的频率更低，难度更大，学生对数学模型的畏难情绪较重，构建效率低下。

让学生构建模型的目的是为了提升思维，使学生养成用建模方法解决实际问题的习惯，利用建模培养学生生命观念、科学思维、科学探究、社会责任等核心素养。那么，在生物复习课中，如何提高构建模型的效率呢？在复习课前，教师要精心准备构建模型的情境，相比于新授课，学生在复习课中构建的模型应具有综合性、代表性、实用性。本文将阐述复习课模型建构的技巧，主要从构建对比模型和模型相互转化来提高学生建模的效率，培养学生运用模型解决问题的思维。

2模型构建技巧

2.1构建对比模型

在新授课课堂上，学生建构的模型往往是单一模型，在复习课中，教师应有意识的引导学生构建对比模型或模型群。例如，请学生构建神经调节和体液调节的模型，再构建神经-体液调节模型。如图1

再让学生构建模“寒冷刺激甲状腺激素分泌”的模型：

通过四种模型的构建和对比和讨论，学生对神经调节和体液调节的路径有了更清晰的认知，对下丘脑和垂体的功能和联系有了更深入的理解，对分级调节和反馈调节有了形象的感知。这样的构建对比模型的例子还有：构建原核细胞和真核细胞的模型；构建高等植物叶肉细胞、根尖分生区细胞模型、高等动物模型；对比法是一种常用的复习方法，把它运用到模型构建过程中，使学生在模型对比的过程中，相互修正模型，提高模型的科学性和构建模型的能力。

2.2模型的相互转化

同一模型有不同的表现形式，模型之间可以相互转化，在模型转化的过程中，学生的思维能力得到了提升。例如在复习植物细胞光合作用强度和呼吸作用强度关系时，教师可以提供光照强度对表观光合速率影响的曲线图，让学生将该数学模型转化成表现细胞中光合作用强度和呼吸作用强度关系的物理模型，以此复习巩固表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率的关系。教师可设置如下情境：叶肉细胞的表观光合速率会随光照强度发生变化，请根据图2曲线中的A、B、C、E四个点，用细胞模式图说出叶肉细胞光合作用强度和呼吸作用强度的关系。要求：①光合速率和呼吸速率可用CO2、O2、糖类等对应速率表示②细胞与外界、细胞器之间的物质交换用“→”和相应文字表述。

学生可构建出如下模型：

教师还可再进行拓展练习，将图1的数学模型再进行改变，如图3：

教师提供情境：图3表示某植物在一个密闭玻璃罩内的植物一天的光合速率变化，请将图中的D、H两个点对应的叶肉细胞的光合强度和呼吸强度用细胞模式图表示。

学生构建叶肉细胞模式图：

通过该模型的转化，学生对表观光合速率的含义会有更深刻的理解，表观光合速率代表真正光合速率和呼吸速率之间的差值，可反应真正光合速率和呼吸速率的大小关系。理解只有表观光合速率大于零，植物才能正常生长。

3总结

促进学生核心素养发展的建模教学需要教师大胆创新，有效的模型建构不是模型的堆砌或简单的概念的梳理，而是创设丰富的情境，有技巧有策略地组织学生，发挥学生建模的能动性，在学生构建和修正模型的过程中，发展学生的高阶思维，使学生构建的模型能够运用到解决实际问题的情境中去，真正起到育人的作用。

参考文献

[1]中华人们共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：4-5

[2]姜丽满，模型构建法在高中生物复习教学中的实践研究［D］，2012，34

[3]姜丽满，模型构建法在高中生物复习教学中的实践研究［D］，2012，18-19