生物高考中的模型构建

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1、生物高考中的模型构建许昌实验中学裴素贞摘要：随着新一轮课程改革的深入，建立模型的科学方法不仅体现在教材和课堂教学中，而且也深入到高考试卷中。因此，在高三复习过程中，如果对模型构建的类型、方法、步骤及不同模型间转化，通过例题进行分析，总结出一般的步骤和规律，可以达到事半功倍的效果。优选例题，是把握考察难度、范围的重要环节，因此笔者直接选择新课标卷中试题，就高考题中模型构建进行了初步的探究。重点分析了数学模型和概念模型的重建过程与方法。关键词：探究模型重建数学模型概念模型优选例题高中生物新课程标准与

2、之前的教学大纲相比，更重视发展学生的创新精神和实践能力；更强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程；尤其是发展学生的科学探究能力。为了达到这些较高层次的要求，新课标倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，更重要的是培养创新精神和实践能力。关于实验与探究能力具体要求如下：具有对一些生物学问题进行初步探究的

3、能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。其中建立模型是新课标探究教学中一个难点。随着新一轮课程改革的深入，这一难点不仅会在教材和课堂教学中体现，而且也深入到高考试卷中。依据教学内容，学习新知的过程中合理安排模型构建活动是突破这一难点的关键。同时，如果教师能够在高三复习过程中，对模型构建的类型、方法、步骤、及不同模型间转化，通过例题进行分析、总结，可以达到事半功倍的效果。优选例题，是把握考察难度、范围的重要环节，因此笔者直接选择新课标卷中试题，就高考题中模型构建

4、进行了初步的探究。人教版新教材中所说的三种模型分别是：概念模型、物理模型、数学模型。然而，纵观新课标实施以来五年的高考题，单独考察某一种模型的题目几乎没有，而是更注重知识的迁移，解决问题的方法与能力。因此，题目大都是通过模型的重建与转化体现新课标的要求与目标。1、数学模型的重建1.1概念模型转化为数学模型（11年新课标卷—29）在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：

5、（1）图中物质A是______（C3化合物、C5化合物）（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_______；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是______________。（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________（低、高）。（4）CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_______（高、低），其原因

6、_______。做题时，依据题意，按照构建数学模型的一般方法步骤进行：（1）观察研究对象，提出问题CO2如何影响光合作用？（2）提出模型假设CO2作为光合作用的反应物，在一定范围内随着CO2浓度的增多，光合作用增强。这也是学生已经掌握的关于CO2对光合作用的影响，这种关系可以表示为相应的坐标曲线（如右图）这样的数学模型。（3）根据实验数据，建构模型根据题目中具体的CO2浓度的变化和图像中所反映的CO2浓度的变化对C3和C5化合物浓度的影响曲线，需要考生通过分析光合作用的具体过程，理解并应用题目中

7、已经重新建立起来的数学模型。然而，要想做到这一点，还需要自己独立地完成这一模型的重新构建。通过生化反应的分析，构建CO2浓度与C3和C5化合物浓度关系的概念图，再结合题目中已给的数据，完成这一数学模型的重建。C3（反应产物）概念图：CO2浓度CO2的固定C5（反应生成物）数据变化分析：CO2浓度的降低，使CO2的固定反应强度降低，C3（反应产物）减少，C5（反应生成物）增多。（4）进一步观察，修正模型与题目中已经构建出的坐标曲线进行比较，最终确定：A是C3，B是C5。在这一数学模型的重建过程中，

8、体现除了概念模型与数学模型之间的转换。如果能有效地突破模型构建的这一难点，这道题的难点也就迎刃而解了。1.2物理模型转化为数学模型（10宁夏—4）．水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。右图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是A．甲B．乙C．丙D．丁其实这一题中的曲线即数学模型就是物理模型构建的结果。而这一物理过程又是怎样的呢？实际的物理过程在考试中时不可能实现的，还要通过概念模型来体现：血红蛋白氧