浅谈模型和模型构建在生物教学中的应用

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1、浅谈模型和模型构建在生物教学中的应用中学生物学的教学应努力将模型和模型构建应用于课堂教学之中，以提高学生的科学素养和科学探究能力。构建生物学模型有助于学生系统地、完整地学习和理解新知识，同时有助于学生运用生物学模型去解决生物学问题。一．高中生物学课程中的模型所谓"模型”，是指模拟原型(所要研究的系统的结构形态或运动形态)的形式，它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。模型一般可分为物理模型，概念模型和数学模型两大类。1．物理模型以实物或图画形式直接表达认识对象的特征，这就是物理模型。在高中生物课程中经常使用的实物模型如反映生物体结构的标本；模拟模

2、型如细胞结构模型、被子植物花的结构模型，各种组织器官的立体结构模型，沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型等。2．概念模型概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物的本质特征的模型；是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而使对象简化，便于研究而构思出来的。例如呼吸作用过程图解、细胞分裂过程模型、物质出入细胞模型、光合作用过程图解、激素分泌调节模型、动物个体发育过程模型，食物链和食物网等模型。这类模型使研究对象简化。3．数学模型数学模型是指用符号，公式，图像等数学语言表现生物学现象，特征和状况。如有丝分裂过程中DNA含量变化曲线、酶的活性随pH变化而变化的

3、曲线、种群基因频率、同一植物不同器官对生长素浓度的反应曲线、孟德尔豌豆杂交实验中9：3：3：1的比例关系等。生物学教学实践证明，构建生物学模型有助于学生系统地、完整地学习和理解新知识，同时有助于学生运用生物学模型去解决生物学问题。二．模型和模型构建在教学中的应用1．新授课中，应尽可能运用实物、标本、图片、模式图等模型。“形象大于思维”，新授课中，生物学中有大量概念及概念间的内在关系需要理解。学生刚接触某一知识，就会面临尽快记住并理解之间联系等诸多困难。出示模型既体现生物学学科特点，同时可以帮助学生认识事物原貌，有助于学生记忆、整理、理解和运用所学知识。围绕

4、模型组织教学更有利于学生掌握核心概念，理解重点知识，建立知识联系。以“氨基酸的结构特点”一课为例：教师让学生通过探究总结出氨基酸的结构通式，然后请一位学生上讲台，伸开双手，两脚并拢，面向全体同学。问：为什么让他做这个姿势？学生将他所做模型与书中的通式进行比较可知：“他的两只手相当于氨基和羧基，他的脚相当于氢，头相当于R基，躯干就相当于连接这4个基团的碳原子。”   在讲解“氨基酸形成蛋白质的过程”时,请同桌的两位学生注意，然后提出“假设你们就是两个氨基酸分子，要形成一种物质应该怎样连接起来呢？”       学生思考后都手拉手。       问：你们的两只

5、手分别代表什么？       学生答：一个是氨基，另一个是羧基。       问：这两个基团是怎么连接起来的？       答：通过脱水缩合反应结合的。       问：握住的手的位置相当于什么？       答：肽键。通过用模型类比的方式生动的讲述了氨基酸的结构，也让学生理解了蛋白质的初步建立形式。使知识讲授清晰易懂、形象生动，学生就会在快乐中学习，在轻松的过程中记。2．复习课中，构建概念模型我们很多学生都存在这样的问题：课本中的单个知识点都掌握得很好，但是在做综合题时总有很多的“想不到”，究其原因是不能迅速地把相关知识联系起来，而构建概念模型可以改变这

6、一状况。根据事物的本质特征及内在联系，构建一些概念模型，有助于理解生物知识间的联系，做到融会贯通。如图：以“细胞”为核心概念以辐射的方式将“细胞的化学组成”、“细胞的结构和功能”、“细胞的增殖”、“细胞的分化、癌变和衰老”及“细胞工程”等内容有机地组织在一起，以一个抽象模型的形式开展教学，可以帮助学生认识细胞这一概念的实质，将相关知识点有机地联系起来，实现对细胞相关知识全方位、多角度的认识。3．习题课中，构建模型解题帮助学生学会运用熟悉的模型去解题，或根据题干所提供的条件主动构建模型解题。如：概率计算在遗传分析中运用广泛。熟悉统计学的加法原理、乘法原理就可

7、以解决大部分遗传计算题。还有运用排列组合和数学归纳法等数学模型解题，如由4种氨基酸最多能形成几种不同的三肽？必须用排列组合思想来解决。又如：Aa连续自交n次后，AA占Fn的比为多少？则需用数学规纳法思想来解决。通过数学方法构建模型，有利于学生对知识的理解和掌握，训练学生运用数学这门工具学科的意识，培养学生识图能力及图文转换的能力，培养了学生的逻辑思维能力和解决生物学问题的能力。模型构建已经成为当前高中生物教学的内容之一。因此，生物学课堂教学中应突出生物学科的特色，课堂中多出示模型来解释生物学事实，多运用模型构建解决有关生物学问题，从而提高课堂效益，发展学生

8、思维，提高学生的科学素养和科学探究能力。