试论模型方法在提高生物科学素质中的功能

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1、［文件］S10176.doc［科「I］生物［标题］试论模型方法在提高牛物科学素质中的功能［出处］中学生物教学1999.01［作者］黄建书［内容］试论模型方法在提高生物科学素质中的功能江苏省南通市第一中学（226001）黄建书模型方法就是把研究对彖（原型）的一些次要的细节、非本质的联系舍去，从而以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学方法。作为一种现代科学认识手段和思维方法，模型具有两方面的含义,即抽象化和具体化。原型抽奢型選论然而，如何在生物学教育中进行模型方法教育，却始终困扰着许多生物学教育工作者。事实上，模型及其方法在生物学教育中的独特作用，是其它因素

2、无法代替的。本文略谈模型方法在捉高中学牛牛物科学素质中的功能。1促进学牛认知水平的发展将学生的认知水平逐步从具体向抽象过渡，抓住原型的本质特征，对原型进行抽象,把复杂的原型客体加以简化和纯化，并对抽彖的假设或命题进行逻辑转换，以构建一个能反映原型本质联系的模型。这一过程当然离不开从具体到抽象的过渡训练，而这种既能联系具体，乂能联系抽象的性质,正是模型所特有的。模型一方而提供了这种教学情境;同吋,乂使学生在这种从具体到抽彖的认识过程中发主认知冲突，从而促进认知水平的发展。拿“牛态系统”（E・S）—节教学来说,按“观察池塘E・S等-＞分析各成分营养功能及地位，构建处于平衡状态的E・S模

3、型一正、反例说”的程序展开教学。其中处于平衡状态的E・S模型构建是理论与现实的中介，起到桥梁作用。在学生对各种复杂的具体E・S（含录像等）仔细观察后，首先必须简化,找出各种E・S屮共同的成分组成，再根据营养功能初步勾画各成分的相互关系并初建模型,然后依据E・S存在的必要条件核检自拟模型中的不足，通过讨论和争鸣使模型进一步完善化,最后提出各利暇设,分析并预测各种可能出现的破坏因素造成的后果。在预测中,就有学生根据前期对森林砍伐的情况，预测到“壯纪末的灾难”洪魔。模型在教育活动中大大促进了学生认知水平的发展。2使学生更好地掌握科学知识模型方法的特点及其重要性，决定了模型在促进学习生物学

4、知识过程中的重要作用。（1）模型是学牛学习科学知识的車要手段，学牛掌握了模型方法能更透彻地理解科学知识。拿细胞膜结构的教学来说，先探索细胞膜纯净物提取的方法设计（取材:人成熟红细胞;溶血原理:渗透作用;提取:离心;测量:红细胞膜表而积和空气一水界而上的磷脂分子的分布），再以磷脂分子亲水、疏水两重性和膜两侧的水溶性介质为铺犁，止学生根据“相似相溶”原理展开细胞膜（骨架）结构模型的设计和讨论，最后结合课本中的结构模熨全血理解细胞膜的结构。这一过程紧密由绕结构模型的构建将材料的获取、推理假说、建构模型融为一体，不仅掌握了细胞膜的结构，而且把取材的科学性、血影（ghost）获得依据的渗透原

5、理、磷脂分子层数忖的巧妙推理、“相似和溶”原理等相关知识有机结合在一起。如果在此基础上再以CAI软件动态显示单个磷脂分子到完整膜结构的形成的全过程，并要求学生解说,则教学效果将更好。（2）模型方法作为思维方法和行为方式，蕴涵着很高的认知价值，学生一旦将模型方法内化为白己的认知图式，就能获得认知水平的跃进。如在遗传规律的教学中，以一对等位棊因的遗传为慕础，止学生理解含i対等位基因的杂合体产生的配子种类、子代棊因型及表现型的种类和比例，然后借助遗传图解和概率计算，推理出两对位于非同源染色体上的非等位基因的遗传结果，故后抽彖出含n对非等位基因（位于非同源染色体上）的杂合体的遗传行为和结果

6、，得出（3:l）n、（1：2：l）n、2n、3n等结论，构建起基因的自由组合规律的图表模型，并通过亲子代相关基因型与表现型的互推及概率计算等的训练,加深对模型的理解和应用。模型方法强调学生的综合知识，强调学生由生物学事实、图解到一般规律乃至实际应川的联想和发展等思维能力对认知的作川，模型的抽象化构建、模型方法的内化和模型对新的原型的解释等全过程无处不体现模型方法对认知水平的发展和推动作用。（3）模型方法教育有助于培养学牛的创造性思维能力。创造性教育是素质教育的灵魂所在。H前在理性知识的传授中,学牛学习的主要内容普遍是给予，缺少学牛在内化前的自我发现过程。教学屮的“模型方法”教育太少

7、!拿习题教学来说,儿乎每道习题都是从生命现象中抽象而來,已经把研究対象（原型）的一些次要细节、非本质的联系舍去。这些本应山学生去体验的去伪存真的工作被越俎代疱了，习题教学屮的工作就只需按图索骥，这就必然使学生缺少了部分的、但乂是必不可少的认识过程,其结果是割裂了主、客体的联系，使学牛的思维能力出现了缺陷。利用模型方法培养创造性思维能力的作用是不可低估的。在上述细胞膜双层磷脂分子层结构模型构建过程中,还有部分学生提出了“水包油”“油包水”等磷脂分子聚集模型，就是最好的说