模型建构在生物教学中应用实例

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1、模型建构在生物教学中应用实例　　摘要结合“孟德尔遗传规律的现代解释”的教学设计实例，谈谈生物教学中如何构建模型、如何利用模型提高教学效果。关键词模型构建生物教学遗传规律现代解释中图分类号G633.91文献标识码B模型是人们为了某种特定目的而对认知对象所做的一种简化的描述。通过建构模型，可排除、舍弃事物的非本质因素，突出事物的本质特征，使生命现象或过程得到纯化和简化，让学生更容易掌握知识之间的本质联系和内在规律。我国的《普通高中生物课程标准》中也指出：“要让学生领悟建立模型的科学方法及其在科学研究中的作用。”因此，模型建构是学生必须掌握

2、的科学方法之一。6高中生物教学中利用的模型主要有概念模型、物理模型、数学模型。概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型，一般用梳理知识结构，如构建知识结构图。物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，其最显著的特点是形象直观。物理模型既包括静态的结构模型，如细胞的结构模型，又包括动态的过程模型，如细胞增殖过程中染色体形态变化的模型。数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式，如构建种群数量的增长模型。在生物学教学中，如果能在教师的引导下，让学生在一定的情境中通过自己思考或动手，建构相关模型来学习生物学

3、知识，将会提高学习效果和学习效率。下面笔者以“孟德尔遗传定律的现代解释”的教学为例，谈谈在生物教学中对模型构建的应用。1教材分析此部分内容安排在《遗传与进化》模块的第二章第2节“基因位于染色体上”的后面，即学完“孟德尔的杂交实验”和“减数分裂与受精作用”，并认同基因位于染色体上之后。其实“孟德尔的遗传规律的现代解释”就是对以上知识内容的相互联系、综合、总结，使学生能在细胞水平上理解孟德尔的遗传规律，并深化和巩固减数分裂的过程。这是一个对已有知识进行融会贯通的过程。虽然，教材上没有对这部分内容作很多的讲解，只是用文字描述了一下，但这部分

4、内容的学习效果将决定着前面内容的总体学习效果。2教学目标在“孟德尔的杂交实验”和“减数分裂与受精作用”的知识背景下，借助基因与染色体的关系，运用模型构建的方法，模拟减数分裂过程中基因、染色体的行为变化，阐明孟德尔遗传规律的实质。63学情分析学生已经学习基因分离定律、基因自由组合定律和减数分裂过程中染色体的数目、行为变化等知识，为本节课的学习打下基础，但理解不够透彻，知识零散没有联系，需进一步将知识进行整合。同时，高中学生具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还不够完善，在模型构建的目的性和方向性上需要教师指

5、导。4教具准备用两种不同颜色的剪纸剪出两对同源染色体，两对进行大小区分，每对一红一白表示一条来自父方.一条来自母方。在两对同源染色体E标记出两对等位基因，准备8个磁铁石，作为染色体的着丝点。5教学过程教师导入：既然基因位于染色体上，那我们再来回顾下减数分裂的过程，把基因加到染色体上去，看看基因是如何分离和自由组合的？5.1学习基因的分离定律（一对等位基因）6假设一个细胞只有一对同源染色体，上面只有一对等位基因Aa，请一位学生到讲台前演示减数分裂过程（图1），其他学生和教师一起回顾减数分裂过程各时期的特点，为演示的学生做引导：间期（染色

6、体复制）→减I前期→减I中期→减I后期（同源染色体分离，非同源染色体自由组合）→减Ⅱ前期（无同源染色体，有染色单体）→减Ⅱ中期→减Ⅱ后期（着丝点分裂）→减Ⅱ末期（无同源染色体，无染色单体）。每演示一步，将前一个步骤的印记用红白粉笔画下，最后在黑板上呈现出一个完成的减数分裂过程图（图2）。设问：①Aa这对等位基因是在细胞分裂的什么时期分离的？②Aa这对等位基因是由于什么原因分离的？③减数分裂得到的4个配子，每个配子得到一对等位基因的几个？有几种类型？④等位基因分离的实质是什么？（总结出分离定律的现代解释）设计说明：采用物理模型，用剪纸和

7、磁石模拟染色体，将染色体形象具体化，利用剪纸的活动变化来模拟减数分裂中染色体的变化，给学生直观的过程印象，更易理解和记忆。在演示染色体变化的同时，将每一步的印记留下，最后可以展示出完整的减数分裂过程，便于学生对整体过程的把握，同时，在让学生回答问题时，黑板上完整过程的呈现可提供提示信息。由于高中生的逻辑思维能力还不够完善，探究能力还在培养当中，所以让每个学生独立完成这个过程模型的建构，难度较大。因此，采取一个学生上台演示，教师调动所有的学生一起参与，并适时给予提示和帮助的方式。5.2基因的自由组合定律（两对等位基因）6在图2的基础上，

8、如果再加一对同源染色体，这对同源染色体上有一对Bb的等位基因，那么在减数分裂的过程中，基因是如何分离和组合的呢？请一位学生上黑板演示（图3），并在黑板上呈现出一个完成的减数分裂过程图。其他每位学生画在学案上（图4）。设问