模型建構在高中生物教學中的運用

時間：2024-09-06 10:40:08 教育學我要投稿

模型建構在高中生物教學中的運用

　　學生能夠通過結合數(shù)學知識與生物知識的方式，更加清晰的理解“生長素生理作用”及其雙重性的特點，達到事半功倍的教學效果，以下是小編J.L為大家分享的2017年關于模型建構在高中生物教學中的運用之論文范文。

模型建構在高中生物教學中的運用

　　【摘要】本文針對高中生物教學中應用模型建構的一系列問題展開探討與分析，首先分析了生物數(shù)學模型建構的主要優(yōu)勢，其次對高中生物教學中模型建構的主要內(nèi)容以及基本程序進行分析，最后結合教學實例，對模型建構在高中生物教學中的具體應用展開論述與研究。

　　【關鍵詞】高中生物;模型建構;教學

　　新課程標準中明確指出：高中階段生物學科的教學活動應當幫助學生了解模型建構等科學方法在生物學科研究中的應用，培養(yǎng)學生模型建構的基本思維與能力，以模型建構的方式獲得生物學科相關知識點。從這一角度上來說，教學工作者必須努力嘗試模型建構方法與課堂教學實踐的有機結合，以不斷提高學生生物學科素養(yǎng)水平與科學探究能力。

　　一、生物教學模型建構優(yōu)勢分析

　　1.提高學生學習效率

　　模型建構思路下，教師可以帶領學生切實參與到課堂實驗以及各種觀察活動中，不再受到傳統(tǒng)灌輸式教學模式的限制。學生作為課堂教學活動的參與主體，投入學習活動的積極性高、主動性高，利用模型建構工具輔助學習，能夠從現(xiàn)象到本質、從形象至抽象，以全方位的掌握生物概念與知識點，進而起到提高學生學習效率的目的。

　　2.提高學生綜合素質

　　將模型建構的過程與高中生物課堂教學相結合，能夠促進學生深入探究所學生物知識點。模型建構自設計至應用本質上就是一個探究發(fā)展的過程，學生可以利用所掌握的生物知識點，發(fā)散思維并設計構建合理模型，以探究新知識與概念。同時，模型建構還可以培養(yǎng)學生思維靈活性，對增強小組內(nèi)學生合作意識以及小組間競爭意識有重要意義，并且對培養(yǎng)學生細致嚴謹?shù)膶W習態(tài)度也有重要意義。

　　3.提高教師教學水平

　　模型建構教學實踐活動前，教師必須對課堂教學內(nèi)容進行優(yōu)化設計，選擇教材中可進行模型建構教學的內(nèi)容，提高課堂設計水平，優(yōu)化教師教學水平。同時，在模型建構教學過程中，教師與學生能夠形成良性互動關系，一方面可促進師生關系的和諧發(fā)展，另一方面對提高教師教學水平也有促進作用。

　　二、生物模型建構程序分析

　　在人教版高中生物教材中，所涉及的主要模型建構活動包括如下幾個方面：(1)有關真核細胞三維結構模型的建構。該知識點屬于人教版高中生物教材《分子與細胞》模塊，是將肉眼難以直接觀察的細胞微觀結構或過程加以簡化，把握真核細胞結構的主要特征，然后再對特征進行具象化、形象化處理。

　　模型建構活動要求能夠準確重現(xiàn)真核細胞結構的相關特點，所模擬過程應當符合科學事實，所構建模型實物應當兼具簡單性、準確性、科學性的特點;(2)有關減數(shù)分裂染色體模型的建構。該知識點屬于人教版高中生物教材《遺傳與變異》模塊，是將肉眼難以直接觀察的細胞微觀結構或過程加以簡化，把握生物體內(nèi)減數(shù)分裂染色體結構的主要特征，然后再對特征進行具象化、形象化處理。

　　模型建構活動要求能夠準確重現(xiàn)真核細胞結構的相關特點，所模擬過程應當符合科學事實，所構建模型實物應當兼具簡單性、準確性、科學性的特點;(3)血糖調節(jié)模型的建構。該知識點屬于人教版高中生物教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊，是將難以直接觀察到的過程加以形象化處理，然后抽象得到該過程的關鍵特點。模型建構活動要求過程簡單明了，抽象得到血糖調節(jié)過程的一般規(guī)律，獲得概念模型的過程與特點;(4)種群增長模型的建構。該知識點屬于人教版高中生物教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊，是根據(jù)現(xiàn)象的具體表現(xiàn)抽象得到其中所蘊含的數(shù)學規(guī)律，然后以公式或圖表等形式表現(xiàn)出來。

　　模型建構活動要求根據(jù)具體案例推演得到建構數(shù)學模型的基本規(guī)律。在模型建構的過程中，應當按照如下程序展開教學活動：第一步，教師應當在課堂上介紹與模型建構知識點相關的理論知識、模型建構的過程、以及注意事項等，提醒學生將科學性、準確性放在模型設計與制作的首位，然后再關注模型的美觀性;第二步，以小組為單位，在教師的指導下確定知識點所對應原型、模型以及模擬形式，根據(jù)模擬形式設計模擬方案，組內(nèi)合理分工，應用模擬材料制作模型;第三步，各個小組分別展示所設計制作模型成果，給出書面介紹，進行小組間互評;第四步，在教師指導下展開展評會，綜合組內(nèi)自評、組間互評、以及教師評價等多種手段，選擇最佳模型方案。

　　三、生物模型建構教學實例分析

　　1.生態(tài)系統(tǒng)模型建構教學

　　在有關高中生物學科“生態(tài)系統(tǒng)”知識點的教學實踐中，遵循“異質組合、優(yōu)勢互補”的基本原則，按照5名學生為1組的標準將班級學生劃分為若干小組，小組組內(nèi)民主推選1名學生作為組長。教學實踐活動中，以組為單位，自主準備生態(tài)系統(tǒng)模型構建所需的各種材料，設計模型建構方案。確定原型：教師在課堂導入環(huán)節(jié)中播放錄像，引導學生初步認識各種復雜生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過仔細觀察后對生態(tài)系統(tǒng)進行抽象簡化處理，概括不同生態(tài)系統(tǒng)中相同的成分構成要素。

　　模型準備：選擇“池塘生態(tài)系統(tǒng)”作為建模對象，對池塘生態(tài)系統(tǒng)中各種組分及其構成進行具體分析，討論不同成分對生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)作用，初步形成各類成分間的對應關系。如生態(tài)系統(tǒng)中缺少某種成分是否會對系統(tǒng)整體平衡產(chǎn)生影響，若產(chǎn)生影響則有何種表現(xiàn)形式等等。模型假設：初步建構池塘生態(tài)系統(tǒng)模型，以小組為單位制作池塘生態(tài)系統(tǒng)模型瓶。模型檢驗：觀察時間初步設計為1周~2周，經(jīng)密切觀察后以小組為單位展示模型并拼比，選擇各個小組中生態(tài)系統(tǒng)維持平衡時間最長的模型瓶。

　　指導學生進行討論，探索發(fā)現(xiàn)模型設計與建構中存在的缺點。根據(jù)模型瓶生態(tài)平衡表現(xiàn)，對原生態(tài)系統(tǒng)未知屬性作出推測，認識生態(tài)系統(tǒng)的必要條件———營養(yǎng)結構與營養(yǎng)功能。模型應用：圍繞池塘生態(tài)系統(tǒng)模型剔除多種假設，對各種潛在破壞性因子可能對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響進行分析與預測，以指導學生認知水平的發(fā)展，加深學生對相關知識點的理解。

　　2.生長素生理作用模型建構教學

　　在高中生物教材有關“生長素生理作用”知識點有如下闡述：生長素在低濃度狀態(tài)下促進生長，在高濃度狀態(tài)下抑制生長，甚至會殺滅植物。

　　但觀察發(fā)現(xiàn)，學生在對該知識點進行吸收與理解時普遍反映無法準確界定濃度高/低的標準。為了幫助學生更好理解該知識點，可以在教學活動中引入數(shù)學模型，以模型建構的方式加深理解。數(shù)學模型建構標準如下圖所示。根據(jù)圖1，b點表示在該濃度狀態(tài)對植物生長促進作用最為確切，即為生長素最佳濃度狀態(tài)。結合學生已有數(shù)學知識，abc曲線段對于植物生長而言均由一定促進作用。

　　其中，曲線ab段中，隨著生長素濃度的提高，生長素促進作用不斷加強，而在曲線bc段中，隨著生長素濃度的提高，生長素促進作用不斷降低。因此，曲線ab段可視作生長素濃度適宜區(qū)間內(nèi)的“低濃度”狀態(tài)，而曲線bc段則可視作生長素濃度適宜區(qū)間內(nèi)的“較高濃度”狀態(tài)。在c點，生長素濃度對植物生長無明顯改變，但過渡至曲線cd段后，生長素濃度提升對植物生長的作用表現(xiàn)為完全抑制，并且隨著生長素濃度的繼續(xù)提高，其對植物生長的抑制作用更為顯著。因此，曲線cd段可以視作生長素濃度區(qū)間內(nèi)的“高濃度”狀態(tài)。

　　根據(jù)所建構數(shù)學模型，學生能夠通過結合數(shù)學知識與生物知識的方式，更加清晰的理解“生長素生理作用”及其雙重性的特點，達到事半功倍的教學效果。高中階段生物學科課程教學的主要任務是提高學生生物學科素養(yǎng)水平，教師通過對數(shù)學模型、想象模型、概念模型等工具的綜合應用，不但能夠使學生對教材基礎知識的認知更加全面，并對增強學生對新知識探究能力也有重要價值。本文針對高中生物教學中應用模型建構方法的關鍵問題展開探討與分析，望能夠有助于生物教學質量的進一步提升與優(yōu)化。

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