合作学习理论指导下的模型方法的具体应用

蒋选荣

摘 要 结合“真核细胞的基本结构”一课，阐述了模型方法在课前协作、课堂研讨、课后探究等合作学习过程中的具体应用，提出了在合作学习过程中应用模型方法应该考虑教学内容、课堂教学、延伸和拓展对原型的认识、及时总结成果等几方面的问题。

关键词 合作学习 模型方法 真核细胞

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。在高中生物教学中运用模型方法可以促进学生学习方式的变革，引导学生在建构模型、分析模型的过程中加深对原型的认识。合作学习是组织和促进课堂教学并以自主与合作为基本特征的一系列教学方法的总称，根据学习任务和学习时间的安排，合作学习的形式可以分为课前协作、课堂研讨、课后探究三种形式。这三种形式可以共同围绕一个学习主题，也可以分别针对不同学习主题。在合作学习中运用模型方法可以充分发挥模型在教学中的作用，提高学生进行科学探究的能力，通过共同活动最大程度地促进自己以及他人的学习。

1 在合作学习过程中运用模型方法的教学流程

合作学习的主要特征是学生以小组为单位，通过合作和协作，完成学习任务。中学阶段模型方法的运用具体体现在建立模型、运用模型认识原型、利用模型延伸和拓展对原型的认识等三个方面。学生在建模、运用模型的过程中需要同伴的协助，通过合作学习应用模型方法是一种有效形式。模型方法可以应用到合作学习的课前协作、课堂研讨、课后探究三种形式中，对应不同的合作学习形式，应用相应的模型方法，如图1所示。

根据图1所示，课前合作学习主要围绕“模型建构”、课堂研讨合作学习主要围绕“认识原型”、课后探究合作学习主要围绕“完善模型”。合作学习是学生为达到一定目标而在小组中共同学习的学习环境，明确学习任务（主题）是开展合作学习的前提。学习任务既有小组共同完成的任务，又有成员独自完成的任务。以“真核细胞的基本结构”一课为例（下同），组内学生的分工包括共同完成的任务：真核细胞结构的资料搜集、制作方案的形成、真核细胞基本结构的组装等；各成员分工完成的任务有：细胞结构材料的选择、制作。在合作学习过程学生的分组很重要，教师要根据学生特质，将学生分成5～6人一组，要协调好男女比例和组内异质和组间同质，指导学生分工，明确组内学生的任务。

模型方法在“真核细胞的基本结构”一课的运用主要包括细胞物理模型的制作过程、利用模型揭示原型本质、加工和修改模型。为了引导学生运用模型的方法进行有效的小组合作学习，教学中将合作学习的途径设计为课前、课中和课后三个时段，具体为：课前小组通过合作学习方式制作真核细胞的物理模型；课堂教学中以小组为单位对真核细胞物理模型中结构和功能进行讨论；课后以小组为单位对物理模型进行修改和完善。

1.1 课前协作，完成模型制作

学生以小组为单位在课前协作完成动植物细胞模型的制作，根据学习任务的安排，各学习小组利用教材、图书馆、网络等课程资源进行自主合作学习，搜集真核细胞基本结构和功能的相关信息，如：真核细胞和细胞膜、细胞器及细胞核的比例大小，动植物细胞结构和功能的差异，完成对真核细胞结构和功能知识的筛选、整理、加工、归纳。在课前模型制作的过程中，教师的指导作用不可或缺，如：指导学生选择安全的、可回收的废旧物品制作动植物细胞模型有利于废物利用和环境保护；指导学生真核细胞大小一般在10～00 μm之间，制作的各种细胞结构应该与细胞大小成比例等。

以学习小组为单位制作动植物细胞模型是课前合作学习主要任务，制作模型的过程是认识真核细胞原型的过程，也是运用模型方法揭示原型本质的途径，同时也为课堂合作学习的开展做了铺垫。学习小组通过材料的选择、制作方案的形成、成员的分工、模型的组装和修正、模型结构的标识等学习过程，有助于培养学生合作意识、团队精神。

1.2 课堂研讨，认识原型

教师围绕课前小组制作的模型，引导小组间交流课前合作学习的成果，延伸和拓展对原型的认识。以模型为依据，交流发言的内容围绕教学目标，通过问题的设计和讨论，逐步加深对原型的认识。如：说出细胞物理模型中细胞壁、细胞膜、各种细胞器、细胞核的结构名称；说明细胞中各种结构的形态大小、结构特点、分布情况等；举例说明细胞中各种结构的功能。利用模型认识原型的交流发言的主题由浅到深，即从说出结构名称到说明结构特点，再到说明结构的功能特性，符合学生的认知规律，提高了教学的针对性，提升了课堂教学效率。

1.3 继续探究，完善模型

在课堂合作学习过程中，模型与原型的关系如图2所示，借助模型揭示了原型的本质特征，同时，通过认识原型的合作学习的过程，对制作的模型有了新的认识，产生了新的问题。教师要鼓励学生通过课后合作学习的方式进一步修改模型，借助模型修改过程解决产生的问题。

在评价学生各学习组制作的细胞物理模型的基础上，教师要说明细胞模型应该依照细胞原型建构。各个学习小组整理修改建议并在课后继续完善细胞模型，并结合细胞模型，提出继续探究的课题：细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧，细胞各组分之间如何分工合作，使各项生命活动能够有序进行的？课后对模型的修改是课堂合作学习的延续和深入，课题研究的开展促进学生从系统的角度分析细胞中各组成成分的关系，为学习真核细胞生物膜系统奠定了基础。

2 在合作学习过程中应用模型方法时需要注意的问题

合作学习是有共同的、需要协作和合作完成的学习任务，模型方法是一种开展科学研究的方法。在教学实践中，围绕教学目标，通过小组合作学习的活动完成学习任务是普遍可行的。模型方法在教学中的应用需要考虑课标要求、教材内容、学生情况等因素。所以，教师在合作学习过程中采用模型方法时，需要注意以下几方面的问题。

2.1 教学内容是采用模型方法的依据

教学内容对合作学习没有限制，模型方法的开展需要适合的教学内容，有些教学内容是不适合采用模型方法的，如：遗传的基本规律教学内容适合采用假说—演绎的科学方法，基因与染色体的关系采用类比推理的方法。课程标准针对“细胞结构”教学内容明确了“尝试建立真核细胞的模型”要求，高一学生对真核细胞的结构和功能有最基本的认识，能从最基本的结构和功能区分动植物细胞。同时，学生通过第二章细胞的化学组成的学习，对组成细胞的分子及其重要作用有了比较全面的了解；通过第三章第一节“生命活动的基本单位——细胞”内容的学习，学生已经认识到了原核细胞和真核细胞结构的区别、细胞的形态大小等知识。真核细胞模型的制作过程并不复杂，学生可以通过合作和协作完成。

2.2 模型方法主要应用在课堂合作学习过程

教学任务主要在课堂教学中完成，课前合作学习是为课堂合作学习做好铺垫，课后合作学习是课堂合作学习的延续和补充。学生在课前通过合作学习制作的模型应该合理和充分地在课堂合作学习中得到应用。如学生在课前通过合作学习制作好动植物细胞模型后，教师在课堂展示课前合作学习的成果；各学习小组派代表分别介绍植物细胞、动物细胞模型中各种结构的特点和功能（实物展台放大细胞模型）；其他组的学生对模型提出修改意见，并对细胞中的各种结构的特点和功能作补充发言。

教师在课堂合作学习中的引导作用不可或缺，可以利用模型，创设问题情境，组织学生开展合作学习。如对照细胞模型，教师提出以下问题：说明动植物细胞的基本结构是什么？说出动植物细胞在结构上的区别？在学生回答问题的基础上，继续提出问题：真核细胞普遍具有哪些结构呢？这些结构具有哪些特点和功能？教师要启发学生小组结合模型，说出真核细胞具有的细胞结构。

学生分组制作的细胞模型反映出对细胞原型的认识，也可以反映出小组合作学习的成效。通过问题的设置促进学生利用模型方法认识细胞原型，同时可以检验合作学习的效果。

2.3 利用模型，延伸和拓展对原型的认识

模型是对原型的简化和理想化的重构。认识原型的结构和功能需要在运用模型方法的基础上，对知识进行适当延伸和拓展。如在小组合作学习的基础上，延伸和拓展的知识点内容如下：蛋白质分子的种类和数量与细胞膜功能的复杂程度呈正相关；植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核；核仁与核糖体的形成有关，在细胞有丝分裂中周期性的消失和重现；低等植物细胞含有中心体；染色质主要由DNA和蛋白质构成，染色质和染色体是同一种物质在不同时期的不同形态；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性；在细胞质中，除了细胞器外，还有呈胶质状态的细胞质基质；细胞质基质不是简单的胶状物质，其中含有很多化学成分，是细胞内发生化学反应的主要场所。教师延伸和拓展真核细胞结构和功能相关知识，充实了合作学习成果，加深了对细胞原型的认识，有利于学生建构核心概念——“细胞是最基本的生命系统，各组分间既分工又协作”。

2.4 及时总结合作学习的成果

教师在学生分组介绍和讨论交流的基础上，引导学习小组归纳总结，形成结论。如细胞具有膜的结构（细胞膜、细胞核、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体等；真核细胞内的膜结构是真核细胞和原核细胞的最根本区别之一，最大的内膜是内质网）；无膜的细胞器（核糖体、中心体）；细胞内含有DNA的结构（细胞核、线粒体、叶绿体）；含有色素的细胞器（叶绿体、液泡）等。归纳总结有助于学生进一步认识到已经分化的细胞在结构、功能、生理等方面存在特异性，使他们认识到原核细胞和真核细胞在结构上的区别。总结合作学习成果有利于学生对事物原型的认识，激发学生学习积极性。

3 教学反思

在合作学习理论指导下运用模型方法，指导学生在课前制作动植物细胞物理模型，极大地调动了学生学习的主动性，部分学生制作了2个以上模型。教师需要跟踪指导学生模型制作过程，避免出现完全仿造现成模型的做法。课堂合作学习过程中，学生能够针对模型，主动发言，提出的问题有一定的针对性。如学生提出的问题有：模型中各种结构大小比例与原型是否一致？在植物细胞原型中是否都具有液泡、叶绿体？细胞在生长过程中，各种结构是否发生变化？学生在互动交流的过程中，建构了真核细胞原型的基础知识。

参考文献：

[1] 沙伦著，王坦，高艳译.合作学习论[Jl.山东教育科研，1996，（5）：59-62.

[2] Light PH， Mevarech ZR. Copperative learning with Computers： an introduction[J]. Learning andInstruction， 1992， 18（3）： 155-199.

[3] 苏明学.围绕核心概念组织单元复习的案例分析[J].生物学通报，2013，28（1）：29-30.