例析彩色卡纸模型在生物教学中的应用

刘晓菊

文件编号： 1003 - 7586（2015）10 - 0011 - 02

高中生物必修1教材中这样描述“模型”：“模型”是人们为了某中特定的目的而对认识对象作一种简化的概括性的描述。这种描述可以是定性的，也可以是定量的，有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式包括物理模型、概念模型、数学模型。用彩色卡纸制成的教具模型是用实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，属于物理模型。

让学生参与模型教具的制作，因其形象直观，能帮助学生理解知识、运用知识，又能激发学生的学习兴趣和学习主动性。在制作过程中遇到的问题能促使学生动脑筋解决，并参与小组的合作交流，提高了学生的语言表达能力和运用知识解决问题的综合能力。

案例1：人教版高中生物必修1第二章第二节“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节的教学。

在讲解氨基酸之间脱水缩合时，笔者让某小组的学生制作了彩色卡纸折叠模型（图1），并在全班利用多媒体展台演示肽键形成脱水过程。

在解决肽链形成过程中氨基酸数目与肽键个数的关系问题时，教师让学生分组动手制作10个氨基酸形成的一条肽链和两条肽链的情况，让学生直观地数出肽键个数（图2、图3）。显然图2中肽键9个，图3中每条肽链中肽键4个，再经过与其他小组的数据整合，学生总结出规律：肽键数目=氨基酸总数-肽链数目。

学生提出问题：由甘氨酸和丙氨酸形成的二肽结构是一种，还是两种？甘氨酸-丙氨酸与丙氨酸-甘氨酸这两个二肽分子是不是同一种？教师引导学生自己动手探究，立刻有个别小组的学生做了以下模型（图4），并在全班展示。

通过图4可以看出，在甘氨酸-丙氨酸二肽中甘氨酸的羧基参与肽键的形成，而在丙氨酸-甘氨酸二肽中，甘氨酸的氨基参与肽键的形成。这样便使问题的答案一目了然，制作模型使学生对问题的理解很深刻，又获得了成功的体验。

案例2：人教版高中生物必修2第三章第二节“DNA分子的结构”的教学。

在这节教学中，教师先让学生认识构成DNA的四种基本组成单位——脱氧核苷酸（图5），然后让学生用手中的彩色卡纸自己制作脱氧核苷酸模型（图6）。

在介绍了DNA分子双螺旋结构特点之后，让学生分组制作DNA分子平面模型。教师提供给每个小组工具档案袋：内有用硬纸片制作的4种脱氧核苷酸组件模型、彩色记号笔、双面胶、小刀等，让学生运用所学的关于DNA结构知识，排列出一个平面DNA片段图。某个小组学生制作了DNA平面模型如图7所示。

该平面模型能体现出相邻脱氧核苷酸之间在什么位置通过什么化学键连接，也能体现两条脱氧核苷酸链之间是怎么反向平行的，又是如何通过氢键结合的。教师可让展示小组讲解碱基互补配对原则及磷酸二酯键的概念。学生自己参与制作，才能更好地理解DNA结构的每一个细节特征。学生学习热情高涨，争先恐后地到讲台展示本组的作品，并对其他组的作品做出评价，纠正不合理之处。此时教师通过PPT展示相关的高考题，让学生学以致用，现场分析。

（2013·上海卷）在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（ ）

A. 能搭建出20个脱氧核苷酸

B. 所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对

C. 能搭建出410种不同的DNA分子模型

D. 能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段

很多学生立刻说出答案B，教师提示学生仔细审题。有学生抢答出答案为D，教师让他给出合理解析。学生代表提出，此题关键一句在“脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个”，并拿出本组模型展示（图8）。

图8所示的模型展示了4个碱基对的DNA分子片段中脱氧核糖和磷酸之间的连接物是14个，该图帮助学生否定了B选项，证明了D选项的正确。笔者体会出模型或图示在帮助学生理解知识方面有事半功倍的效果。

案例3.人教版高中生物必修2第二章第一节“减数分裂和受精作用”中关于减数分裂部分是教学重点和难点，为了让学生掌握染色体在此过程中的行为变化特征，突破难点，笔者采用了让学生分组制作“精子形成过程的细胞图像”模型，同样提高了学生的积极性，也提高了课堂的效率。以其中一个小组的作品为例，学生用彩色卡纸制作的染色体模型，并用彩笔画出了细胞的形状。

在高中生物学教学中还有很多内容可以结合彩色卡纸制作模型，帮助学生直观地、深刻地理解知识，例如生态系统的能量流动图解模型的构建、有丝分裂细胞图像模型构建、神经纤维上兴奋的传导模型构建等，这里不再列举。反思这种彩色卡纸模型的分组构建，可以使课堂参与度大，学生乐于亲自动手，学习积极性高，课堂效率非常好，真的起到事半功倍的效果。