构建物理模型，促进高中生物教学

林飞明

摘 要：生物教学中物理模型的构建对于理清繁杂的生物学概念、记忆众多的生物学知识点具有至关重要的作用，是新课标所倡导的有效的教学方式。紧密联系人教版生物学教材，先后论述了在高中生物教学中构建物理模型的意义、原则以及构建的步骤。

关键词：物理模型；生物教学；建构主义

高中生物知识点众多，各个知识点之间又有着错综复杂的联系，这些知识点同时又是建立生物学知识体系大厦的根基，因此，清晰地构建出知识框架对于生物的学习具有非常重要的意义。生物学是一门系统性很强的学科，但是在生物教学中，教师大多采用满堂灌的方式进行授课，学生课堂参与度低，学习效率低下。面对繁琐复杂的生物知识点，学生往往采用机械背诵的方式进行记忆，无法理解各个知识点之间的本质联系，因而在遇到问题时难以变通思考，导致成绩很难提升。这些都与新课标三维目标培养的要求相悖，为了改变教师生物教学以及学生生物学习的现状，选择合适的教学策略帮助学生灵活掌握知识就显得极为重要了。

新课标中明确要求：教师在引导学生学习新知识的过程中要帮助学生领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力。人教版教材中主要介绍了物理模型、概念模型和数学模型等三种模型，而其中物理模型的应用最为广泛。建构主义的学习理论认为：知识的获取过程不是简单的由外到内的传递和转移，这种被动地接受他人的理论，而应该是在某种真实的情景创设中，学生积极主动地去探索知识内在的联系，从而将新旧知识准确地串联起来构建属于自己的知识体系。物理模型的构建过程之中，学生自主地搜集资料、整合信息、动手操作，这正是一种学生自主学习的过程。这种以学生为主体的课堂教学不仅激发了学生的学习兴趣，改变了学生学习的方式，培养了学生获取知识的自主性以及独立性，达到了情感态度与价值观的目标。而且学生的动手与动脑能力都得到了提升，将旧知识与新知识有机结合，对于知识的理解更加深刻，逻辑思维能力也得到了发展，达到了知识与技能的目标。其次，构建模型的过程中学生参与度高，积极与小组成员合作探究，整个学习的过程充满了趣味性。

构建物理模型的方法是一种科学的教学方法，值得生物广大教师去普及、去思考探究如何更好地运用物理模型的方法去帮助学生更好地学习生物学知识。人教版的生物教材中讲述了四个物理模型的构建，分别是《分子与细胞》模块中《尝试制作真核细胞的三维结构模型》，《遗传与变异》模块中《模拟减数分裂过程中染色体的变化》以及《制作DNA双螺旋结构模型》《稳态与环境》模块中的《建立血糖调节模型》。此外，利用构建物理模型的方法来进行生物教学的例子还有许多，如“生物膜的流动镶嵌模型”“有丝分裂中染色体的变化”以及“建构重组DNA分子”等。

构建物理模型是一种学生的创造性活动，为了更好地引导学生进行合理的构建，教师有必要在构建活动前与学生讲述构建模型的原则，使学生有明确的构建目标与开放的广阔的思维，以达到良好的教学效果。物理模型构建中的几条基本原则是：（1）科学。相比于科学家进行科学研究的模型，虽然高中生制作的模型相对简单，但也应具备基本的科学性以及真实性；（2）可行。难度过大或者内容较深的模型会超出学生的能力水平，降低学生的积极性，因而在模型的选择时要依据新课标的要求，选取合适的模型进行构造。（3）简约。模型毕竟不是事物的复杂原型，表示出事物的一系列重要特征即可。因而构建的模型应简单直观，在必要时可以略去某些特点的创设。（4）美观。美观大方的事物总能阅人耳目，模型同样如此。在能体现原型的各个特征的基础上应力求模型的观赏性。（5）环保。应教育学生养成节约环保的意识，尽量选取废旧的材料进行模型的构建。

明确了物理模型构建的原则及其在生物教学中的作用，接下来就来探讨教学过程中物理模型构建的步骤：

一、原型的确定

首先，第一步需要确定模型所需要研究的对象，进而根据所学的生物知识进一步地拓展，分小组去搜集更多的资料并进行整理，接着分析讨论原型所具有的特征，初步设计出构建方案。例如，在尝试制作真核细胞的三维结构模型时，真核细胞中的各个细胞器的名称、特征、分布状况、大小比例、相对数量这些特点事先都需要清晰地掌握。

二、材料的准备

生活中的废旧材料有木质的、塑料的、纸质的以及金属或者布料的，制作过程中具体选用哪一种材料应该基于对于模型的特点的分析，在保证模型质量的前提下，尽量做到经济环保。例如，在DNA分子双螺旋结构模型的制作时，需要思考构建含氮碱基、磷酸、五碳糖的材料以及它们之间相互连接的材料。

三、模型的构建

在构建的过程中，各个元素制作的先后次序应遵循先框架后细节、先大后小、由表及里的原则。明确模型的整体制作过程以及小组中各个成员的任务分工，在团队的协作下集思广益，共同完成模型的构建。

四、模型的展示

在全班范围内举行各个小组模型的展示，并由代表分别讲述模型的构建过程、其中值得骄傲的闪光点以及制作中遇到的问题以及所采取的解决办法。

五、模型的评价

根据教师给定的科学、可行、简约、美观、环保五个原则，由学生分别给出各个小组模型的评判，指出其中值得借鉴以及需要修改的地方。同时教师从这五个方面给出各个小组模型的综合评判，对于闪光的地方给予表扬以激发学生的自信心，对于不足提出修改意见，鼓励学生不断地完善。同时教师应不失时机地讲述蕴含在模型中的生物学知识，这种寓教于乐的教学方式必能使学生在轻松的氛围中深刻理解与巩固所学知识。

六、模型的完善

通常一个完美的模型需要反复地修改与完善才能完成。在觀赏了其他小组的模型展示以及听取了教师的指导意见后，教师应引导学生进行对模型的反思与修缮，从而得到满意的结果。

在物理模型的构建中，学生自主地搜集整理了所学知识，探索了各个知识点之间的本质联系，对于知识的理解更加地灵活，记忆更加地深刻，学会了举一反三。同时团队的合作培养了学生的团体意识，提高了动手动脑的能力，学会了进行科学研究的模型构建方法，学生的学习热情以及自主性都得到了极大的提高。因此，生物教师应不断深入思考物理模型的构建，达到更好的教学效果。

参考文献：

[1]郑峰.例谈在高中生物教学中物理模型的构建[J].亚太教育，2015（15）：55.

[2]沈泉.物理模型建构在高中生物教学中的应用[J].实验教学与仪器，2015，32（4）：24，32.