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基于生物教学的模型理论基础

2018-02-25

新课程(中学) 2018年5期
关键词:概念模型原型数学模型

孙 莹

(黑龙江省大庆市第一中学,黑龙江 大庆)

一、模型的定义

模拟原型基础上,出现的新型体就是模型,其是在原型基础上的概括、抽象,但是其并没有将原型所具备的特征包含在内,然而却能够反映原型的本质。人教版生物教材中提出,基于特定目的,简化认识对象的一个过程,就是模型,其具有定性、定量的特征,能借助其他形象化手段,对具体实物进行表达的过程,是抽象形式向具体形式转变的过程。

二、模型的特征

在教育教学模式转变下,涌现出了全新的教学模型,这些模型会表现出很多新的特征,模型首先具备的是描述性特征,这一特征强调了对客体的简化描述,建构了全新的研究目的、原型间的基本关系,并忽略了次要环节。其次,具备的是解释性特征,这一特征促使人们要对研究结果进行分析,在科学化、理论化、系统化分析决策的基础上,重新认识、建构模型,并对实验现象、实验活动等进行解释,这种模型强调了人们要对原有现象、正发生的事实进行分析和预测。最后,模型具有预测性特征,这一特征引导人们要扩大视野、积极探索。

三、生物模型的分类

生物课程体系中,知识的学习需要建立在模型分析基础上,因为模型的分类会表现出多种多样的形式。从生物科学发展来看,模型被划分为思维模型、物质模型;替代模型、天然模型、人工模型。很多实际情况下,在特定环境和情况下,很多生物实验并不能利用特定研究对象进行实验,这样就要利用其他生物来代替,这种替代性生物实验的过程,就叫做替代模型。从高中生物教材内容来划分,模型又被分成:数学模型、物理模型、概念模型等。

1.数学模型

数学模型在生物课程学习中属于重要内容,简单来说,数学模型就是利用数字字母、符号等式、图表图像等描述客观实物,并以此建立数学结构,表达其内在特征的过程。数学概念虽然具备抽象性特征,但是其能够很好地描述变量间的关系,能很好地描述生物学基本知识,比如种群增长规律等。一般情况下,数学模型是实现理论、实际转换的过程,是将现实变成数字的过程,其强调了数学结构、研究问题间的关系,强调了对应关系建立的重要性,这种模型常常以数学关系式而出现。

2.物理模型

对于物理模型而言,又被划分成两个类别,分别是天然模型、人工模型,这两个模型结构间建立了紧密的关系,其相互融合在一起,构成了现有高中生物教材中的基本模型,具体而言,其定义如下:

天然模型:天然模型在生物模型中发挥着重要作用,很多情况下,为了更好地探究生物知识、生命规律,就要利用典型性的、天然性的生物作为科学模型,强调对生物知识的学习。

人工模型:生物实验中,很多探究性问题不能建立在替代模型、天然模型分析基础上,基于此,科学家就会选择利用其他方式,重新建构新的人工模型,例如,在对生命探索分析中,大多数人不能再现生命出现时的情形,因此,1953年著名的美国学者米勒,在对原始海洋、原始大气环境分析的基础上,在实验室成功对不同自然条件进行了模拟,而诸多研究实验表明,这种人工模型具有很多优势。

3.概念模型

这一模型建立在文字图示、符号组合基础上,强调了要用流程图形式对生命机理、生命活动规律等进行阐述说明。很多情况下,生物学科知识的概念、内涵、外延等都建立在概念模型基础上。人教版教科书中,所有概念模型都是以概念图形式出现的,强调了学科知识表达,概念完善中的相互关系,并实现了知识网络构架的重要意义。对于知识概念而言,模型的建立表达,能实现知识内容间的联系、理解。教育教学活动中,概念模型是一种重要的评价、学习、教学工具,用途也十分广泛,是一种很好的检测工具。

与其他类型模型建立相比,概念模型建立相对复杂,其能简化问题,能将问题变得更加简单,能有利于知识的系统化、结构化学习,在提高学生记忆力、理解力和知识迁移等方面发挥了巨大作用,这一模型更是将知识提升到了新的高度。

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