核心素养下模型构建在高中生物教学中的应用效果分析

辛华

摘 要：高中生物是高中学科中重要学科之一，而模型的构建是在高中生物中检测学生学习掌握知识能力的标准，由于高中生物没有具体化，所以利用模型构建的手段可以有效地帮助学生掌握知识。文章作者从核心素养下的生物教学出发，深入研究了模型构建在高中生物教学中的应用，并提出了四点教学策略。

关键词：核心素养；模型构建；高中生物；应用

中图分类号：G633.91

文献标识码：A

收稿日期：2018-01-04

作者简介：辛 华（1979—），女，广东雷州人，一级教师，本科，研究方向：中学生物教学。

核心素养教学是我国的根本教育要求，将核心素养与教育结合在一起，打破传统的教学方式，能够有效地提升学生的学习效率。但目前我国核心素养下模型构建在高中生物教学中的应用仍存在很多亟待解决的问题，对此，我们应当引起足够的重视并积极解决。

一、模型构建的概述

1.模型构建法的概念

模型构建是将抽象意义的描述，根据逻辑思维能力将描述构建成一个有实体，看得到的一种结构；模型构建法是我国教育中普遍应用的教学方法，能够揭露事物或是生物的本质。模型构建大致可以分为三大类：数学模型、概念模型和物理模型。常用的是物理模型，物理模型的构建需要以实验或是推理分析等方式进行，以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。

2.模型构建法的分类

（1）数学模型就是指将教材上的内容或者内容的本质，通过数学的形式将其描述出来，此模型构建法的目的是增强学生们的综合运算能力。比如，在人教版高中生物教材当中，细胞的有氧或无氧呼吸方程式、植物的光合作用方程式、酶活性受到温度影响的效果示意图等都需要运用到数学模型的构建。

（2）概念模型是指以命题的形式将教材中的内容通过模型展示出来，或是将事物之间的内在意义通过模型表达出来。比如，在生态系统中包括群落，而群落又包括种群等之间的关系。

（3）物理模型主要是通过画图来表达事物的特征，或是将生命的进程通过模型展现。比如，在高中生物教科书中的“分子的结构和细胞结构”一课等都需要用到物理模型。

3.模型构建法对高中生物教学的重要意义

当模型构建法首次应用到教学中时，就被教师们广泛地应用到各学科之中，在高中生物教学中采用模型构建法，能够提高学生们对抽象知识的感知能力，因而学生在亲自构建模型时能够扎实地掌握所学知识，从而促进逻辑思维能力和创新能力的发展。

二、高中生物与核心素养的关系

核心素养的概念很宽泛，学习中的核心素养就是指学生学到的知识与能力、态度结合在一起的表现。生物学对当今社会的发展有着重要作用。在这样的时代背景下，高中生物有着更加不同的意义，因此，将核心素养与高中生物相结合，是一个科学有效的教学方法，能够加深学生对生物学概念的理解。生物学本身就是一门自然学科且具有研究意义。学生学习生物用到科学领域的知识是必然的，想要深入探究就必须具备一定的逻辑思维能力，而该能力的拓展需要学生增强自身的素养。也就是说，学生学习生物就应不断探究思考，只有在深入思考的同时才能形成核心素养。

三、模型构建在高中生物教学中的应用效果

1.通过模型构建的手段，提高学生对生物学习的积极性

高中生物相较初中生物来说，复杂了很多，有很多知识是抽象化的，对于高中生理论上的知识，学生需要反复背诵定义才能够理解，但传统的学习方式枯燥无味，学生没有学习的兴趣，这就使高中生物的教学出现了难题。教师通过知识内容要求学生构建模型，将单调的知识变得生动形象，构建模型能够帮助学生深入理解高中生物的概念以及相关的知识点；通过这种教学方法，能够有效地活跃课堂气氛，激发学生们对生物知识的求知欲望。比如，在《细胞器——系统内的分工合作》的教学中，教师可以向学生们展示细胞构造模型，生动形象地展示出细胞构造中的各个部位，让学生积极地对照书中的内容探索细胞构造，实现高中生物和模型建构的有效性。

教师课后可以要求学生利用泡沫塑料、木块、纸板、纸片、塑料袋、布、线绳、细铁丝、大头针等为材料，分组制作真核细胞的三维结构模型，体验建构模型的过程。真实的细胞颜色不鲜艳，教师可以建议学生用不同的颜色区分不同的细胞结构，使细胞各部分的结构特点更突出，便于观察。在动手制作之前，教师要求小组内确定制作模型的具体分工和实施过程，一起合作完成模型的制作，并让各小组就制作的模型在班级内进行交流，从科学性、艺术性、成本低廉等方面对其他小组的模型作出评价，学以致用，从而牢固掌握知识。

2.通过模型构建，促进学生对生物学概念的深入理解

生物学概念是学生学习生物学科知识的基础，是理科思维判断和推理的基本要素。在高中生物学中，有理论性的知识和实操性的实验，学生需牢记概念，因为概念的每一个字都是必不可少的，背诵起来很麻烦，且意思较为抽象，学生学习如果没有一定的学习技巧就会很困难。

若所学概念能用相关内容的文字、 关键词及箭头连接起来，那么概念不仅会变得直观形象、通俗易懂，而且能揭示事物的主要特征及本质。教师在教学中可尝试让学生建立这些概念模型：有氧呼吸过程的图解、光合作用过程的图解、中心法则图解、体温调节图解等。教师在实际的教学中，将模型构建与教学相融合，能够让学生深入理解概念，并用语言概括出来，从而有效培养其理解能力。如学完高中生物必修1第三章《细胞的基本结构》后，利用概念模型构建知识网络，将细胞结构有关的知识形成一个网络体系，这样，学生通过自行建立概念模型过程清晰化，不会再对具有单层膜的细胞器、具有双层膜的细胞器和无膜的细胞器以及细胞核不是细胞器等易错知识点，混淆和产生混乱。

3.教学与模型构建相结合，促进教学效率提升

传统的教学方式已经不能够满足生物学的教学需求，生物学与其他学科息息相关。在生物教学中，需要结合数学知识，利用构建数学模型来描述一些生物学现象。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，它的表现形式包括曲线图和数学方程式。数学模型能把抽象问题具体化，提高答题的准确性，是解决生物学中数学问题的有效方法。描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。如在《种群数量的变化》的问题探讨中，细菌的数量如何变化，教师可针对细菌每20分钟分裂一次，让学生根据已有条件完成课本的表格，然后在课本的坐标图上标上数据，并用平滑的曲线连接起来，最后得到种群的“J”型的增长曲线。同数学方程式相比，曲线图能更直观地反映出细菌数量的增长趋势。教师在生物学的教学中借助模型构建的教学方式，将教材上的内容讲解得简单明了，学生也容易接受，从而科学合理地提高了教学效率。

4.借助模型构建的方式，有效地帮助学生梳理知识点

在模型构建的教学过程中，教师可以根据模型，从上到下或从内到外地结合教材讲解知识点，这样讲解起來井然有序，学生在梳理知识点时也不至于太过盲目，遗漏重要的知识点。

总之，当前我国的核心素养教学方式已经逐渐兴起，模型建构的教学手段在高中生物教学中起着重要的作用，这种教学方式不是短时间内可以收获成效的，还要随着时代以及科技的变化不断完善。因此，教师只有积极地进行改革，才能把模型构建与高中生物更好地结合，推动我国教育的快速发展。

参考文献：

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