高中生物教学中模型建构的研究与应用

摘 要：本文主要以高中生物教学中模型建构的研究与应用——以减数分裂为例进行阐述，结合当下传统教学模型构建和教学现状在高中生物中的应用为主要基础，从构建物理模型和构建数学模型掌握相关知识这两方面进行深度研究和探索，其目的在于加强模型在高中生物教学中的运作效率，旨意为相关研究提供参考资料。

关键词：高中生物；模型建构；抽象模型；具象化

一、 引言

模型构建主要是通过对生物模型的研究，进而能够寻找出一些生物内容本质和特征的方法。当生物知识过难时，无法直接从模型中得出具体答案，那么便可以通过构建系统模型来学习和研究，在模型中掌握生物知识的本质和内涵。

二、 传统教学模型构建和教学现状

在高中生物教学课本中有文字、知识、插图和模型等，其中出现的模型都是典型的，多年来一直沿用的学科内容，尤其是在高中生物教学中必不可少的内容。模型教学应用在高中生物教学中具有积极作用，能够提升学生对知识的了解，使得学生能够对其结构、内容等综合掌握，对微观生物内容有所了解。不过在新时期发展中，传统生物教学模式已经无法适应社会发展，满足学生的需求，因为传统模型教学缺少学生自主动手环节，而且模型基本都是静止的，无法激发学生学习积极性。模型对学生自主学习知识的应用和合作等培养不具积极作用，对提升生物教学质量，没有积极影响。

现在生物教学过于注重成绩，忽略对学生动手能力和实践能力的培养，学生在课堂中被动地接受教师讲解的知识，兴趣和积极性不高，使得生物教学效率不高。教师忽略学生的主体地位，一味地灌输生物知识，教学形式过于单一，及时引入了构建模型，但是依旧存在很多问题和不足，模型的构建往往是教师进行的，学生实际操作过少，不利于学生学习生物知识，无法激发学生积极性和主动性，对学生的发展不利。

三、 模型构建在高中生物中的应用

（一） 构建物理模型掌握知识

由于现在社会的不断进步和发展，要求对教育进行有效改革，因此要将构建模型教学不断完善和创新，增强学生动手能力和实践能力。物理模型主要是以生活中实物或者直观图等展现生物知识，在学习人教版《减数分裂和受精作用》内容时，通过构建物理模型掌握知识，教师在课前为学生准备构建模型的材料，然后根据实际情况将学生进行科学分组，让小组能够构建一个具有n条染色体的2倍体的模型。首先教师引导学生能够认真仔细地阅读精子形成中染色体的知识点，为构建模型奠定知识基础，然后让学生亲自动手尝试构建减数分裂过程中，细胞中染色体的变化模型。教师在黑板上绘画生物内容，学生根据内容设计模型，当出现问题，比如说不知如何让哪个染色体变粗，那么教师可以运用钢丝向学生展示过程，然后学生模仿加上自主学习和思考，能够将整个染色体变化过程运用材料构建出来，在演示过程中能够提升学生对染色体知识的掌握，还对染色体的结构和功能具有一定了解，物理模型构建对学生学习染色体知识具有积极作用。

然后教师引导学生将制作的模型染色体横向分布在细胞赤道板上，可以随意对染色体进行组合，可以是相同颜色的两条分布在一侧，也可以不同颜色的任意一条组合分布在一侧，那么在自由分配和组合中学生便能夠掌握配子知识。再通过合作掌握移动知识等。

不同小组将构建模型对比进行学习和分析，在对比中进行知识讲解和学习，发现问题并及时解决，能够提升学生各方面能力，促进学生学习和进步。

（二） 构建数学模型掌握相关知识

数学模型是一个可以展示系统的数学表达形式，在人教版生物减数分裂知识中，要求学生能够掌握在细胞分裂过程中染色体的数目变化情况和DNA数目变化情况，数目的变化运用数学模型构建知识解决比较直观、形象和具体，使得学生能够在观察模型中掌握一定生物知识内容。下图1和2是按照减数分裂不同阶段时期出现染色体和DNA数目变化的曲线图，在实际绘画曲线时要注意出现的转折，例如在图1中在第一次分裂前，在间期阶段染色体进行了复制，那么曲线在绘制时要注意是2n。其染色体的数目并没有发生任何变化，只是染色体本身的数量由原来的一条复制为相同大小的两条，在第一次分裂BC时期下降原因是同源染色体发生分离导致的，而在DE阶段发生上升，则是因为着丝点分离形成的，最后在FG时期再一次减少是因为染色体通过平均分离到不同的子细胞中导致的，这是帮助学生能够合理找出是减数分裂还是有丝分裂的主要依据。而图2中在AB时期减数分裂出现了一条斜线是因为说明DNA的复制不是立即完成的，需要一定时间作为铺垫进行，在实际分裂中DNA数目会发生两次减少现象，第一次减少是在第一次分裂之后，第二次就是出现在第二分裂之后，通过分裂使得原细胞的DNA数目减少为原来数目的一半，在减数分裂中出现两次DNA下降是数目的变化，是能够有效区分和判断有丝分裂和减数分裂的主要依据。

四、 结束语

在生物学习中构建模型的主要原因就是能够通过真实、直观、形象的模型研究，掌握和学习到生物知识变化的规律和现象，不过这些规律通常都隐含知识发生的背后，被一些复杂、无关原因所干扰和影响。所以在生物知识模型的构建过程中，必然是充满艰难的，不允许出现不严谨和失误等。模型的构建是直接根据知识形成的，需要学生能够具有细心的态度，认真、负责的思想。所以，模型的构建能够在一定程度上提升学生的自主学习和科学研究意识，还能够提升生物教学质量和效率，促进学生发展和进步。

作者简介：朱小红，甘肃省白银市，甘肃省会宁县第二中学。