巧用生物模型培养学生的理性思维

郑晓白

摘 要：理性思维是生物学核心素养中的组成部分，是学生在生物学课程中终身受益的学习成果。在生物学教学过程中，应用模型与建模是培养学生理性思维的有效方法。本文结合实例介绍通过巧用生物模型，培养学生理性思维的一些做法。

关键词：生物模型；生物学教学；理性思维

【中图分类号】G 633.91 【文献标识码】A 【文章编号】1005-8877（2019）15-0093-01

2017年版《普通高中生物学课程标准》指出：将培养学生的生物学核心素养作为课程宗旨。理性思维是生物学核心素养中的组成部分，是学生在生物学课程中重要的、终身受益的学习成果。理性思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。作为教师不仅要教给学生科学文化知识，还要注重培养学生的理性思维，为他们的终身发展打下良好的基础。

模型是人们对认识对象所做的一种简化的概括性描述。生物模型的形式很多，常见的模型有物理模型、数学模型、概念模型。在模型构建过程中，学生经历了思考与行动，这实际上是一种思维与行动相协调的过程，即通过思考——尝试——错误——再思考——再尝试，促进学生理性思维的发展。下面通过几个具体实例，简单介绍在生物学教学中利用生物模型，培养学生理性思维的一些做法。

1.巧用物理模型，培养学生抽象与形象思维

物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。高中生物学中有些结构微观、抽象，学生难以感知，如真核细胞结构、DNA分子双螺旋结构等。教师可引导学生构建物理模型，帮助学生更直观地认识这些结构，使微观结构宏观化。学生通过自己思考和动手，激活学生思维，使抽象思维形象化。

例如：在学习《DNA分子的结构》中，DNA分子双螺旋结构是看不见摸不着的，学生难以突破。在课堂上，教师可引导学生用硬纸板、彩笔、胶带等工具，构建DNA分子双螺旋结构模型。由于DNA分子结构复杂和组成要素的多样性，此模型的建构可遵循由浅入深，由易到难的渐近原则，依次建构脱氧核苷酸长链模型、DNA分子平面结构模型、DNA分子双螺旋结构模型。将抽象微观的分子结构直观化，有助于学生对相关知识的理解和记忆，培养学生抽象与形象思维。

2.巧用数学模型，培养学生分析与推理思维

数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，常见的有曲线图和数学方程式两种。一个复杂生物的生物学问题借助数学模型能转变成数学问题，通过数学模型的逻辑推理，能够获得客观事物的有关结论，达到对生命现象进行研究的目的，同时学生的理性思维得到进一步提升。

例如在学習《生长素的生理作用》中讲到：不同器官对生长素的反应敏感程度不同。对于这个问题，以高中生目前的认知水平是难以理解的。在课堂上，教师可利用数学模型（如图），引导学生用生物学的知识来解答，问题就迎刃而解。

教师问：根、芽、茎生长的最适生长素浓度分别是多少？

学生根据图中曲线的走势回答：根生长的最适生长素浓度为10-10/mol.L-1，芽生长的最适生长素浓度为10-8/mol.L-1，茎生长的最适生长素浓度为10-4/mol.L-1。

教师又问：图中D点的生长素浓度对根、芽、茎的生长起什么作用？图中C点的生长素浓度对根、芽、茎的生长起什么作用？

学生经过分析推理得出：图中D点的生长素浓度对根的生长起抑制作用，对芽、茎的生长起促进作用。图中C点的生长素浓度对根、芽的生长起抑制作用，对茎的生长起促进作用。由此得出不同器官对生长素的反应敏感程度不同，即根 > 芽 > 茎。教师通过建立数学模型，不仅能帮助学生理解相关生物学现象的本质，而且培养学生的分析与推理能力。

3.巧用概念模型，培养学生比较与概括思维

概念模型是指以文字表达抽象概括出事物本质特征的模型。概念图是一种常见的概念模型。生物学概念繁多，抽象、零碎，易混难记。在教学中教师采用概念模型可以帮助学生理解抽象概念的内涵和外延，理清生物学概念之间的独立关系、从属关系。

例如在学习了《生命活动的主要承担者——蛋白质》后，教师可以引领学生以小组为单位，将本节课的概念罗列出来，逐一分析概念之间的内在联系，比较概念之间的异同点，弄清它们的逻辑关系，概括和完善知识体系，并以概念图的形式呈现出来，学生在主动构建知识的过程中，学会自主学习，提高了学生的思维参与度，培养了学生对知识的输出、比较、概括、纠错和完善等一系列思维。

4.结语

生物学课堂教学中，教师借助生物模型进行教学，能帮助学生解释身边的生物学现象和规律，将抽象概念形象化、模糊概念清晰化、微观结构宏观化，零碎知识系统化。在构建模型的过程中，学生改变死记硬背的学习方法，学会思考与质疑，激发学生的天赋和潜能，培养学生的理性思维。

参考文献

[1]徐婷.问题串在培养学生理性思维核心素养中的运用[J].生物学教学，2017（6）：35-37

[2]吴丹丹.模型构建在中学生物学中的教学实践研究与反思[J].生物学通报，2017（2）：45-47