高中遗传学核心概念教学中类比模型的应用研究

吴小峰

【摘  要】在高中生物学的教学中，遗传学作为其中一项重要且较为复杂的分支，若采用传统的教学方法，很容易使教学效率低下，学生难以完全理解遗传学的核心概念。因此，类比模型被越来越多地应用于高中遗传学核心概念教学中。这种教学方式能够有效将遗传学核心概念中的抽象内容转变为具象的简单内容，以此帮助学生充分理解遗传学中的核心理念。

【关键词】高中遗传学;核心概念;类比模型

一、类比模型的概念

类比模型主要是基于相似属于这种理念所延伸出来的教学方法，通过将学生熟悉的事物与抽象的教学内容进行类比，促使学生能够在两者之中找到共性，形成一种思维上的联想关系，进而能够在模仿的基础上归纳并类比到对应的模型当中，将不同知识点与模型中较为熟悉的知识点进行类比，进而促使学生能够更好地理解与接受新的知识内容。

二、类比模型在遗传学核心概念教学中的应用

概念主要是通过对事实的总结推理而得出的结论，因此遗传学核心概念也需要建立在事实感知的基础之上。在遗传学的核心概念中，其表征的事物包含了DNA、基因等抽象因素，采用类比模型的方式，将这些抽象因素通过构建生物模型的方式，使其更加具象化与直观化。学生能够通过对模型的观察，思考出原型中的未知属性，并发现其中的问题，充分了解事物中所蕴含的规律。

（一）明确类比模型的构建目的

在《DNA分子的结构》这一章节中，其主要的核心理念便是DNA分子主要是由四种小分子（脱氧核苷酸）构成的长链，两条反向平行的长链组成了双螺旋的结构。在进行教学的过程中，教师需要充分围绕着这一核心理念进行，通过构建类比模型的方式，围绕着DNA双螺旋结构模型的历史研究进展组织学生的建模活动，将微观、抽象的DNA转变为具象、直观的类比模型，以此进一步提高学生的理解程度，激发学生的探究兴趣。

（二）选择类比模型的表达方式

大部分教师在进行《DNA分子的结构》这一章内容的教学时，通常会采用两条电话线、螺旋楼梯等结构与DNA进行类比，这些类比模型虽然能够有效帮助学生理解DNA的双螺旋结构，但在脱氧核苷酸是如何组成DNA双链这一问题却没有能够涉及。磷酸、碱基与脱氧核糖属于一种较为复杂的分子结构，因此教师采用不同颜色的小球与带有凹凸的圆柱充分展示DNA分子双螺旋的结构模型。促使学生能够亲手组装DNA的双螺旋结构，这样一方面能够让学生直观地看到DNA模型的具体形态。

（三）类比模型的具体构建方式

构建类比模型的过程主要分为聚焦——行动——反思构成这三个分部的内容：

1.聚焦：让学生在课堂中构建类比模型不能够只是单纯的手工活动，教师更需要注重引导学生在动手的过程中针对课程的核心概念进行思考，促使学生能够充分了解构建这一类比模型的意义与目的所在。

2.行动：学生在进行DNA类比模型构建时，教师需要做好学生观察与思考的引导工作，充分引导学生对DNA和脱氧核苷酸之间的关系进行讨论与思考，对比DNA类比模型与DNA双螺旋结构之间的相似点，以此提高学生在进行建模时的思维能力。在课堂的教学中，教师需要以“基本单位——单链——平面双链——立体空间结构”这一流程作为任务的驱动，采用逐步深入的方式，让学生能够以小组的形式对现有的资料进行总结与思考，自主利用好模型盒中的物件构建DNA模型。在進行DNA类比模型构建过程中主要分为四个步骤：第一，让学生构建四种脱氧核苷酸模型结构;在这一步中，教师需要引导学生思考脱氧核苷酸之间是怎样形成长链的;第二，让学生构建一条脱氧核苷酸的长链模型;在这一步中，教师需要引导学生思考脱氧核苷酸是如何形成DNA分子的;第三步，让学生构建脱氧核苷酸的双链模型结构;在这一步中，教师需要引导学生思考双链DNA是如何盘绕成为双螺旋结构的;第四步，让学生构建完整的DNA立体结构模型。通过这种方式，不但能够加深学生对DNA结构模型的理解程度，同时也能够培养学生自主思考与自主解决问题的能力，帮助学生形成严谨、钻研的思维模式。

3.反思：在学生构建完成DNA的类比模型结构后，教师需要组织或引导学生针对这一次模型构建情况进行讨论，思考自己所构建的类比模型是否准确，分析其中存在的问题，并针对问题进行改善。对比各小组之间不同的DNA模型构建情况，找到其中的相同之处与不同之处，以此总结出DNA模型碱基数量与排列顺序中的差异，促使学生充分理解DNA双螺旋结构的各项特点。

三、类比模型构建过程中存在的问题

在高中遗传学核心概念的教学中，类比模型的构建能够充分提高学生的发展与潜能开发，改善学生的思维模式，促使学生能够形成科学思维的方式，进而提高学生的科学素养。但在采用类比模型构建时，还需要注意对于不同学习任务驱动，教师需要采用不同的类比模型表达方式，注重表现类比关系的时间与顺序，以此帮助学生更好理解。

四、结语

在现阶段高中遗传学核心概念的教学中，类比模型这一教学方式得到了人们的广泛关注。通过类比模型的教学方式，能够将复杂、抽象的遗传学内容转化为具象、简单的模型结构，促使学生能够通过思考与观察更好地对核心概念进行理解。因此，在教学过程中，教师需要充分利用好这一教学方法，根据教学的目的与内容，选择合适的类比模型结构，通过引导的方式提高学生的自主思考能力，帮助学生形成科学的思维方式。

参考文献：

[1]李永胜，赖新华，张春雷.遗传学核心概念发展图的构建及对生物学教学的启示[J].生物学教学，2018（9）.

（责任编辑  袁 霜）