基于核心素养的高中生物模型建构教学策略

周建兰

【摘  要】高中生物模型建构教学对发展学生学科核心素养具有重要意义，因此高中生物学的教学应努力将模型方法应用于课堂教学之中，以提高学生的科学素养和科学探究能力。文章基于教学实践，探讨了基于核心素养的高中生物模型建构教学策略。

【关键词】核心素养;高中生物;模型建构

核心素养集中体现出生物学科的育人价值，学科育人价值的实现又依赖于教学。这就需要我们对高中生物教学进行优化，确立核心素养视角，并基于学生生物核心素养发展的需要，深入推进生物模型建构教学，引导学生自主建构模型，从而在模型建构的过程中，受到思维触动、体悟生物学习的科学方法、自主建构并内化生物概念、解构生物结构、洞悉生物原理、发现生物学规律等。可见，高中生物模型建构教学具有很强的系统性，这就需要我们对高中生物模型建构教学策略进行合理的选择，使模型建构教学更加贴近生物教学程序，对接学生学情實际，落实核心素养培养。

一、示范教学，搭建模型建构教学支架

目前，不少高中生物教师在实施模型建构教学时，站位较高，往往站在教师的角度去思考问题，忽视学生实际学习能力和教师教学设计之间的能力差异。高中模型建构教学属于一种教学技术，不仅需要教师掌握模型建构的教学相关理论，具备基本的教学技能，而且需要学生具备模型建构的基本理论，从而实现教师教学结构和学生接受结构的均衡性。这就需要我们在实施模型建构教学的初期，重视示范教学，从而搭建模型建构教学支架，为模型建构教学进行必要的理论和能力铺垫。

例如，在教学“真核生物细胞的三维结构模型”时，我借助动物细胞，先进行示范教学，结合“真核生物细胞的三维结构模型”，引入模型概念，并对学生进行较为系统的模型相关知识教学，包括模型的基本类型、模型建构过程中应该遵循的基本原则等。在示范教学的基础上，再进行学生“按图索骥”，尝试建构“真核生物细胞的三维结构模型”。学生在模型建构前，对需要的材料、程序和基本要求进行讨论，确定材料和需要的工具，明确细胞器的连接方式、不同细胞器的颜色设定、细胞器基本结构及其特点等。在做好上述准备的基础上，以小组为单位，协作建构真核细胞结构模型。最后，各个小组之间进行模型展示，并基于展示的模型进行评价，包括建构特色和不足，从而提出完善模型的建议，进行二次乃至多次建构。

这个环节，充分解读学情特点，从而根据学情和模型建构教学存在的知识和能力差异，借助教师提供的模型进行示范教学，让学生借助直观的模型，完成对模型建构基本概念、基本知识的了解，模型的运用大大降低了理论教学的难度，也使理论教学由抽象走向直观，帮助学生逐步建立起空间概念;在此基础上，引导学生对模型进行解构，以模型为抓手引导学生进行模仿式建模，使学生建模获得支架，从而引领学生在借鉴、模仿中，对模型建构获得系统性的认识。采用小组学习的方式，发挥学生协作学习优势，较好地培养了学生合作学习意识，并降低科学探究的难度。通过示范教学，学生对模型建构教学基本理论、概念，以及模型建构的基本流程等，取得了较好的认识，为学生自主建构搭建了较好的平台。

二、模型类比，实现模型建构教学迁移

高中生物教学中，涉及很多概念，这些概念是学生学习生物的理论基础，也是学生建模的必要条件。鉴于高中生物理论教学的抽象性，我们可以运用模型导学，通过模型建构，或者借助模型进行理论教学，让学生经历从理论到建模，再从建模到理论的完整教学程序，实现模型建构教学迁移，使生物知识和建模互为支持。

例如，在教学“大肠杆菌数量变化”时，如果按照传统教学程序，直接实施教学，不仅教学难度很大，而且学生难以实现及时地内化。在教学时，我利用信息技术手段，展示“澳洲野兔倍增”曲线图，引导学生探究其增长的原因，推测增长的大致曲线图，从而探寻其中隐藏的规律。在此基础上，假设此种情形和“大肠杆菌增长”存在相似性，从而根据“澳洲野兔倍增”曲线图推导出数学模型。这个环节的教学，先借助学生容易接受的“澳洲野兔倍增”曲线图，并借助学生既有的数学知识，推理出数学公式，从而为本课教学内容进行较好的铺垫;在此基础上，借助类比的方式，在“大肠杆菌数量变化”和“澳洲野兔倍增”之间建立起关联性，从而使模型建构教学实现迁移，从而得出公式。这一过程，借助模型之间的相通性，引导学生探索数字背后的规律，促进学生对所学知识的理解，并促进学生思维能力和探究能力发展，并激发学生对生命规律和活动的探究愿望，强化学生生命观念，指导学生尝试运用所学知识解决实际问题。

三、活用类别，提高模型建构教学活性

高中生物模型建构在时，不少教师对模型建构教学存在思维定式现象，往往拘泥于某一种模型，不能灵活地凌驾于多种模型间，从而导致模型建构教学效率低下。因此，基于核心素养的高中生物模型建构教学，要重视模型的不同类型，从而根据不同的教学内容，以及不同的课型特点，灵活地运用模型。

例如，在教学“走进细胞”复习课时，细胞涉及的知识点相对复杂，如果不注重知识点之间的架构，学生难以对本课内容进行系统的建构。鉴于复习课课型特点，我拟采用概念图，它不仅直观形象，而且在表达信息时能够做到简明。于是，我引导学生抓住“细胞”核心词汇，作为概念图的中心，再从细胞类型、结构基础性原因、生命系统结构等方面，进行知识关联。借助概念图，原本散乱、零碎的知识得以有机地关联起来，形成清晰的知识框架，有利于学生进行系统性的建构，从而提高复习课教学的有效性，学生在绘制概念图的过程中，无形中完成对本课相关知识的自主建构，这样形成的知识更加灵活。同样是复习课“人类遗传病”的教学，由于本课知识与“走进细胞”知识分布特点和结构特点不同，虽然它也是聚焦核心词汇，即“遗传病”，但是呈现出并列式结构关系。因此，我在进行模型建构教学时，采用思维导图的方式，根据遗传病类型特征，形成“次生主题”，包括染色体异常遗传病、多基因遗传病、单基因遗传病等，再以次生主题为中心，建构起相关的知识体系。

可见，高中生物模型建构教学要打破单一化思维模式，将模型建构教学推向深入，做到课型不同、知识点不同，采用的类型各不相同，即使是相同的课型，也要根据知识结构特点，灵活地选择、扩展模型建构教学领域，提高模型建构教学活性。

四、调动想象，直指模型建构教学内核

高中生物模型建构教学本身具有高度的抽象性，如何在抽象和形象之间建立起联系的通道，这就需要我们调动学生想象力，使想象力成为抽象和形象之间的桥梁，直指模型建构教学内核，引领学生借助想象力自主完成模型建构，并使之成为学生生物探究、思维发展的有效手段。

例如，在教学“有丝分裂”时，我先借助教学视频，让学生观看细胞进行的有丝分裂，再引导学生进行交流，重点交流变化的过程。在此基础上，再引导学生发挥想象力，根据视频和想象，绘制出图式模型，再进行小组展示和交流。在展示过程中进行及时的评价，评价的重点是有没有突出关键词，是否存在科学性错误，从而培养学生模型建构思维和基本能力，并强化学生生物模型建构的严谨思想。

五、结语

总之，高中生物模型建构教学对于发展学生学科核心素养具有重要意义。然而，模型建构教学具有复杂性，这就需要我们注重强化学生建模意识，并遵循模型建构教学由易到难的原则，主动对接学生认知结构，寻求学生知识、能力结构和教学内容结构的平衡点，提高学生模型理论素养，并发挥模型在生物教学中直观、形象性的优势，实现生物理论教学和模型建构教学协同发展。需要注意的是，模型建构教学必须保持理性的定位，突出学生主体性，将模型建构教学直指学生学科核心素养发展。

注：本文为江苏省盐城市教育科学“十二五”规划课题“高中生物模型建构教学的校本实践研究”（项目编号：2014-L-144）的研究成果。

参考文献：

[1]郝琦蕾，姚灿.基于核心素养的高中生物模型建构教学研究[J].教学与管理，2019（12）.

[2]朱颖慧.生物学建模教学对高中生建模能力影响之行动研究——以“细胞的结构”为例[D].杭州师范大学，2019.

（责任编辑  范娱艳）