例谈物理模型构建在生物复习课的应用

摘 要：复习课如何激发学生的学习兴趣、落实“双基”、提升能力，是困扰一线教師的难题之一。物理模型可以通过直观的形式将已经学过的知识综合呈现出来，有效解决复习课难上的问题。因此，教师在高三一轮复习教学中，合理运用模型方法组织教学不单单能提高学生生物学科核心素养，更是培养学生思维能力和提升教学有效性的一个重要途径。

关键词：物理模型;复习课;核心素养

一、物理模型建构与高三一轮复习教学

在高中生物教学中，模型建构不仅促进了学生对微观、抽象教学内容的理解，而且提高了学生学习的主动性和学习效能，并且培养了学生终身学习的能力，有利于为学生终身发展奠定基础。新课程标准倡导探究性学习，力图培养学生发现问题、提出问题和解决问题等一系列科学思维方式和探究能力，因此，在课堂教学中采用模型建构是实现教学目标的首选。但在实际的教学中，由于课程资源、课时等的限制，很多教师无法给学生提供真实思维的时空和自主探索的机会。复习课上，学生对教材中的知识已经失去了新鲜感，缺乏学习的兴趣和动力，而且复习课不同于新授课，也不是知识的简单重现。笔者认为，在一轮复习课上合理运用物理模型不仅能解决学生对已有知识认知的倦怠问题，同时能实现“双基”的落实和能力的提升。模型教学实际分为两个层次：第一层次运用已有模型的教学;第二层次是指建立、构造模型的教学，教师引导学生自己动脑和动手去构建、评价、修正相关的模型来理解概念、启发思维和培养情操。第二个层次的模型教学也可称为建模教学。本文以教材必修1第一章到第四章的复习为例，组织学生构建各种细胞相关模型，以“细胞模型分享会”为课堂教学主题，展开了别具一格的生物课。

二、物理模型教学的教材和学情分析

高中生物学必修1第一章到第四章将“细胞”作为中心词，涉及“动物细胞结构”“植物细胞结构”“细胞失水和吸水”“生物膜细胞”等众多概念。总体知识难度不大，学生对这部分知识有所掌握，但知识不全，比较散乱，要注意知识点相当多，仅仅靠做题很难提高学生的认知程度和课堂教学的兴趣。广东佛山市南海区艺术高级中学高二理科班的学生普遍基础较薄弱，学习积极性不高，在高一学习必修1模块时因课时不够，教师没开展建构模型活动。为此，笔者将这些内容与高考考点和学生掌握情况相结合，并进行了分析，将高考中的相关高频考点和学生容易出错点进行整合，整理出6个相关模型建构任务：动植物细胞、细胞膜、细胞核、分泌蛋白的合成和分泌过程、跨膜运输的方式、质壁分离等模型。通过建模，学生可以更好地建立生物学基本观点：结构与功能相适应。

1.课前准备阶段

分工准备：一周前根据学生学习能力及性别比例，将全班学生分成6个学习小组，每组9人，设立组长、模型展示人、模型制作人。组长负责安排组员分工、督促进度、准备材料、安排时间，每组抽签决定该组制作的模型。教师培训组长，回答组长收集的在组内不能解决的问题，并要求组长召开组员会议，做到先讨论构思，再行动，具体注意以下几点：①确定材料，材料尽量选择容易获得的;②模型制作分成几个小环节，分别由几个同学负责;③模型展示人讲解的内容包括对象、各个结构特点、模型的用途、制作中存在的困难等。教室课桌摆放成6组，组员围桌而坐，组员随机就座。学生自学准备主要是按任务重温相关课本和练习册上的知识，并把制作中出现的疑点用纸条的形式交给组长。④思考与讨论。组员对其他组员可能提出来的问题进行讨论，并在实际中解决各种问题。

2.课中内化阶段

在每组的学生充满好奇和渴望的情境中，我们进行了细胞模型分享会。教师先给学生讲解了高中阶段的模型建构及分类，然后让学生分组讲解模型，其他组的学生倾听并提出相关问题，制作组的学生回答问题、学生评价和教师点评。学生通过自己制作模型，其眼中的“细胞”不再遥不可及，而是实实在在的模型结构出现在面前。构建的模型令人惊叹，模型的讲解更是让很多学生精神高度集中，其中别组同学提出的问题让讲解人应接不暇。以下是模型的部分展示（见图1～7）。

3.课后拓展阶段结合细胞模型分享会完成练习

某学生根据电镜下观察的植物活细胞切片画了一张如图8所示的细胞图。

（1）生物绘图属于构建模型形式中的______模型，从模型分析，该细胞能否作为有丝分裂实验的观察材料？______请说明原因______ 。

（2）若以该细胞为材料观察质壁分离现象，该实验的观察指标是______（写2项）。

（3）从模型分析，该细胞的代谢类型是______，其中氧气进入该细胞线粒体的方式是______笔者比较做题情况：实施班级6班和未实施平行班级5班，结果得分情况差别较大。主要集中在（1）的最后一空和（2）的观察指标上。6班答题在说明原因的逻辑上、准备性上明显较强。特别是第（2）空，优势明显。模型构建无疑有利于拓展学生思路，提高了学生核心素养。

小结

模型活动运用在一轮复习课上，能够有效提升学生核心素养。在模型建构的教学中，不少教师就让学生完全模仿教材提供的案例来“做”一个模型，而没有打开学生的思路，没有激发学生的创造力。可以说，这样的模型建构活动，看起来是“做”了，但事实上没有充分发挥“做”的价值。在一轮复习时，学生已有一定的知识储备，在这个时候建构模型比新课时候成熟，目的性强，能够起到查漏补缺的作用。例如，分泌蛋白的合成和分泌过程，肽链的形成与加工，正好是很多学生认识的盲点。又如质壁分离的模型，重点是原生质层的结构，学生通过做模型一下子就能明白细胞液不属于原生质层，液泡的大小与原生质层大小及细胞壁的关系。同时，学生解决问题的能力也能得到提升。例如，在制作细胞膜的模型时，学生为体现其流动性的结构特点，寻找了很多的材料，但效果都不佳，最后想到用卡纸做成细小柱状。学生的创新远超教师的想象，如用西瓜皮表示细胞核等无不体现了学生的创新思维，无不展示了学生的想象力与创造力。教师要营造宽容、多元、平等的课堂气氛，大胆放手，让学生发挥自主性，让他们通过思考、交流和讨论自主建构模型。对于那些乍一看不着边际的模型，教师不要急于否定，而是提示其他同学发出质疑。此外，从我任教的两个平行班5班和6班的调查问卷中可以得知：通过建构物理模型，学生认为自己学习生物的兴趣和主动解决问题的能力得到了有效提升。

模型活动运用在一轮复习课上，能够有效提升学生的学习成绩。我任教的两个平行班5班和6班，高一期末时5班平均分高于6班。高二时，我在6班进行物理模型教学，凡是涉及物理模型的内容，我要求在课堂上与学生一起建构，如必修2的减数分裂等，进入高二上学期，6班平均分已经超5班2分。高二下学期的统考必修1前四章内容占一半分数，进入下学期，6班的优势更加明显。从模型构建角度出发，将微观世界抽象的、深奥的理论具体化、直观化，从而让学生对已学概念、原理加深理解，可以提高学生的应试能力。

模型活动运用在一轮复习课上，对教师的专业素养提出了更高的要求。高三学生的时间宝贵，分秒必争，学生每节课都要有收获，教师要在有限的时间内提高课堂效率。实施模型教学意味着教师要付出更大的努力进行课前准备，让学生十分自觉地完成课前自学。而在实际的复习教学中，学生面对繁重的练习会有些力不从心。依据上面的数据，笔者认为，在一轮复习中，建构模型的方法恰恰可以全面调动学生的积极性，让学生成为课堂的主体，达到有效复习的效果。因此，在现实的教学中，教师要根据内容的需要，将知识整合，有选择地建模，以提高教学有效性，培养学生的科学素养，从而发挥“物理模型教学”的魅力。

[参考文献]

[1]邓 荣.提高生物复习课有效性的策略[J]中学生物教学，2014（9）：58-59.

[2]赵萍萍，赵 博，刘恩山.建模教学研究进展及其对理科建模教学的启示：基于学科教学视角[J].教育导刊，2015（2）：42-45.

作者简介：戴美苑（1979— ），女，广东佛山人，中学生物一级教师，本科，研究方向：高中生物教学。