例谈模型建构在初中生物教学中的实践

2021-09-24张晓兰

初中生世界 2021年36期

■张晓兰

生物学模型是人们为了某种特定目的而对认知对象所做的一种简化的概括性描述，它可以实物化、数据化，也可以系统化，是人们了解事物的一种有效途径。生物学模型一般分为物理模型、数学模型和概念模型。模型建构教学是以生物教学为基础，以建构模型为载体的创新性教学模式。《义务教育生物学课程标准》（2011年版）将倡导探究性学习作为基本理念之一，力图改变学生被动接受的状态，引导学生积极参与课堂教学。模型建构教学过程恰好是引导学生主动参与、动手动脑的过程，是以模型建构为核心的探究性学习。因此，在初中生物教学过程中加强模型建构的教学方式具有重要意义。

一、模型建构实施的重要意义

模型建构是一种创新性的教学方法，丰富了教学形式，实现了教学模式的多样化，为参与教学的生物教师提供了更多的教学思路。同时在教学的过程中充分融入了多学科的融合优势，体现了素质教育对学生全面发展的要求，培养了学生操作、分析、归纳、表达的思维品质。

二、模型建构在初中生物教学中的实践

1.物理模型——实物化模型，简单直观。

物理模型是生物学中一种常见的模型，是以实物或者图画形式直观地表达认识对象特征的模型，模拟客观事物的某些功能和性质。它能够形象地展示所要学习的物体的基本特征与功能，在建构的过程中要求抓住原型的本质特征，利用身边的材料和用具将原型实物化，并通过研究模型来建构相应的理论知识。

教学案例：三道免疫防线的作用原理。

免疫是八年级生物教学中的一个难点，内容多且比较抽象，而初中阶段的学生思维大多还停留在具象思维，无法深入理解其作用原理，因此传统的教学多以书面总结的方式来强制要求记忆。但是这样的方式不仅不能激起学生的兴趣，而且收到的教学效果也是不尽如人意。于是在设计这节课时，教师尝试将人体的三道防线建构成物理模型，方法如表1。

表1

教师在选择材料的过程中要关注生活，激发学生的思维创造力；在教学过程中，要让学生亲自动手操作，体验三道防线阻挡并消灭抗原的作用原理，帮助学生突破免疫这个难点。通过这种方式将复杂的生物学问题变得直观明了，易于理解，同时也能促进学生的综合运用能力和分析能力的提高。

2.数学模型——数据化模型，科学准确。

数学模型是指通过符号、公式、图像等数学语言和数学工具，运用数理逻辑方法建构的模型。它最大的优点是可以将一个复杂的生物学问题借助数学模型建构转化成一个数学问题，通过对数据的对比和分析来得出相应的结论。

教学案例：探究温度对植物种子萌发的影响。

在七年级“探究温度对种子萌发是否有影响”的实验中，学生将大豆种子平均分成两组后，一组放在冰箱里，一组放在室温条件下，然后统计种子发芽数，计算7天内的发芽率。在实验的过程中，有的学生发现低温条件下的种子也正常发芽，而且7天后计算出的发芽率也很接近，所以得出结论：低温对种子的萌发没有影响。为了帮助学生建立正确的认知，我们除了要求学生每天记录发芽的种子数和计算发芽率之外，还增加了一个要求，即实验结束后将数据通过EXCEL表格转化成折线图（如图1），然后对折线进行分析，通过分析折线的转折点、增长区域和变化趋势，得出“低温对植物种子的萌发是有影响的”。同时为了深化低温这一概念，我们还根据冰箱的保鲜、冷藏、冷冻三个温度分别进行实验，再绘制成曲线进行分析（如图2）。

图1

图2

在这个教学过程中，我们把生物学问题转变成对数学曲线的分析，借由线条的变化，直观而清晰地呈现出温度对种子萌发的影响，科学而准确。学生通过对不同温度折线之间的比较和辨析，迅速找出两者之间的差别，纠正错误概念，建立科学认知，也培养了分析与辨别的思维能力。

3.概念模型——系统化模型，严谨有序。

概念模型是对学习对象进行简单的定性描述的一种模型，经常在系统组成和表示相互关系中运用，具有系统、严谨、有序的特点。由于概念模型是直观地呈现知识体系，因此它特别适用于复习课，能帮助学生构建完整的知识网络。

教学案例：绿色植物的一生。

在复习七年级上册“绿色植物的一生”时，笔者发现学生只能机械地记忆植物各个器官的特点，无法将它们与“植物的一生”这个概念融合起来，缺乏系统的认识，因此在复习的时候，笔者引入下面这张概念图（部分留空），用循环的方式体现植物的一生是一个循环往复的过程，引导学生完成，帮助学生理解植物各个阶段的结构变化，渗透生命生生不息的观念。