模型构建在生物学核心概念教学中的应用

■广西壮族自治区北海市北海中学 刘晓玲

《中华人民共和国教育部基础教育课程改革纲要（试行）》提出：“新课程的培养目标应体现时代要求，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”美国理论学家多尔的后现代课程观认为课程应是开放的、动态的，通过相互的沟通、交流、辩论来建构、生成课程的过程。而生物科学作为一门自然科学，在知识体系中存在着大量的专业性概念，是生物学知识结构体系的基本要素之一。因此，学习生物学知识，首先就要充分理解和掌握概念。而在实际教学中，很多情况下学生由于对某些基本概念理解模糊或者理解不到位，而给生物学学习造成很大的障碍。所以，将模型构建引入生物学核心概念的教学过程，理解概念的内涵与外延，促进学生的生成性思维，是生物学核心教学的核心问题，同时也是培养学生自主构建概念模型的意识并运用于生物学科的学习的必备学科素养之一。

一、建立课程的思想，引导学生提取课程中的核心概念

模型构建的关键在于，掌握不同生命活动之间的互相联系和转化关系，注重生物知识之间的有机联系，是知识的梳理和总结升华，从而形成科学系统的生物学思维及知识体系。其前提是学生熟悉并理解大量的生物基础知识，特别是生物学核心概念。因此，生物学核心概念的确定就是首要解决的问题了。众所周知，遗传定律是高中生物学中极富魅力及吸引力的内容，学生虽然感兴趣，但学习中有畏惧，关键是学生往往忽略概念的理解而只关注于解题，造成无从下手的状态。因此，教学中，引导学生找出这个单元的核心概念并讨论分析理解是非常重要的。

如在《孟德尔豌豆杂交实验（一）》的教学中，通过引导学生预习，找出以下核心概念并将其归类：

遗传学中常用概念：

性状分离非等位基因杂合子正交和反交性状相同基因表现型杂交相对性状（显性性状、隐性性状）等位基因（显性基因、隐性基因）基因型自交纯合子测交

学生通过自主预习，提取出遗传学中的常用概念，说明其思维已经被激活，而通过教师、学生共同的探讨把概念进行如上的归类，实质上就已引发学生的兴趣，为什么这样归类？这些概念彼此之间有什么区别与联系吗？进一步理解和掌握这些概念似乎就水到渠成了。

二、利用模型构建，突破核心概念的生成性学习

在实际教学中，我们发现以上任何一个核心概念的学习通常都不可能一节课完成，通常需要多个课时的学习，才可能让学生形成一个完整清晰的认识。这就要求教师必须明确每个概念在模块、本单元甚至本小节中的地位和作用，教学活动必须围绕核心概念来组织，在教学过程中对于不同的核心概念可以采用不同的教学策略。

（一）提取概念中的关键词

生物学中某些概念学生不易理解，教师可在学习中引导学生主动思考、提取关键词，引导学生分析几个词的关系。例如，在讲相对性状、同源染色体、等位基因的概念时，先提示学生概念中有3 个关键词，请学生自己分析找出。结合一对相对性状的杂交实验，学生很快找出相对性状中“同一种生物”“同一性状”“不同表现”，同源染色体中“减数分裂时能配对”“形态、大小一般相同”“一条来自父方，一条来自母方”，等位基因中“一对同源染色体”“同一位置”“控制相对性状”。

这种方法有助于培养学生通过提取关键信息分析、思考、处理、解决问题的良好的思维习惯，而不是一味地死记硬背，不加理解。通过理解概念中的关键词，学生能更好地掌握一个生物学概念的内涵和外延。

（二）把文字转换成示意图

很多概念用文字来表述，学生理解起来有点抽象。引导学生把文字转换成示意图，将抽象内容直观化，更助于学生掌握。

如：学习“等位基因”这一概念时，教师可以绘制示意图（如右图）：

等位基因

圆圈——表示细胞

两条竖线——表示一对同源染色体

两同一水平位置的短线——表示基因位点

D——控制豌豆高茎的显性基因

D——控制豌豆矮茎的隐性基因

图示生动直观地呈现出等位基因是“一对同源染色体”“同一位置”“控制相对性状”三个关键词，有关等位基因的概念学生便一目了然，同时也突破了相同基因与等位基因的区别。

三、巧妙设计变式训练模型，突破核心概念的本质

变式训练通过变幻题目的形式或者命题的角度，强化重要概念的辨析，激发学生转换思维，从而使学生多角度、多维度地思考同一问题，进行知识的迁移，使学生全面准确地理解并掌握核心概念的本质，从而能够熟练运用知识，提升学科综合能力。

如：对遗传定律的理解

1.基因的分离定律和自由组合定律发生在

A.有丝分裂过程中 B.受精作用过程中

C.减数分裂过程中 D.个体发育过程中

2. 关于下列图解的理解正确的是

A.基因自由组合规律的实质表现在图中的④⑤⑥

B.③⑥过程表示减数分裂过程

C.甲图中③过程的随机性是子代Aa 1/2的原因之一

D.乙图子代中aaBB的个体在aaB-中占的比例为1/16

精心设计这样的习题当堂训练、及时检测，让学生在应用中总结规律特点，修正完善脑海中已形成的概念体系，让学生对所学习的遗传定律发生的时期和实质有更为深刻透彻的理解，避免了学生陷入遗传规律是发生在受精的过程中这一误区，从而使学生对这一核心内容有了更深刻的把握。在生物学核心概念教学中，其模型构建的过程可概括为：建立课程的思想，提取核心概念→提取关键词，转换为示意图→变式训练。利用模型进行探究性学习，能让学生置身于探索科学现象、发现科学规律的活动中，深入理解及消化科学过程，从感性思维上升到理性思维，领悟建立模型的科学方法及其作用。在构建模型的过程中，学生通过掌握概念学习的方法，理解概念的内涵，掌握生命活动的规律，从而自主地探索其他生物知识的整合归纳，找到模型构建的核心，找到生物科学的内在联系，从而提高学科素养和探究生物科学的综合能力，使自身解决生物学实际问题的能力得到有效提高。