以模型，促教学——试议高中生物模型制作与教学

钟明声

(广东省河源市龙川县实验中学 广东 龙川 517300)

作为一门与实践联系紧密的自然科学学科，生物学科中来源于实践中的某些原理、规律、数据往往较为复杂，而学生又往往不可能在亲身实践中去学习知识，这种情况下，模型方法就成为生物教学中重要的教学方法。本文拟结合实例就高中生物模型的制作与相关教学进行具体探讨，冀对相关教学工作者有所助益。

1.高中生物模型构建与制作概述

通常来说，模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。大体而言，高中生物模型可分为物理模型、数学模型与概念模型三类。物理模型主要是以实物或图画形式直观表达认识对象特征，较有代表性如DNA双螺旋结构模型，细胞膜的流动镶嵌模型等。数学模型一般用以描述某个特定系统及其性质，如J型变化曲线、酶活性受温度(PH值)影响示意图等。概念模型则指运用语言、符号和图形等形式，对真实世界系统信息进行抽象与简化，最具代表性的即为概念图与图解式解释模型。模型方法是高中生物新课标重视的科学研究方法之一，其鲜明优势就在于“化抽象为形象，化内隐为直观”，从而促进学生的理解和认知。以下，我们结合几个具体案例来详细探讨高中生物模型制作与教学。

2.例谈高中生物模型制作与教学

这里拟以生态系统模型制作与相关教学作为具体案例。生态系统模型属于上文中所说的物理模型，是高中生物中最重要和最有代表性的模型之一，其构建通常是通过制作生态瓶达成的。生态瓶的直观性与生动性确保了生态系统内容学习情境的有效性，从而促进学生更好地掌握生态系统的结构与特征，并对自然界生态平衡形成更为深刻的认识。一般而言，该模型的制作与教学可按下述流程进行：

2.1 方案设计。方案设计阶段一般可分为提出问题、猜想验证和设计实验三步，具体为：提出问题(引导学生思考并明确所设计的生态瓶模拟的是哪种生态系统。在高中阶段通常用生态瓶来模拟微型生态系统)；猜想假设(引导学生猜想假设“生态瓶中的生物能稳定生活几天”)；确定实验步骤(确定实验的基本流程与步骤，即“制作生态缸、观察生态缸稳定性、验证假设、得出结论”)。

2.2 材料用具准备。方案设计到位后，首先是材料用具的确定，主要包括：矿泉水瓶；瓶蚯蚓8到10条，蜗牛5到7只，小乌龟2到3只，小鱼2到3条；浮萍、水草、蕨类植物和一些低矮杂草，仙人掌或仙人球2到3株；沙土8到10克，小石子足量，含腐殖质较多的花土(或水底淤泥)40到50克；足量的自然水域的水或放置24小时以上的自来水。

2.3 动手实验。材料用具备齐后，即进入正式的实验流程，如下表所示：

需要强调的是，在模型制造与教学过程中，教师要注重对学生进行引导点拨，使学生掌握重点，突破难点，消除疑点，切实参与进实验过程，并获得深刻体验，从而更好地掌握生态系统的结构与特征，并对自然界生态平衡形成更为深刻的认识。就该模型的制作与教学而言，需要注意的地方主要有实验设计要求和生态瓶稳定性观察与分析：

(1)实验设计要求：首先，生态瓶要保证密封性，以排除外界生物或非生物因素的干扰；其次，生态瓶中放入的动植物包括要有较强的生活力，且包括生产者、消费者与分解者，以确保生态系统中物质循环与能量流动的顺利进行，并在一定时期内较为稳定；再次，生态瓶必须是透明的，这既是为了保证光合作用的顺利进行和，也是为了便于观察；最后，生态瓶不可太大，矿泉水比较合适，瓶中的水量不要太多也不要太少，一般占整个瓶体积的三分之二到四分之三之间，这是主要是使瓶内储备一定量的空气，同时也便于实验操作。

(2)生态瓶稳定性观察与分析：稳定性的观察和分析方面，主要是通过观察生态瓶中动植物的生活情况、水质变化、基质变化等来判断和分析生态系统的稳定性。需要特别注意的是，因为生态瓶只是十分简单的生态系统，自我调节能力极差，故稳定性的抵抗力很低，生态系统的稳定性很容易受各种因素影响而受到破坏，因此生态瓶内的动植物仅能保持一定时间的活性，在实验中要注意抓住有效实验时间，充分利用模型。

综上所述，本文首先高中生物模型构建与制作进行了简要概述，而后详细探讨了生态系统模型的制作与相关教学。在实际教学中，高中生物教师要重视模型方法，并对其加以积极探索和深入总结，以期达到“以模型，促教学”的目的。本文抛砖引玉，尚盼有识者指教。