建模教学在高中生物课堂教学中的应用策略分析

建模教学在高中生物课堂教学中的应用策略分析

吴惠萍

浙江省兰溪市第三中学 浙江金华 321100

摘要：《普通高中生物课程标准》明确指出:学生需领悟到假说演绎、建立模型等方法及其在研究中的运用，领悟到建立模型、系统分析的科学方法及其应用。考试大纲中也对高考考查的能力进行了准确界定，又明确地说明了建立模型、假说演绎、系统分析等相关研究方法的地位。由此可知，建模是当前高中生必须有效掌握的科学方法。在高中生物的课堂教学中，通过建模教学，不仅能够对学生通过现象揭示出本质的洞察力、严密、简约的思维品质进行培养，而且还能使学生自身的科学探究力、生物科学理解力得到有效发展，从而使学生实现高效学习。基于此，本篇文章对建模教学在高中生物课堂教学中的应用策略进行研究，以供参考。

关键词：建模教学；高中生物；课堂教学；应用策略

引言

核心素养是指学生在学习过程中所获得的满足自身终生发展所需的必备品格和关键能力，对学生的长远发展有很重要的意义。在高中生物教学过程中，教师可以采取建模教学的手段，提高学生参与生物学习的积极性，引导学生在建模当中体会生物知识的价值和内涵，丰富学生的高中生物学习经历，从而使学生的生物核心素养得到有效的发展。以下是笔者对此的一些具体看法。

一、生物模型

学界一般认为模型是出于某一目的，对原型的本质特征进行概括性的、简化性的描述。［北京师范大学生命科学学院刘恩山教授研究团队认为：模型是具体的实物、观点、概念、事件、过程与系统等的表征。这一观点具体、形象、“接地气”，有助于中学生认识模型、主动参与建模活动。修订生物模型相关内容，基于学生学习生物学的视角，重新界定物理模型、数学模型、概念模型等生物模型类型及其功能，彰显模型在现代生物学研究及中学生物学课程学习中的重要用。

二、高中生物模型建构教学存在的问题

首先，学生在学习的过程中缺乏模型建构的意识，难以运用自身的知识基础建构基于自身认知的生物知识体系，学生在学习过程中缺乏学习体验，也难以对模型建构教学方法产生兴趣，因此课堂参与程度不高，没有认识到模型建构教学带给自身的积极意义。这需要教师在课程教学中加强重视，通过有效的释放，帮助学生夯实学习基础，强化学生的思想认知，通过有效的教学引导，帮助学生建构完善的生物模型。其次，教师在指导学生完成模型建构之后，会采用所谓的标准答案，或者运用统一的模式评估学生的建构模型，这种直接否定的方式，难以对学生进行有效启发，学生也难拥有成功的体验。这要求教师在指导学生进行生物模型建构时，要启发学生进行深入思考，及时查找模型建构中存在的缺漏，通过回顾建模过程，有效发现问题并及时改正。最后，教师在课程教学中直接对照模型进行课程教学，缺乏引导学生主动建构模型的思维。这种课堂模式依然是教师占据课堂中心，学生在课堂上处于被动地位，因此学生缺乏自主建构模型的能力和思维。这需要教师在课程教学中发挥学生的主体地位，通过教学引导使学生具备模型建构的能力。

三、建模教学在高中生物课堂教学中的应用策略

（一）基于概念模型的生物教学

首先，需注重对学生关注细节问题的好习惯以及以实验现象对生物问题进行分析的能力进行培养。例如，对《酵母菌细胞呼吸的方式探究》进行教学时，对细胞呼吸概念模型进行建构时，锥形瓶中除了装有酵母菌之外，还装了什么?部分学生认为该瓶子里装了酵母菌的培养液，却不了解酵母菌的培养液具体配制，同时，生物教材当中的无氧条件控制能够怎样进行改善?这些提问通常是考试当中较为常见的知识点，若学生在实验中不仔细，就会导致失分。又比如，在实验中没有看到重铬酸钾的溶液颜色变化，需注重对以下几点分析:无氧条件的严格控制;酸性环境的创造等。其次，注重对学生科学思维力的培养。建模教学中，生物教师需注重对学生的思维能力进行培养，以促使学生形成科学思维。例如，对《光合作用的探究历程》开展教学时，部分教师认为该部分内容学生已经在初中学习过，且高考考查的内容主要是光合作用的影响因素、作用及其应用，因此，在课堂的教学时，就会一带而过。但是，在生物教材中，已经出了较为经典的几个关于光合作用的探究历程的实验，并提出出现什么问题，面对这些问题，科学家应该怎样解决，通过对该部分内容的有效学习，这通常对学生形成科学思维，并充分了解与掌握相关生物概念有着重要影响。

（二）通过生物模型类比，引导学生对模型建构进行迁移

相较于初中阶段的生物课程而言，高中阶段的生物课程学习内容更加深刻，知识和概念更加抽象，对于学生的学习水平和要求更高，学生只有深刻的掌握这些概念，才能具备学习生物的基础，同时，掌握生物学科的概念，也是学生进行模型建构的必要条件。教师在采用模型建构教学的过程中，要考虑到生物学科的抽象性特点，通过模型导学，建筑模型相关理论，让学生将生物学科中的抽象知识应用于实践之中，实现生物学科知识与模型建构的统一。基于核心素养培养理念下的高中生物模型建构教学，要求教师在引导学生探索新知的过程中，借助学生原有的知识基础，对问题进行假设，然后通过探究，大胆验证问题，通过对问题的总结与探讨，对自己原有的知识进行迁移，从而探究生物学科知识背后的规律和知识原理，利用这样的方式促进学生思维能力和探究能力的双向发展，使学生更好的掌握生命规律，增强学生的生命观念。

（三）模型建立——养成建模方法

在高中生物建模教学的过程中，教师有必要让学生亲身经历模型建立的一整个过程，并且让学生对模型进行讨论，因为这样能够加深学生对所学知识的记忆、理解和应用，使学生掌握建模的有效方法。在学生具备了充分的理论基础之后，教师可以引导学生亲自展开物质模型的构建等实践活动，在活动让学生尝试模型的应用方法，使学生的思维发生过渡。比如，教学“DNA分子的结构”这一节内容，我让学生在充分参考教材上知识的基础上设计了相关的物理模型构建方案，并让其将在生活中搜集可以用来制作模型的物品拿到课堂上与小组成员一起完成模型的构建。在这次活动中，学生充分地发挥了自身的聪明才智，利用瓶盖、纸张、剪刀、透明纸带、记号笔等物品设计出各种DNA分子模型，在学生制作出了实物模型之后，我还让学生针对模型的结构去进行思考：DNA只含有四种脱氧核苷酸，那么DNA是怎样来储存足够多的遗传物质信息的？DNA分子是怎样进行稳定地遗传的？从而让学生根据自主制作出的DNA分子的结构特点，进一步了解生物知识，体会生物模型的使用方法

结束语

在高中生物教学实施中，要注意引导学生进行概念建模，而不是机械地教给学生固化的模型构造;要注重学生的知识、能力、素养的整体发展，关注如何帮助学生形成良好的概念体系;要注重情景创设，注意情景的科学化与层进化，达到以科学层进的情景模式来促进学生的深度学习;同时要保证顶层的大概念系统规划，保证在概念教学实施中紧紧围绕着更上位的大概念、大思路构建进行。

参考文献

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