基于高中生物学教材内容的模型建构教学——以“细胞膜的结构和功能”一节为例

基于高中生物学教材内容的模型建构教学——以“细胞膜的结构和功能”一节为例

侯芝娟

西安市周至县周至中学       710400

内容概要：本文通过以高中生物学“细胞膜的结构和功能”为例，介绍了如何通过模型建构的方式，使学生更好地理解教学内容，激发学习兴趣，提高探究能力。

主题词：细胞膜的结构与功能  模型建构  高中生物学

在高中生物学教学中，一些抽象的知识内容往往难以直接通过教师讲授传达给学生。如果利用模型建构的方式，将这些难以理解的知识具体、形象地展示出来，让学生亲身体验知识的形成过程，将会带来非常好的教学效果。本文以人教版高中生物学教材必修1第3章第1节“细胞膜的结构和功能”为例，讨论了如何组织学生进行模型建构，从而实现对生物学知识的深入理解。

1建构数学模型，引导科学探究

在教学中，教师依据学情，利用学校实验设备，组织学生开展实验验证，在这个过程中，学生需要运用数学知识、统计方法、科学思维，建构数学模型，既可以帮助学生更好地理解和掌握生物学知识，也可以让他们参与到科学探究中来，从而进一步培养学生的科学思维能力。

例如，“细胞膜的结构和功能”一节的“问题探讨”栏目内容中，学生对于“为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色”等问题感到困惑，教师可以组织学生进行实验验证，通过观察实验数据，分析其中的科学规律，建构数学模型，实现对科学知识的更深入理解。为了消除学生心中的疑惑，可组织学生进行实验验证。教师可以到当地市场购买新鲜的动物红细胞，组织学生进行实验观察。学生通过对牛、猪、鸡等动物细胞的着色实验探究，得出所有动物的活细胞膜都具有控制物质进出细胞的功能，从而推测出细胞膜作为细胞的边界，应该具有将细胞与外界环境分隔开的功能，以保障细胞内部环境的相对稳定。同时，学生将实验数据用图表等直观的方式建构数学模型，将直观具体的数据转化为抽象客观结论，既完成了验证实验，又培养了科学探究能力。

2建构概念模型，培养科学思维

概念模型能有效培养学生的科学思维能力。在高中生物学教材中，概念图被广泛应用，通过图形化的方式表达出概念之间的关系。通过隐藏特殊含义的字眼，建构概念模型可以让概念更加显性化、可视化，有助于学生理解和掌握相应的知识，培养科学思维能力。在概念模型的建构过程中，要求学生阅读教材，小组间相互交流讨论，通过分析与综合、判断与推理等多种思维方式，把概念图中隐去的字眼重新复原。这样的学习方式可以让学生更好地理解和掌握知识，同时也有助于提高学生的综合能力和实际操作技巧。

例如，“细胞膜的结构和功能”一节中的概念图“细胞间信息交流的方式举例”(图1)，通过甲图和乙图的对比，学生可以理解内分泌细胞分泌的激素(如胰岛素)和靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞的过程，以及相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞的过程。在建构概念模型的过程中，学生要根据教材中的内容，通过分析与综合、判断与推理等多种思维方式，把概念图中隐去的字眼重新复原，从而更好地掌握生物学知识。

3建构虚拟模型，揭示生命观念

利用多媒体技术建构虚拟模型是高中生物学教学行之有效的方式。通过计算机模拟实验的过程，建构虚拟模型，可以通过形象、生动的图像动态地表现生命现象，揭示生命观念，帮助学生更好地理解和掌握生物学知识，并且能够让学生获得更加直观、具体的体验。在生物学教学中，教师应该注重多媒体技术的应用，充分利用计算机技术等现代科技手段，建构虚拟模型，以便更好地辅助高中生物学教学，并且激发学生学习的兴趣和动力，提高他们的学习成果。

例如，通过模拟科学家的实验过程，构建虚拟模型向学生呈现小鼠和人细胞融合的实验过程，使学生直观地了解细胞融合的过程和结果，进一步了解细胞膜的结构和功能，理解流动性这一生命观念。另外，利用多媒体技术还可以制作虚拟实验，让学生在计算机上进行实验操作，从而达到深入理解和掌握实验原理和过程的目的。在课堂上，教师可以注重操作细节的展示，以及实验结果的动态呈现，让学生在模拟实验的过程中获得生动的视听体验，增强兴趣和记忆效果。

4建构实物模型，检测学习效果

建构实物模型是一种非常有效的检测学习效果的方式。教师可以要求学生按照所学的知识制作实物模型，并在课堂上组织学生展示自己制作的实物模型，逐一点评，帮助学生发现错误和不足，及时予以辅导，这样可以检测学生对知识的理解程度和掌握情况，以便下次制作得更为出色。通过这种方式，教师可以全面了解学生的学习情况，及时发现和解决问题，提高教学效果，使学生更好地掌握生物学知识。

例如，制作细胞膜流动镶嵌模型学生可以凭着对细胞膜分子组成和空间结构的理解，利用废旧物品进行创意制作。这样的学习方式既提高了学生的兴趣，也让学生在模型制作过程中体验到科学实践中的创造性和乐趣。并且通过展示和点评，教师能够及时发现学生存在的问题，并进行针对性的指导和辅导，以帮助学生进一步提高学习水平。

总之，通过建构模型，可以帮助学生更好地理解和掌握生物学知识，激发学生的创造力和想象力，培养他们的探究能力，提高课堂教学效率。因此，在教学实践中，我们应该注重模型的引导和使用，鼓励学生积极参与，通过模型构建的过程，将抽象的知识变得更加具体和有形，让生物学知识更加生动、直观、深刻地融入学生的认知中，从而提高学生的学习成绩和成就感，促进他们的全面发展。

参考文献

［1］王琳.建模建出的精彩：建模思想在高中生物教学中的渗透［J］.考试与评价，2012（8）.

［2］林崇德.学生发展核心素养：面向未来应该培养怎样的人［J］.中国教育学刊，2016（6）.

［3］魏永强.构建概念模型在高中生物教学中的应用：“生态系统的能量流动”（第一课时）教学案例分析［J］.中学生物学，2017（3）