四川省江油市太白中学 冷灿
摘要：构建数学模型的教学方法在新课程教学中非常受重视。在现今高中的生物学教学中，引导学生去构建数学模型的方式有利于培养学生通过现象去揭示本质的洞察力，从而更好地加深对知识的理解。
关键词：高中生物；模型构建；形象化教学；知识运用
模型是人们为了某种特定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。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。其中物理模型以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。模型建构的重要性在高中生物课程中的地位日渐突出，传统的以教师为主导地位的建构模式逐渐转变成以学生为主体。学生在模型制作过程中不但能增强动手能力，更重要的是能够激发其对生物的兴趣，加深对相关知识的掌握和应用。
一、模型的种类
高中生物模型的种类很多，人民教育出版社出版的高中生物《分子与细胞》提出模型的形式包括物理模型、概念模型和数学模型等。
物理模型，以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。如：细胞模型、细胞器模型、生物大分子模型、生物膜模型、动（植）物有丝分裂模型和减数分裂中染色体的变化模型等
概念模型 通过分析大量的具体形象，分类并揭示其共同本质，将其本质凝结在概念中，把各类对象的关系用概念与概念之间的关系来表述，用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。如每章节的画概念图就是概念模型建构的过程。
数学模型 数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。对研究对象的生命本质和运动规律进行具体的分析、综合，用适当的数学形式如，数学方程式、关系式、曲线图和表格等来表达，从而依据现象作出判断和预测。如用数学模型研究生物种群的增长。
二、模型构建在高中生物教学中的应用效果
1.通过模型构建的手段，提高学生对生物学习的积极性
高中生物相较初中生物来说，复杂了很多，有很多知识是抽象化的，对于高中生理论上的知识，学生需要反复背诵定义才能够理解，但传统的学习方式枯燥无味，学生没有学习的兴趣，这就使高中生物的教学出现了难题。教师通过知识内容要求学生构建模型，将单调的知识变得生动形象，构建模型能够帮助学生深入理解高中生物的概念以及相关的知识点；通过这种教学方法，能够有效地活跃课堂气氛，激发学生们对生物知识的求知欲望。比如，在《细胞器――系统内的分工合作》的教学中，教师可以向学生们展示细胞构造模型，生动形象地展示出细胞构造中的各个部位，让学生积极地对照书中的内容探索细胞构造，实现高中生物和模型建构的有效性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
教师课后可以要求学生利用泡沫塑料、木块、纸板、纸片、塑料袋、布、线绳、细铁丝、大头针等为材料，分组制作真核细胞的三维结构模型，体验建构模型的过程。真实的细胞颜色不鲜艳，教师可以建议学生用不同的颜色区分不同的细胞结构，使细胞各部分的结构特点更突出，便于观察。在动手制作之前，教师要求小组内确定制作模型的具体分工和实施过程，一起合作完成模型的制作，并让各小组就制作的模型在班级内进行交流，从科学性、艺术性、成本低廉等方面对其他小组的模型作出评价，学以致用，从而牢固掌握知识。
2.通过模型构建，促进学生对生物学概念的深入理解
生物学概念是学生学习生物学科知识的基础，是理科思维判断和推理的基本要素。在高中生物学中，有理论性的知识和实操性的实验，学生需牢记概念，因为概念的每一个字都是必不可少的，背诵起来很麻烦，且意思较为抽象，学生学习如果没有一定的学习技巧就会很困难。
若所学概念能用相关内容的文字、 关键词及箭头连接起来，那么概念不仅会变得直观形象、通俗易懂，而且能揭示事物的主要特征及本质。教师在教学中可尝试让学生建立这些概念模型：有氧呼吸过程的图解、光合作用过程的图解、中心法则图解、体温调节图解等。教师在实际的教学中，将模型构建与教学相融合，能够让学生深入理解概念，并用语言概括出来，从而有效培养其理解能力。如学完高中生物必修1第三章《细胞的基本结构》后，利用概念模型构建知识网络，将细胞结构有关的知识形成一个网络体系，这样，学生通过自行建立概念模型过程清晰化，不会再对具有单层膜的细胞器、具有双层膜的细胞器和无膜的细胞器以及细胞核不是细胞器等易错知识点，混淆和产生混乱。
3.教学与模型构建相结合，促进教学效率提升
传统的教学方式已经不能够满足生物学的教学需求，生物学与其他学科息息相关。在生物教学中，需要结合数学知识，利用构建数学模型来描述一些生物学现象。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，它的表现形式包括曲线图和数学方程式。数学模型能把抽象问题具体化，提高答题的准确性，是解决生物学中数学问题的有效方法。描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。如在《种群数量的变化》的问题探讨中，细菌的数量如何变化，教师可针对细菌每20分钟分裂一次，让学生根据已有条件完成课本的表格，然后在课本的坐标图上标上数据，并用平滑的曲线连接起来，最后得到种群的“J”型的增长曲线。同数学方程式相比，曲线图能更直观地反映出细菌数量的增长趋势。教师在生物学的教学中借助模型构建的教学方式，将教材上的内容讲解得简单明了，学生也容易接受，从而科学合理地提高了教学效率。
三、结语
通过模型教学来提高学生的认知能力、分析与解决生物学问题的创新能力，改变了传统课堂教学方式，重视学生的知识建构过程，及新知识的生成过程。使学生认识到模型是一个开放的动态体系。作为教师，在教学过程中，我希望从模型的构建、发展与完善方面来构建课堂教学，从多角度、多层次地促进学生认知能力的发展，也能在摸索的过程中不断更新自己的教学理念，提升课堂的教学效率。
参考文献：
[1] 顾晓芹.高中生物课堂中模型方法的应用初探[J].东方青年?教师，2011（10）.
[2]彭娟.高中生物模型建构教学的理论和实践研究[J].湖南师范大学，2008.
论文作者:冷灿
论文发表刊物:《现代中小学教育》2018年第8期
论文发表时间:2018/11/23
标签：模型论文; 概念论文; 学生论文; 细胞器论文; 知识论文; 高中生物论文; 教师论文; 《现代中小学教育》2018年第8期论文;