西北工业大学咸阳启迪中学 闫旭
【摘 要】模型建构可以将复杂的对象，以实物、图表、抽象的语言文字和数学公式等形式进行模拟或简化，在模型建构过程中，可以使学生更好地理解核心概念，同时可以培养学生分析信息和整合信息的能力。
【关键词】模型建构 高中生物
模型建构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描述，根据相似性原理通过模拟方法制成研究对象的模型，用模型来代替被研究对象。模型在高中生物教学中的价值应充分体现在“建构”过程中，在模型建构过程中，学生才能真正的“动”起来，主动思考，动手参与，不断的分析，反思和修正，在这种教学模式下，可以丰富学生的创新思维，培养学生的创新意识和创新能力。
1.人教版高中生物教材中涉及的模型
人教版高中生物必修一第三章第三节《细胞核-系统的控制中心》首次明确提出了模型的概念，是指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；
高中生物教学中主要涉及的模型有物理模型、概念模型和数学模型。物理模型就是以实物或图画形式直接表达认识对象的特征，例如，利用橡皮泥制作真核细胞的三维结构和有丝分裂过程染色体行为变化的物理模型，废旧物品制作生物膜的物理模型；概念模型是指通过分析大量的具体形象，分类揭示其共同本质，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，例如，让学生用文字和线条构建光合作用图解的概念模型。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，例如，种群数量的变化模型。建立数学模型一般包括观察研究对象，提出问题、提出合理的假设、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达、通过进一步实验或者观察等，对模型进行检验和修正；常用数学模型用曲线图和数学方程式，同数学方程式相比，曲线图能更直观地反映出变化趋势。
2.模型建构在教学中的作用
2.1建构物理模型可以活化抽象的生物学知识
在《细胞核-系统的控制中心》这一节内容学习之后，让学生自己查找资料，选择材料尝试构建真核细胞的三维结构模型并体验建构模型的过程，有的学生借助计算机制作了三维动画模型，有的学生借助橡皮泥，使真核细胞的结构具有了色彩，赋予了真核细胞鲜艳的颜色，使原本生硬的结构变得特点更加突出、便于观察。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆喜欢画画的学生利用自己的特长，以漫画的形式不仅画出了生动的结构，还赋予了各种细胞器生动的特点；总之，通过此次建构模型的活动，不仅使学生将抽象的结构简化成了具体的模型，还充分发挥了学生的积极性和创造性，按照自己的理解，在原有的知识上进行创新，在制作过程中准确的把握细胞模型的科学、环保等原则，领悟细胞结构与功能相适应的特点，更好地掌握了细胞的结构，活化了抽象知识，而且还使学生养成了，凡是遇到抽象的结构，都会尝试用简易的图画帮助理解、思考。
2.2建构数学模型可以培养学生的逻辑思维能力
人教版高中生物必修一和必修二，有丝分裂和减数分裂有关染色体和DNA数目的变化，一直以来都是学生难以理解和容易混淆的内容；因此，在教学过程中，让学利用曲线图的形式，画出有丝分裂和减数分裂有关染色体和DNA数目的变化，在此基础上，进行比较和分析，使学生更容易理解易混淆的知识。对于DNA的半保留复制中计算，学生也是经常出错，例如，对于一个DNA连续复制 n 次所需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数和第 n 次复制所需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数的区别，学生常常混淆不清所以，可以在课堂中，通过一步步的图解分析和总结，构建数学模型 ：连续复制 n 次所需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数 =a（2n-1） 和第 n 次复制所需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数 =a2n-1（a 表示1个 DNA 分子所含的腺嘌呤脱氧核苷酸数）。通过构建数学模型，有利于学生理解和掌握知识，也使学生认识到在生物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示，同时，通过科学与数学的整合，有利于培养学生简约、严密的思维品质和逻辑思维能力。
2.3建构概念模型可以使零碎和复杂的知识系统化和简明化
在学习完人教版高中生物必修一细胞的结构之后，让学生尝试着用框架图的形式将课本中细胞的结构、功能和特点等知识整合在一起，使零碎的知识完整化。构建这样的概念模型，有利于学生对某个单元、某个模块知识进行加工、理解、储存，全面系统地掌握和记忆知识要点，有利于学生形成完整、清晰、系统、科学的知识体系。
免疫调节、体温调节、血糖调节、水盐平衡调节和生态系统的能量流动是必修三的重要知识，但这些内容抽象并且复杂。教材中安排的“建立血糖调节的模型”活动，意在引导学生更好地理解人体内血糖的调节过程，根据活动中的体验，构建图解式概念模型，利用这一概念模型，学生学会了分析一些涉及到血糖变化的生理现象，将学会了将复杂的生理过程简化，不但有利于识记，还能培养分析、综合、概括的能力，学会把看似复杂的知识进行整理，找到相关知识的联系，提高灵活运用知识的能力。同时也促进了学生感知、记忆、想象能力的发展，使学生更系统地掌握、理解生物学知识。同时，引导学生初步了解建构概念模型的基本方法和意义。
建构模型可以培养学生透过现象看本质的能力，并获得或巩固有关生物学概念，同时，对提高学生的理科素养和更好地理解，把握生物学的核心概念具有重要作用；通过模型建构活动，让学生理解模型方法的重要作用，并学会适当应用这一重要方法，从而提高每个高中学生的生物科学素养。
参考文献
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[4]冯健.浅议高中生物教学中的数学建模[J].中学生物学.
[5]杨学哲新课程背景下学生建模能力的培养[J].中学生物学.
论文作者: 闫旭
论文发表刊物:《现代中小学教育》2019第5期
论文发表时间:2019/7/22
标签：模型论文; 学生论文; 概念论文; 知识论文; 生物学论文; 结构论文; 核苷酸论文; 《现代中小学教育》2019第5期论文;