张新颖
廊坊市第一中学 邮编065000
关键词 模型 物理模型 概念模型 数学模型
高中生物知识中包含的概念、规律特别多，大部分的知识原形是肉眼不能看到的，还有一些内容是微观的，抽象的，因此，应用模型构建教学方式，将更有助于学生体验概念的形成和基本规律的探究过程，从而将所学新知识构建成完整的知识体系，提升学生的学习效果。
模型构建教学旨在贯彻提高学生的生物学科素养，面向全体学生，提倡探究性学习，注重与现实生活的联系等新课程基本理念。注重以学生为主体，强调将认知及反思过程还给学生，将培养主动获取新知识的能力、批判性思维的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的机会还给学生。这种教学能充分调动学生的积极性，培养学生的思维探究能力，促进学生之间的交流与合作。无论是从新的教学理念或者是从提升教学效果来看，模型构建都是高中生物实施有效教学的重要手段。因此，在高中生物教学中有效应用模型构建进行全面研究，可促进高中生物教学的良性发展。
模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，这种描述可以定性的，也可以定量的；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。模型的形式有很多种， 人教版生物教材中介绍，模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。
一、物理模型在生物教学中的应用
物理模型是指以实物或图画形式直观表达需认识对象的特征的模型。在生物教学过程中，对物理模型的应用通常是实体模型，以对相应知识进行直观表达，可以将抽象的生物知识形象地展现出来，有助于学生对所学知识的理解与掌握，激发学生的学习兴趣。
例如在讲“DNA分子的结构”这一节时，我将模型构建渗透到课堂教学中，学会将模型构建过程中获得的信息进行汇总，通过讨论和交流，得出结论，取得很好的效果。
在必修一的学习基础上，学生已经知道DNA分子的元素组成，教师通过提问“DNA的基本单位是什么？”引导学生构建脱氧核苷酸模型。教师进一步设问“脱氧核苷酸之间是怎样连接起来的呢？”引导学生构建脱氧核苷酸链模型。教师进一步设问“DNA由几条链构成？DNA的立体结构是什么样的呢？”让学生阅读课本DNA双螺旋结构的构建资料，回答问题“沃森和克里克利用哪些科学家的经验，尝试构建什么样的模型？经理哪些失败和挫折？小组讨论最终构建DNA双螺旋结构模型。学生归纳总结DNA双螺旋结构模型的构建过程如下：
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然后以小组为单位利用材料动手制作DNA双螺旋结构模型，学生根据自己制作的模型，很直观地观察到DNA双螺旋结构的特点有三点：1、DNA是由两条链反相平行构成双螺旋结构。2、DNA分子外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，内侧是碱基。3、两条链之间是由氢键连接，遵循碱基互补配对原则。教师进一步引导学生利用自己制作的模型，观察不同组的模型有什么共同点？有什么不同点？学生能够直观地看出相同点和不同点，很容易归纳总结DNA分子的三个特性：稳定性、多样性和特异性。
二、概念模型在生物教学中的应用
概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物的本质特征的模型；是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而使对象简化，便于研究而构思出来的。对相应知识进行概括解释的图，与数学、物理模型相比，缺少了直观性与趣味性。所以教师需要将关键词汇标出，让学生构建关系模型。这样不仅可加深学生对知识的印象，而且还可以使学生清楚地知道各个环节之间的关系，以构建整体的系统模型。例如讲述达尔文自然选择学说，可以构建概念模型：
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推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型
根据概念模型学生很快可以推论出达尔文自然选择学说的主要内容：过度繁殖，生存斗争，遗传变异，适者生存。在整个教学过程中，教师与学生一起构建概念图，能很好地调动学生的学习积极性，促进学生主动参与，对概念模型进行灵活应用。除此以外，还有呼吸作用图解、细胞分裂过程模型、物质出入细胞模型、光合作用过程图解、激素分泌调节模型、食物链和食物网等模型。这些模型使研究对象简化，学生更容易接受。
三、数学模型在生物教学中的应用
数学模型就是运用数理逻辑方法和数学语言构建的科学或工程模型。在生物教学中应用数学模型就是将生物知识用数学方式进行表达，其中包括图、表、公式等，这样可以将所要教授的知识形象地表现出来，让学生更好地掌握知识的重点与本质。如有丝分裂过程中DNA含量变化曲线、酶的活性随温度变化而变化的曲线、同一植物不同器官对生长素浓度反应的曲线、种群数量变化曲线等等。所以教师需要训练学生制作图表的方法，提升其对相应数据进行处理的能力，使学生能够通过数学模型理解知识的本质，有效提升学生的观察理解能力。
生物教学实践证明，在高中生物教学过程中构建模型具有十分重要的作用，对相应的教学知识选取对的模型类型也非常重要。对此，教师需要合理应用模型构建，有效提升学生的学习兴趣，加深学生对知识的印象。将模型构建与生物教学进行有效结合，能发现构建方法，良好地开展生物教学，提升生物教学质量。