构建数学模型在高中生物教学中的应用

发表时间:2021/8/3   来源:《教学与研究》2021年4月10期   作者:陈欢
[导读] 在高中阶段教学中,生物教学非常重要
        陈欢
        海南省乐东黎族自治县乐乐中学  海南省乐东黎族自治县 572500
        摘要:在高中阶段教学中,生物教学非常重要。高中生物知识的学习,不是靠简单的背诵、记忆、画图、记笔记就可以学通学透的,很多知识看似简单浅显,实则蕴含深刻的原理,学生需要具备一定的问题探究能力,尤其是分析与综合能力,才能弄懂其中的奥妙,吃透生物概念、科学方法、定义规律的实质。高中生物模型是教师为了帮助学生理清概念、现象的本质而采用的教学辅助手段,主要包括物理模型、概念模型、数学模型等形式。教师采用模型教学的手段,引导学生观察和分析生物现象,形成归纳推理和演绎推理的思维习惯。提高学生对概念模型、物理模型、数学模型等模型的构建能力,并且能够运用各种模型,从根本上解决他们记而不准、悟而不透、解而不对等常见问题,进一步培养学生的理性思维能力和学科综合素养,更好地为学生将来的学习、工作和生活做能力储备。
        关键词:高中生物;新课程;生物模型;构建策略
        引言
        高中生物以生命活动、自然规律为主要研究对象,与学生的实际生活密切相关。该学科中包含着大量的、复杂的生理过程、物质转化、种群数量变化等知识,且具有极强的抽象性、复杂性,尤其是在新课程改革背景下,增加了诸多实验环节,进一步加大了学习难度。面对这一现状,传统生物教学模式显然已经无法满足学生的学习需求,唯有引导学生通过构建生物模型,方能激发学生的学习兴趣,使其更好地理解生物知识,最终实现高效课堂的构建。
        1高中生物模型构建的作用
        模型是抽象生物知识的简单呈现,它能够让学生更加容易地接受和理解生物知识的产生和形成。在高中生物教学中,学生们和老师一同参与到生物现象的观察论证和实验过程中,从而产生知识模型的建构,这样能够促进学生知识的消化、吸收和升华。通过从现象到本质、从抽象到直观的转变,既有助于调动学生们的学习积极性,还能更让学生深入理解生物知识,让学生在探究中创新,在创新中了解,在了解中提升。在模型的建构中,学生真正变成了学习的主体,他们自己确定研究对象,设置已知和未知,通过生物学的科学规律,选择研究方法,这既是一个科学探究的过程,同时也是模型本身结构和性质确定的过程,能够实现学生思维更具灵活性、开放性、创造性、应对性,实现学生巧妙地解决生物问题,积极探究,勇于创新,并且培养学生严谨的科学态度,有助于实现学生科学思维的提升和发展,为学生核心素养的培养奠定基础。当学生们融入到生物模型的建构过程中,就能够真正与老师合作和互动,学生们从知识的接受者中挣脱出来,成为知识的探究者,老师也从知识的灌输者变成了模型建构的合作者,让师生在合作交流中关系更加融洽和谐,促进教学相长。
        2生物模型的构建原则
        原则一:凸显学生的主体地位。核心素养视域下,教师在构建生物模型之前,必须明确生物模型并不等同于模型,最大的价值就是指导学生在学习的过程中建立生物知识模型,并在构建的过程中获得相关的知识。因此,在构建生物模型的过程中,教师必须遵循学生的主体地位,以学生为中心,引导学生在亲自动手构建生物模型的过程中完成生物知识的深度学习。原则二:相似性与简单性统一。生物模型构建的过程就是对原型的客体进行科学抽象的过程。基于此,在构建生物模型的时候,教师必须依据研究问题的性质与目的,使构建出来的模型与原型在本质上具有极强的相似性。而要实现这一点,在构建生物模型的时候,必须对原型进行分析,明确主次,并删除次要因素,突出主要因素,才能抓住本质和关键的知识。


        2构建数学模型在高中生物教学中的应用
        2.1构建概念模型,形成系统的知识网络,促进深度学习
        概念模型是采用图示、文字及符号的形式将事物的本质特征、属性及事物之间的内在联系清晰地展示出来。生物是一门以概念为核心的学科,掌握概念模型的构建,一方面可以更好地梳理核心概念之间的逻辑关系,另一方面也能更多地挖掘与核心概念相关的内容,进行有效迁移,再通过分析整合,从而完善知识体系,形成由点及面立体的知识结构,从而促进学生深度学习。新课程背景下,特别是新高考试卷中选择题题干文字信息量较以往明显增多,如何快速准确地梳理题干信息的逻辑关系,提升解题效率?笔者认为在解题的过程中可以训练学生构建概念模型,剖析题干信息并用概念模型表示出来,就可以在纷杂的信息中抓住关键词,同时结合教材及选项准确定位所要考查的知识点进行扩展和发散,积极主动地进行探究并找到答案,避免学生处理信息过程中丢三落四的困扰。因此,教学过程中积极引导学生主动参与构建概念模型,不仅可以深化学生对生命观念的掌握,还可以锻炼学生的科学思维,提高学生分析问题和解决问题的能力,促进学科核心素养的发展。
        2.2借助物理模型,帮助学生发现规律
        物理模型通常用相同比例的实物或者图形展示研究对象的结构特征。在高中生物教学中,教师可以多在课上运用物理模型,形象直观地对研究对象的外部特征进行展示,帮助学生更好地掌握研究对象的结构特点,发现规律。除此之外,教师还可以带领和引导学生自己制作模型,从而加深印象。
        2.3构建数学模型,揭示生物知识的本质
        在高中生物教学中,数学模型也是最为重要的一种模型。具体来说,数学模型主要是指借助公式、函数、柱形图、曲线图等图形,将生物实验数据、生物变化规律等直观地展示出来,最终促使学生在数学模型的帮助下更好地寻找生物规律、揭示生物知识的本质,实现生物的深度学习。例如,在“酶”相关知识的学习中,结合新课程标准的要求,对酶的活动影响因素探究是教学的重难点。学生在探究实验的过程中,通过实验数据可发现,当低物浓度的时候,反应速度呈现正比例增长的现象,但是当低物浓度的值增加到一定的数值之后,反应的速度则出现不再增加的现象。这就表明酶的催化是存在一定饱和度的。在具体的学习中,为了帮助学生更好地揭示酶相关知识的本质,教师就引导学生结合实验探究中获得的数据,借助曲线图将其明显地表示出来,学生则结合曲线图发现:酶的活性会受到温度的影响,伴随着温度的逐渐提升,酶促反应则出现了由快到慢的过程中。这足以表明在一定的温度范围之内,温度与酶促反应之间存在正比例现象。但是当超过某一个温度之后,酶的活性就会出现降低的趋势,使得酶促反应逐渐变慢。由此可见,在生物课堂教学中,通过数学模型的应用,将客观现象和规律进行了真实、系统和全面地反映,也促使学生在学习的过程中掌握了生物知识,在数学模型的帮助下,发展了自身的理性思维,真正实现了核心素养下的生物教学目标。
        结语
        为了适应新课程改革的需要,生物教师应该更新教学理念,注重生物知识和生活的联系,能针对学生科学思维能力的培养进行有效教学。经过一段时间的教学实践,学生的模型建构与分析综合方面的能力有所提高,生物核心素养得到发展,特别是问题探究能力得以提升。
        参考文献
        [1]罗上明.基于核心素养的模型建构概念的教学策略[J].教育科学,2016(21).
        [2]辛华.核心素养下模型构建在高中生物教学中的应用效果分析[J].教师,2018(11).
        [3]韩秀梅.探讨构建活动教学模型培养高中生物核心素养策略[J].高考,2020(24):55.
        [4]赵海芳.核心素养下模型构建在高中生物教学中的尝试运用——以减数分裂和有丝分裂的模块复习为例[J].中学教学参考,2017(26):90-91.
        [5]蒋桂军.基于核心素养的高中生物模型构建[J].中学教学参考,2018(08):82-83.
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