建構(gòu)模型啟迪思維培養(yǎng)能力

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1、建構(gòu)模型啟迪思維培養(yǎng)能力摘要：'‘建模思想”是高中生物《課程程準》和教材對學(xué)生提出的科學(xué)方法和探究能力的要求。學(xué)會建構(gòu)合理模型并運用相關(guān)模型進行探究，已成為現(xiàn)代高中學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)。因此在課堂教學(xué)中應(yīng)落實“建模思想”，啟迪理科思維，以培養(yǎng)探究能力。本文闡述了“建模思想”的含義及在生物教學(xué)中的重要性，介紹了模塊中適用“建模思想”教學(xué)的素材，結(jié)合教學(xué)的典型案例淺談在課堂教學(xué)中的運用。關(guān)鍵詞：模型；建模；生物教學(xué)高中生物課程標準指出：“生物科學(xué)素養(yǎng)是公民科學(xué)素養(yǎng)構(gòu)成中重要的促成部分”。因此提高每個高中學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是本課程標準實施中的核心任務(wù)。新課程標準對我國的普通中學(xué)生物學(xué)教育確立

2、了許多現(xiàn)代化的教學(xué)目標。由于模型和模型方法在現(xiàn)代生命科學(xué)中起著越來越大的作用，是現(xiàn)代高中學(xué)生必須了解和應(yīng)用的重要的科學(xué)方法，它不僅對學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)有幫助，而且還有助于學(xué)生將來進行科學(xué)研究、走入社會參加工作，更好地解決生活和工作中的問題。另一方面，這種科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，不僅有利于學(xué)生形成系統(tǒng)的科學(xué)認知觀，同時還強化了與其他學(xué)科，如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系。因此，新課標依據(jù)國際科學(xué)教育的發(fā)展，將模型和模型方法列入了課程目標之一。1、“建模思想”的含義及其在高中生物教學(xué)中的重要作用早在20世紀30年代，貝塔朗菲在提出機體系統(tǒng)論概念的同時，提倡主張用數(shù)學(xué)和模型方法研究生命現(xiàn)象，

3、簡單地說"建模(modeling)就是通過把你不太理解的東西和一些你較為理解、且十分類似的東西做比較，你可以對這些不太理解的東西產(chǎn)生更深刻的理解。建構(gòu)模型(即建模)。又稱模型化，是研究系統(tǒng)的重要手段和前提。凡是用模型描述系統(tǒng)的因果關(guān)系或相互關(guān)系的過程，都屬于建模。所謂“模型”，就是模擬所要研究事物原型的結(jié)構(gòu)形態(tài)或運動形態(tài)，是事物原型的某個表征和體現(xiàn)，同時又是事物原型的抽象和概括。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本質(zhì)特征。生物模型的形式有很多,高中生物教學(xué)中常見的有三種：概念模型、數(shù)學(xué)模型和物理模型。無論哪種模型建構(gòu)，都能夠使研究對象直觀化和簡化,同時還可以簡略描述研究成果，使

4、之便于理解和傳播。建立正確的模型可使我們對生物本質(zhì)的理解更加細致深入，對生物問題的分析更加清晰明了。建構(gòu)出合理的模型，能使學(xué)生的知識能發(fā)生正遷移，起到舉一反三的效果。這在生物學(xué)科教學(xué)中，培養(yǎng)理科思維也起到十分重要的作用。因此，生物模型在高中生物教學(xué)中有非常實用的價值。2、必修模塊中可用于“建模”教學(xué)的素材模型的建立過程就是一個科學(xué)探究的過程。在這一探究過程中，需要學(xué)生自己確定對象，設(shè)置已知與未知，運用科學(xué)規(guī)律，選擇研究方法，檢驗?zāi)Ｐ褪欠衽c實際一致。從這個層面看，建構(gòu)模型的目的就不只是停留在模型本身的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的探索上，而是上升到科學(xué)能力的發(fā)展的高度，這對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)是很有好

5、處的。整個新課標教材（人教版）明確寫明要用模型方法去解決的內(nèi)容共有10個，具體如表一。內(nèi)容雖然不多，但是如果具體教學(xué)中模型建構(gòu)過程切實得以落實，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下通過真正的"做”科學(xué)的過程，既能學(xué)到知識內(nèi)容，又能掌握更深入地運用和探究生物學(xué)知識所必需的思維方法，使探究能力得以提高，同時形成正確的對待科學(xué)問題的觀點和態(tài)度。另外，在教材中雖然沒有明確說明是模型建構(gòu)，但卻必須運用模型和模型的方法解決問題的內(nèi)容其實還有很多，尤其的數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的運用顯的更為突出。比如：用數(shù)學(xué)上的排列與組合來分析減數(shù)分裂過程配子的基因組成；用數(shù)學(xué)上的概率的相加、相乘原理來解決一些遺傳病機率的計算等等。這都需要教

6、師在平時的課堂教學(xué)中給予提煉總結(jié)，并進行數(shù)學(xué)建模。在高中學(xué)習(xí)階段，有部分學(xué)生把生物學(xué)科當作是文科來學(xué)，認為只要會背、會記、能理解就可以了。其實并非如此，在現(xiàn)行的高中生物學(xué)科中涉及到的知識，要求學(xué)生應(yīng)具備理科的思維方式。因此，在高中生物課堂教學(xué)中，教師應(yīng)注重理科思維的培養(yǎng)，樹立理科意識，滲透數(shù)學(xué)建模思想。下面介紹課堂教學(xué)中模型構(gòu)建，體會對學(xué)生能力的培養(yǎng)與課堂教學(xué)的時效性。供同仁參考。3、模型建構(gòu)實例3.1.模擬減數(shù)分裂中染色體數(shù)目及主要行為的變化。步驟一：用彩色繩子和橡皮泥等材料，在細胞輪廓里做一個具有1對同源染色體（臂長為6cm）的初級性母細胞（半數(shù)同學(xué)做初級精母細胞，半數(shù)同學(xué)做初級

7、卵母細胞）四分體時期，并寫出細胞名稱；提出問題：染色體是什么時候進行復(fù)制的？學(xué)生行為：學(xué)生操作，實物投影展示作品，其他同學(xué)進行評價（可能會有將兩個姐妹染色單體用不同顏色繩子做成的情況）。注意不同初級性母細胞各派一個代表。教師行為：引導(dǎo)學(xué)生比較分析評價作品。教學(xué)目的：加深學(xué)生對同源染色體、聯(lián)會、四分體等概念的認識。步驟二：討論該細胞分裂（減I）過程染色體行為的變化，在細胞輪廓中做出相應(yīng)的染色體，并寫出細胞名稱和所處時期；提出問題：減數(shù)第一次分裂染色體有哪些行