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1、運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行生物學(xué)模型方法教學(xué)周曉強(qiáng)（蘇州市實(shí)驗(yàn)屮學(xué)215011）摘要從理論上對模型方法的概念、生物學(xué)模型方法的分類進(jìn)行歸納，強(qiáng)調(diào)了生物模型方法和信息技術(shù)的整合在生物學(xué)教學(xué)過程中的重要作用。實(shí)踐上，應(yīng)用信息技術(shù)制作生物模型，并有針對性地設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)模型方法的教學(xué)方案，具體落實(shí)在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)過程中，取得了比較好的效果。為信息技術(shù)和生物學(xué)模型方法教學(xué)的整合提供了依據(jù)和案例。關(guān)鍵詞信息技術(shù)生物模型模型方法生物學(xué)教學(xué)生物學(xué)研究對象是極其復(fù)雜的，對于每一個(gè)研究對象來說，它涉及的因索是相當(dāng)多的。因此，為研究生物問題的方便和易于探究生物問題本質(zhì)而從復(fù)雜的生物現(xiàn)象和過程中抽象出研
2、究對彖的簡化描述或模擬稱生物模型。它不僅具有高度的抽象性，還具有廣泛的代表性。正如錢學(xué)森先生所說：“模型就是通過我們対問題的現(xiàn)彖的分析，利用我研究得來的機(jī)理，吸收一切主耍因素，略去次要因素所創(chuàng)造出來的一幅圖畫,是形彖化了的□然現(xiàn)象?！?生物模型分類所謂“模型”指模擬原型（所要研究的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)或運(yùn)動(dòng)形態(tài)）的形式，它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本質(zhì)特征，一般町分為物理模型和數(shù)學(xué)模型兩大類。1.1物理模型物理模型又包括物質(zhì)模型和思想模型兩類。1.1.1物質(zhì)模型高中生物課程中涉及的物質(zhì)模型包括模式標(biāo)本和模擬模型。冇些對象不可能或不易看到它的實(shí)物，如珍稀鳥類、魚類等，通
3、過模式標(biāo)本，町以間接地看到它們。有些牛物體太小，不能迅速看清它們的結(jié)構(gòu)，如植物根尖結(jié)構(gòu)、葉片結(jié)構(gòu)等，模擬模型則把它們放大很多倍，而且能把其中要研究的各部位明確地農(nóng)示出來。有的因?qū)嵨锏目臻g層次復(fù)雜，通過模擬模型可以把它的不同結(jié)構(gòu)組介起來，形成立體結(jié)構(gòu)，還可以從整體中了解局部。如人體的構(gòu)造和機(jī)能模型，在一個(gè)人體模型內(nèi)把各器官系統(tǒng)按自然位置組合到里邊，用不同深淺的顏色把各系統(tǒng)區(qū)分開。這樣不僅可以觀察到各器官系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能，還可以動(dòng)手進(jìn)行裝卸，對學(xué)習(xí)起到很人的幫助作用。1.1.2思想模型思想模型是物質(zhì)模型在思維中的引申，它包括兩類:一類是以形象化方法構(gòu)建的模型，如D7A雙螺旋
4、結(jié)構(gòu)模型。牛物膜液態(tài)鑲嵌模型，它是對牛物原型進(jìn)行簡化和純化，進(jìn)而構(gòu)思出來的模型，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，能簡略描述研究成果，使研究對象更直觀，便于理解。另一類是以抽象方法構(gòu)建的模型，如呼吸作用圖解、光合作用圖解、有絲分裂和減數(shù)分裂過程、興奮在細(xì)胞間的傳遞、蛋白質(zhì)合成過程的圖解、雜交過程圖解等。它是在一定條件下對具體運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行抽象而形成的理想化過程。1.2數(shù)學(xué)模型借助數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)工具和數(shù)學(xué)方法，構(gòu)造函數(shù)曲線圖，或用概率論和統(tǒng)計(jì)方法描述和研究隨機(jī)現(xiàn)彖,稱為數(shù)學(xué)模型。它可以反映生物之間、生物與壞境之間或某一生理過程中某種物質(zhì)量的變化，具有解釋判斷和預(yù)測等功能，如理想環(huán)境中的種
5、群增長模型，種群在有限環(huán)境中的增長模型。利用“種群數(shù)量增長的模型”，可以判斷、預(yù)測“外來物種人侵對本地物種的影響”。一個(gè)新的物種進(jìn)人新的環(huán)境中，由于空間和食物資源的充裕，可以把它認(rèn)為是一個(gè)理想的環(huán)境，外來物種在一定時(shí)間內(nèi)呈“J”型增長曲線，占據(jù)了木地物種生存所用的空間和食物，對本地物種會帶來毀滅性的災(zāi)難。乂如對基因的分離和隨機(jī)結(jié)合問題的理解，木來是一個(gè)數(shù)學(xué)上的概率問題，通過完成“性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)”，基因分離規(guī)律這一遺傳學(xué)定律更容易被接受，理解起來也更直觀。2信息技術(shù)與生物學(xué)模型方法結(jié)合的必要性2.1信息技術(shù)使生物數(shù)學(xué)模型教學(xué)直觀化、形象化、快速化數(shù)學(xué)模型是聯(lián)系實(shí)際問題與
6、數(shù)學(xué)的橋梁，具有解釋、判斷、預(yù)測等重要功能。在科學(xué)研究中，數(shù)學(xué)模型是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和探索新規(guī)律的有效途徑之一。在我們生物課本中，有人量的數(shù)學(xué)模型，如生物必修一《分子與細(xì)胞》第六章第一節(jié)“細(xì)胞的增殖”關(guān)于在有絲分裂過程屮DMA、染色體數(shù)量的變化的曲線圖；生物必修三《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第四章第二節(jié)“種群數(shù)量的變化”，用數(shù)學(xué)模型表示種群數(shù)最增長的曲線等等。很多相關(guān)數(shù)學(xué)模型的得出是一個(gè)復(fù)雜繁瑣H-抽象的過程，上課時(shí)費(fèi)時(shí)學(xué)生又不易理解，而多媒體的介入，可以把這些復(fù)雜抽彖的推導(dǎo)過程快速化、直觀化、形彖化，便于學(xué)?？诩禾骄康贸鼋Y(jié)論。從而使學(xué)生對相應(yīng)的知識產(chǎn)生深刻的認(rèn)識，大大提高了教學(xué)的效率
7、。2.2信息技術(shù)使生物物理模型的制作過程規(guī)范化、高效化，評析淸晰化以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識對彖的特征，這就是物理模型。牛物膜的結(jié)構(gòu)的實(shí)物模型和模型示意圖就是典型的物理模型，他形象而概括地反映了所有牛物膜的共同特征。借助信息技術(shù)中的實(shí)物投彩儀不僅可以把已經(jīng)制作好的實(shí)物投影放人，供全班學(xué)生觀賞評價(jià)，也可以用實(shí)物掃描儀對實(shí)物模型進(jìn)行全方而的掃瞄，再通過軟件制作顯示出模型的立體圖。使學(xué)生可以看到這個(gè)模型不同角度的特征，對模型有全方面的深刻認(rèn)識。2.3信息技術(shù)使理想模型教學(xué)化虛為實(shí)、化靜為動(dòng)理想模型是人們?yōu)榱吮阌谘芯慷?/p>
