模型建构在高中生物课程教学中的运用.doc

模型建构在高中生物新课程教学中的运用223600） 陈卫东 此文发表于《教学与管理》2011年第2期 摘 要：模型教学在高中生物新课程标准中被提到较高的高度，建模能力被认为是将来学生从事科学研究的必备能力。因此在高中生物新课程教学过程中，将模型方法应用于课堂教学之中，以提高学生的科学素养和科学探究能力是我们需要重点研究的内容之一。 关键词：模型建构 生物新课程 教学 运用 《普通高中生物课程标准》明确指出：了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力。在当前，教师要领悟、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力，获得生物学的基本事实、概念、原理、规律、模型等方面的基础知识。 由此可见模型教学在高中生物新课程标准中被提到较高的高度，建模能力被认为是将来学生从事科学研究的必备能力。所以模型方法实施的研究不仅符合新课程标准的要求，也是教师适应新课程改革的必需。中学生物学的教学应努力将模型方法应用于课堂教学之中，以提高学生的科学素养和科学探究能力。 一、理论依据： 构建模型的思想在教育领域的运用并不陌生。在皮亚杰和早期布鲁纳的思想中已经有了建构的思想，但相对而言，他们的认知学习观主要在于解释如何使客观的知识结构通过个体与之交换作用而内化为认知结构。美国视听教育家戴尔1946年写了一本书叫《视听教学法》，其中提出了“经验之塔”的理论，对经验是怎样得来的做了描述，认为经验有的是直接方式、有的是间接方式的来的。各种经验，大致可根据抽象程度，分为三大类（抽象、观察和做的经验）、十个层次， 如图所示： 在十个层次中，设计的经验是指通过模型、标本等学习间接材料获得的经验。模型、标本等是通过人工设计、仿造的事物，都与真实事物的大小和复杂程度有所不同，但在教学上的应用比真实事物更易于领会。从经验之塔可以看出，宝塔最底层的经验最具体，越往上升则越抽象。教育教学应从具体经验下手，逐步上升到抽象，有效的学习之路就应该先充满具体经验。目前我们教育教学最大的失败在于使学生记住许多普通法则和概念时，没有具体经验作它们的支柱，学生对这些法则和概念的理解只能是抽象的，不具体的。因此，要充分理解概念、定理等，要从做的经验开始。模型构建是做的经验，通过模型构建，我们再去理解概念、定理等，就容易的多了。 二、在生物教学中进行模型建构教学研究的原因： 从戴尔的经验之塔可以看出，模型构建更加符合中学生的认知实际，通过动手操作，不但可以获得做的经验，而且还可以将之总结运用，上升到抽象的经验，并推广运用，从而使我们的教学上升到一个新的台阶。模型可使研究对象直观化、简约化，使之便于研究；又可以简略地描述研究成果，使之便于理解和传播；还可以用于计算、推导，延伸观察和实验结论等。因此，应充分地利用模型资源，使抽象的内容具体化，引导学生进行探究。 生物新课程教材中，不少地方运用了模型建构的原理或方法介绍了有关生物学知识，如概念图、概率计算、样方调查、细胞模型，DNA的双螺旋结构等等，甚至在生物新课程教材中有一个专门的知识链接就是模型建构。中学生物学中的基本概念、规律相当多，许多生物学术语概念所反映的原形都是我们用肉眼无法观察到的或实际操作时费时费力或以目前条件根本无法达到的，因此模型建构教学将更有助于学生体验概念的形成和基本规律的探究过程，从而逐步将所学新知识构建成完整的知识体系，使得整个学习过程更加高效。 模型构建教学旨在贯彻提高学生的生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，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，将参与探究的机会还给学生，将动手和动脑、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，以及交流与合作的能力的机会还给学生。这种教学能充分调动学生的学习积极性，培养学生的思维探究能力，促进了学生之间的交流和合作。无论是从落实新课程理念的角度，还是从教学的实际效果来看，模型构建教学都不失为一种值得提倡的教学形式。因此加强模型建构研究，用于指导生物新课程内容的教学就有极其重要的价值。 三、高中生物教材中常见的模型构建的要求： 生物模型的形式有很多，高中生物教学中常见的有三种：概念模型、数学模型和物理模型。 （一）概念模型： 1．定义：概念模型是对生物学中某个问题或事物进行描述，概念模型包括：中心概念、内涵、外延。在新课程生物教材中，概念模型通常以概念图的形式出现，表达概念之间的相互关系，体现知识的网络构架。通过概念模型的构建，有利于对概念知识的理解和联系。 2．构建的一般步骤： （1）理清概念之间关系；（2）画出初步关系图并建立连接；（3）标明概念之间关系；（4）修改和完善。 3．新课程教材涉及内容：高中生物新课程教材中涉及概念的内容非常多，几乎每一