《模型构建法在中学生物教学中应用的研究》课题论证.doc

PAGE PAGE 6 编 号 附件3 课题名称: 模型构建法在中学生物教学中应用的研究 设计与论证报告(5000字以内，不得出现学校和课题相关人员名字) （一）课题的核心概念及其界定 模型的内涵与分类 所谓“模型”，就是模拟所要研究事物原型的结构形态或运动形态，是事物原型的某个表征和体现，同时又是事物原型的抽象和概括。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。模型一般可分为物理模型和数学模型和概念模型。 物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例大小放大或缩小制成的模型，其状态变量和原事物基本相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质。 数学模型就是对于一个特定的事物为了一个特定目标，根据特有的内在规律，做出一些必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。数学结构可以是数学公式，算法、表格、图示等。如果其变量中不含时间因素，则为静态模型；如与时间有关，则为动态模型。 概念模型主要是概念图，概念图是一种组织和表征知识的工具。它通常是将有关某一主题的不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念或命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。这种把概念之间的意义联系以科学命题的形式有机地联系起来的空间网络结构图，就称为概念图。 （二）模型构建法 模型方法是通过构建模型来研究、揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。 在生物科学学习中，模型提供观念和印象。认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象，前者有概念、原理、规律、理论。后者的成分包含观念和印象。当代不少学者都主张把表象看作是一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能，因而能构成思维的操作，所以模型提供的观念和印象，不仅是学生进一步获取系统知识的条件，而且是学生认知结构的组成部分。 （二）国内外同一研究领域现状与研究的价值 国内外同一领域现状 《生物课程标准（实验）》中指出：“了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的作用，培养学生的建模思维和建模能力，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、规律和模型等方面的基础知识。”美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点,并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。可见，建立模型在新课标中被提到较高的高度。它不但被列为一项技能目标，而且被作为学生必备的生物科学素养和将来从事科学研究的必备能力。 同时，国家和地方的新高考大纲(说明)初中考试说明也已明确将这一技能素养的掌握水平作为考核对象。 由于传统的教学中过分注重教师的主导和讲授，造成学生机械单一地学习，而对自己做什么、为什么这样做并不理解，结果往往不能辨别和建构生物知识之间的联系而只好死记硬背大量的知识点。然而生物科学也是系统的科学，其知识间、概念间有着严密的逻辑关系，模型构建法对于引导学生主动建构知识间的联系具有重要的意义，但是模型构建法在生物教学领域的应用主要停留在理论论证方面，实践方面的探索起步相对滞后，没有形成完善的、具有特色的模型教学体系。 课题研究价值 首先，对于教师来说，可以在设计教学活动时，充分挖掘和利用教材中可运用模型方法教学的内容，进而便于分析和解决有关生物学问题，而且能有效提高学生的生物科学素质，并能带动、整合其他生物科学方法教育的实施。这利于教师教学理念的更新和教科研能力的提高。 其次，对于学生来说，建模是一种创造性活动，学生要经过不断的分析、创新、修正才能得到。这符合学生的认知规律，有利于培养学生的思维品质、促进学生自主学习和发展学生的探究能力。 第三，模型教学将更有利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高效。在高中生物总复习、初中生物会考总复习过程中，模型方法即利用概念图组织教学的方法非常适宜，可以让学生在给出的情境中将已有的知识体系进行有机整合。 第四，对于新课改来说，如果生物模型在生物教学中成功应用，必将引起教师的教学行为和学生学习方式的根本转变。由于学生学习方式的改善是以教师的教学行为的转变为前提，因此，可以通过本课题的研究，使我组生物教师的教学模式转变，从而引起学生学习方式的转变；使教学质量和学生的建模能力有较为明显的提高。 （三）研究的目标、内容（或子课题设计）与重点 课题研究的目标 1．在新课程改革思路的引导下，结合我区初高中使用的教材，把模型教学理论和模型教学实践有机结合，探索出比较完整的适合我区教学实际的生物模型教学体系。 2．在研究过程中，强化参研教师研究意识，提高开发、收