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探索高中生物建模的课堂效应

摘要：在生物教学中以模型建构为突破口，让学生在平等、激

励、和谐的课堂气氛中通过“做”科学的过程，把微观抽象的知识

简单化、具体化，既落实基础知识、基础原理，又能锻炼学生运用

知识、解决问题的能力，必然对实现并提高生物课堂教学的有效性

大有裨益。

关键词：高中生物建模课堂效应

《普通高中生物课程标准》把模型引入课程目标，利用模型方

法解决问题，需先建立模型，简称生物建模。构建模型的教学将动

手和动脑、主动获取新知识、分析和解决问题以及参与探究、交流

与合作的机会提供给学生。学生在自主的、探索性的、创新性的环

境中进行有效学习，对实现教学目标，促进学生自身发展具有十分

重要的意义。

1高中生物模型的多样性

1．1物理模型

以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。物理模型可以

帮助学生熟悉对象的各个特征（如必修一第三章制作真核细胞的三

维结构模型）或者可以在演示模型过程中掌握生命现象的本质（如

必修三第三章建立血糖平衡调节的模型）。同时物理模型还可以多

方位地训练学生的动手能力、思维能力、创造能力等。

1．2概念模型

用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系，把原本零碎的

生物学知识归纳到一起，构成彼此联系的知识网络，如必修一第一

章自我检测的蛋白质分子的概念图。

1．3数学模型

用来描述一个系统或它的性质的数学形式，如：数学方程式、

曲线图和表格等。数学模型是发现问题、解决问题、探索新问题的

有效途径之一，如必修三第四章建构种群增长模型等。

2模型构建的教学策略

2．1积极引导，把握教材模型核心

新课程教材（人教版）有关模型建构的内容有：制作真核细胞

的三维结构模型；模拟减数分裂过程中染色体的变化；制作dna双

螺旋结构模型；建立血糖调节的模型。除此之外，教材中许多结构

模式图、原理过程图、概念图等插图都是教学中的科学模型，它所

包含的生物学知识具有简化、直观化的特点。

如在dna双螺旋结构模型构建中，教师可引导学生了解科学家

探究的学术背景，对研究的对象进行分析。学生尝试分步骤建立模

型，不同小组对建立的dna模型进行比较、分析，最后得出结论。

在教师的引导下，通过学生亲自体验dna双螺旋结构模型的建构过

程，有利于学生在分析、综合、交流中发现科学研究的关键，从而

形成对待科学问题正确的态度，培养科学精神。

2．2开拓思维，自主建构生物模型

让学生利用教材已有模型构建的方法和思路，结合所学知识，

展开思维的翅膀，自主建构其他生物模型。如在模拟减数分裂过程

中染色体的变化模型的基础上，利用已有的知识构建有丝分裂染色

体的变化模型，学生可在此基础上进一步掌握两种分裂的区别.

2．3大胆尝试，进行模型间的转化

不同模型构建表现出不同的效果。在生物教学中可以有效地建

立起物理模型、概念模型以及数学模型之间的转换，以提高学生的

应变能力、理解能力。

3模型建构教学的课堂效应

3．1多方位提高学生的能力

倡导探究性学习是普通高中新课程的一个基本理念。探究性学

习不仅仅是学习方式的改变，而是通过学习方式的改变促进学生的

全面发展，为每个学生的充分发展创造空间。以探究光照强度对光

合作用的影响为例，先让学生设计光照强度对光合作用的影响实验

方案，然后分组实验，学生通过观察、分析初步得出结论：在一定

范围内，随光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。由于受

到条件的限制，学生无法得到更准确的数据。这时可为学生提供一

组在不同光照强度下的氧气释放量数据，让学生主动构建氧气释放

量变化的数学曲线模型。曲线模型建成后，学生通过分析，自然引

出光照强度与氧气释放量（光合作用的强度）不成正比的探究。这

时，可进一步引导学生探讨：如果提高二氧化碳的浓度（其他条件

不变），新构建的曲线模型与原曲线模型相比，有什么变化？在此

基础上，又引导学生探究：如果提高一定温度（其他条件不变），

新构建的曲线模型与原曲线模型相比，又有什么变化？在建构模型

教学中，激发学生从现象中产生问题，驱动学生积极主动地进行收

集资料、提出和求证假设、做出解释等构建知识的活动，并通过交

流进一步拓展对知识的理解，从而提高质疑、推理的能力。

3．2培养学生创新能力

建构模型是培养学生创新能力的有效途径之一。如在减数分裂

的物理模型基础上，