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正確理解生物教學模型的內涵是在教學實踐中運用模型構建教學方式的前提和基礎。通常，生物教學模型可以劃分為數學模型、抽象模型、實物模型及物理模型四類，其中數學模型法指的是以符號、公式等數學語言來表征生物學的知識、現象；抽象模型法指的是通過抽象得到生物原型方面的本質屬性而使研究對象得以簡化；實物模型是采用相關實驗器材或者自制器材來形象展示教學相關內容的方法；物理模型指的是依照類似原理，將真實事物依照一定比例縮小或者放大成為模型，其狀態變量與原事物保持一致，但是能夠通過其模擬該事物的性質和功能，更加形象地來解釋認識對象。在新課程理念的指導下，上述三種模型已經開始應用到高中生物教學中。教師在教學實踐中應用此方式，需首先了解和把握各類模型的本質和演變方法。
2. 于課堂教學全過程中貫穿模型構建的方法
2.1 新授課程
“形象大于思維”。對于新授課程，學生在概念和理論知識理解方面存在較大困難，所以教師應該最大程度利用模式圖、實物標本、形象化圖片等具象或者實物模型來幫助學生理解新知識。以細胞教學內容為例，本文體會到：教材上描述的均是在顯微鏡下才能觀察得到的細胞結構，對剛剛接觸這些內容的學生而言，缺乏形象化認識。但是，通過讓學生自己模擬制作"細胞立體結構模型"則有助于增強學生的感性認識、理解相關理論內容，而且可以激發其求知欲望。實物模型不僅能夠詮釋生物科學的特征，而且有利于學生認識生物事物的原貌，對其記憶、理解、歸納、總結所學知識具有重要作用。教師基于實物模型組織教學能夠更加形象、直觀地闡述教學內容，符合學生的認知規律，有助于幫助學生建立知識聯系，把握知識重點，避免產生雜亂感、瑣碎感，提升教學效果。
2.2 復習課程
生物教學中，復習課質量主要取決于教師能否有效地歸納和總結已 授課程。實際上，在復習課上，依據知識之間的內在關聯構建抽象模型能夠實現有效地歸納和總結已授課程的目標。這樣構建的抽象模型有助于學生把握生物知識之間的內在聯系，達到融會貫通的學習效果。生物教學的主要內容在于闡述生命運動的形式及規律，而生命運動屬于自然界中最為復雜的運行形式，只有將其納入一個系統或者模型之內才能真正地理解其中各元素的聯系。因此，在生物教學實踐中，按照教學思路將知識循著一條主線貫穿在一起，有助于學生基于宏觀角度把握知識點，同時正確理解知識點之間的聯系與區別，達到事半功倍的教學效果。例如，關于動物的激素調節，可以讓學生分析人們對激素的認識過程，從而建構激素的概念；再聯系日常生活中的實例，如吃飯后大量的葡萄糖吸收到體內，但血液中的葡萄糖濃度只有短暫的升高，很快就恢復正常，讓學生討論吸收到體內的大量葡萄糖到哪里去了，為引出胰島素的知識作鋪墊；然后做模型建構的活動：用不同顏色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素，以小組為單位模擬吃飯后和運動后體內葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素的變化，建構血糖調節模型。
2.3 習題課程
在習題課程中，教師可以引導學生以模型的思想解答題目或者指導學生基于題干條件自主構建模型解答。在教與學的過程中，很多生物現象限于客觀條件，不能通過直接實驗的方式來認識問題。所以，高中生物教師應該在習題課堂中重點培養學生解決問題的能力，包括各種解題思想和方法，不斷拓展學生思維，避免讓學生陷入題海之中而產生厭煩、無助的情緒。我在必修二的多堂習題課上曾引導學生構建數學模型來解答問題，讓學生自主地將解答內容轉化為圖示或者公式形式，以數量關系、空間關系等來描述解題思路。例如，引導學生從數學角度分析兩對相對性狀遺傳中后代基因型、表現型的種類以及概率是兩對相對性狀獨立遺傳結果的乘積。
篇2
1.物理模型在生物教學中的應用
1.1光合――呼吸的圖像模型
綠色植物的光合作用是在葉綠體內完成的，而細胞呼吸主要在線粒體內進行。兩者之間的關系從物質交換的角度來看，主要涉及的是O2和CO2的去路與來源問題。通過構建物理模型可以進一步加深對光合作用強度與呼吸作用強度之間的內在聯系的理解和認識。
1.1.1模型構建
1.1.2模型解讀
綠色植物進行光合――呼吸過程中，O2和CO2的去路與來源：（1）葉綠體光合作用產生O2的去路：①用于植物呼吸；②釋放到周圍的環境中。（2）葉綠體光合作用利用CO2的來源：①來自植物自身的呼吸作用；②從外界環境中（若是水生植物，則從周圍的水中吸收）。光合作用強度與呼吸作用強度間的關系，可參見下表：
2.生物模型在教學中的應用
光合作用和呼吸作用是高中生物教材的主干知識，高考熱點。常以各種生物模型為載體，圍繞兩者的生理過程以及內在聯系進行命題。因此，在教學中有意識的指導學生構建生物模型，能夠讓學生更透徹的理解這部分生物學的核心知識。下面以光合作用測定方法的模型建構為例：
3.數學模型在生物教學中的應用
運用數學模型能定量地或定性地分析生物學問題，能分析生物之間的聯系，生物個體或群體的發展變化規律。在描述某些特定的生物學現象，如種群增長率和種群數量之間關系上，數學模型發揮著不可替代的作用。下面以光合――呼吸呼吸速率為例。
3.1光合――呼吸速率的數學模型構建
3.2模型解讀
3.2.1界定總光合速率、呼吸速率與表觀（凈）光合速率
（1）呼吸速率：單位面積的葉片在單位時間內分解有機物的速率；表示方法：單位時間內，釋放的CO2量或吸收的O2量；測定條件：黑暗條件下。
（2）表觀（凈）光合速率：光照下測定的CO2吸收速率（或O2釋放速率）。
（3）實際（總）光合速率：植物在光下實際合成有機物的速率。
3.2.2光合速率與植物生長的關系
（1）當凈（表觀）光合速率>0時，植物積累有機物而生長；（2）凈光合速率=0時，植物不能生長；（3）凈光合速率
4.模型構建教學的反思
模型方法作為一種有效的研究手段，在很多領域已經得到了驗證。運用模型和模型方法進行教學能夠促進學生的認知水平的發展，促進學生對知識的理解。
隨著新課程改革的深入，模型方法的實施對教師也提出了更高的要求，要求教師具備運用模型方法教育的能力，開發模型的能力，應用模型方法教學的能力等等。這就需要教師進一步提高自身的業務水平，加強研究，才能更好地運用好模型建構教學。
篇3
一、物理模型的建構
以實物或圖畫形式直接表達認識對象的特征，這就是物理模型。教材中最著名的就是沃森和克里克構建的DNA分子雙螺旋結構模型。
1.實物物理模型的建構活化了抽象知識
建立真核細胞的模型，教材中并沒指定具體的材料用具和詳細的活動步驟，這給學生發揮各自的創造潛能留出了空間，也為教師的創新教學提供了機會。學完相關內容后，筆者布置學生8人一組，其中4個小組構建動物細胞模型，3個小組構建植物細胞模型。
學生制作的模型中，細胞質材料有白色橡皮泥、面團、瓊脂和白色泡沫塑料等。細胞膜材料也是多種多樣，如塑料袋、紗布、彈力布等，有一組同學采用廢棄可樂瓶瓶口部分做細胞膜，突現細胞三維效果。細胞器的制作，大多采用各色彩泥，如內質網是捏一條扁平的彩泥之后折疊在一起而成；高爾基體則用二個扁平的彩泥和三個小球表示；核糖體則用若干小球體表示，形狀最小，較多的放于細胞質中，一部分固定內質網上。也有同學用各色彩紙折成各種細胞器。細胞核的制作也是各式各樣，有的在細胞質中央挖一圓，放上一個圓形彩泥；有的則用一個乒乓球代替，也有的用半個蛋殼倒扣在細胞質中表示。很難得的是大多數小組制作的模型能體現細胞器結構和功能的聯系。
通過這第一次模型構建，充分發揮學生的積極性和創造性，按學生自己的思路，自主動手、相互協作，在制作中把握細胞模型的科學、環保、準確等原則，領悟細胞結構與功能特點，更好地掌握細胞的結構，活化了抽象知識。生物膜的流動鑲嵌模型、DNA分子的雙螺旋結構模型的構建，也都取得了良好的效果。
2.圖畫物理模型的構建提高了識圖能力
以圖畫形式構建物理模型相當普遍，如呼吸作用和光合作用、轉錄與翻譯、噬菌體侵染細菌等過程模型，各種細胞器結構的靜態模型，人體細胞與外界環境的物質交換模型等。通過多次模型的構建，學生養成了一種思維習慣，凡遇抽象的結構或過程，都會嘗試用簡易的圖畫幫助理解、思考。而且，在高中生物中，識圖能力極為重要。圖表是生物科學研究成果的一種重要表現形式，所以在生物高考中注重考查學生讀圖、識圖、析圖和繪圖的能力。平時學習中養成構建圖形的習慣后，對圖形考題的解讀也會更胸有成竹。
二、概念模型的構建
概念模型是指以文字表述來抽象概括事物本質特征的模型。構建概念模型有利于綜合理解知識體系。
1.構建概念模型，整合零碎知識
圖1是引導學生構建的細胞膜概念模型，是將相關內容整合在一起，使零碎的知識系統化，這有利于學生對某單元、某模塊知識進行加工、理解、儲存，全面系統地掌握和記憶知識要點，有利于學生形成完整、清晰、系統、科學的知識體系，同時也促進了學生感知、記憶、想象能力的發展。內環境的成分和理化性質、分泌蛋白的合成運輸加工和分泌等，都可通過構建概念模型，使學生更系統地掌握知識。
2.構建概念模型，簡化復雜知識
血糖調節是一個重要知識點，且與人體健康有密切的聯系，但這一內容既“看不見，摸不著”，又極為復雜。故教材中安排了一個“建立血糖調節的模型”活動，意在引導學生更好地理解人體內血糖的調節過程，并理解激素如何對生命活動進行調節,同時，引導學生初步了解建構概念模型的基本方法和意義。目前看到的不少教學設計和案例中，大多把主要精力放在模擬活動上。事實上，在模擬活動后，根據活動中的體驗，構建圖解式概念模型才是本活動的重點。
血糖調節一課中，筆者在介紹胰島、胰島A細胞和胰島B細胞及分泌的激素、作用后，和學生一起通過模型建構理解“胰島素和胰高血糖素調節血糖平衡的過程”。請一組同學利用事先做好的“糖卡、胰島素卡、胰高血糖素卡”示范，接著全班同學分組活動，依次探究飯后半小時及運動時機體是怎樣恢復正常血糖水平的，并用卡片進行演示。通過構建動態的物理模型，學生根據活動中的體驗，構建出了圖解式概念模型，通過各組代表交流最后歸納如圖2。通過模擬構建，學生對血糖的調節有了更深的理解。利用這一概念模型，學生學會了分析一些涉及到血糖變化的生理現象。
體溫調節、水和無機鹽平衡、免疫調節、生態系統的能量流動等都可用概念模型歸納。通過構建概念模型，將復雜的生理過程簡化，不但有利于識記，還能培養分析、綜合、概括的能力，學會把看似復雜的知識進行整理，找到相關知識的聯系，提高靈活運用知識的能力。
三、數學模型的構建
數學模型是根據具體情景，抽象出數學規律，并用公式或圖表的形式表達。在科學研究中，數學模型是發現問題、解決問題和探索新規律的有效途徑。引導學生建構數學模型，有利于培養學生透過現象揭示本質的洞察能力，同時，通過科學與數學的整合，有利于培養學生簡約、嚴密的思維品質。
1.構建數學模型，辨析易混知識
高中生物學中概念多，學生易混淆。用適當的數學模型可幫助學生理清概念。如，DNA經n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數和第n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數的區別，學生常混淆不清。課上，通過圖解分析，師生一起構建了數學模型：n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數=（2n-1）m（注：m為1個DNA分子所含某種脫氧核苷酸數和第n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數=2n-1m，難題立即迎刃而解。
2.構建數學模型，化解重難點
有絲分裂、減數分裂均是微觀的變化，雖然我們常用flash動態展現整個過程，但對于染色體、DNA的變化規律，學生總覺得很難領悟。學習有絲分裂時，筆者先引導學生構建表格式數學模型，然后轉化成直觀的坐標曲線，最后再讓學生把染色體與DNA的變化曲線集合在一張坐標圖上，讓學生歸納后加以比較，掌握染色體和DNA變化規律的特點和區別，從而化解難點。減數分裂的學習也是如此。為了讓學生更好地理解有絲分裂與減數分裂過程中染色體、DNA變化的差異，筆者還設計了這樣一個問題情境：某精原細胞經一次減數分裂后產生的一個順利地與一個卵細胞發生了受精作用，形成的受精卵經過了一次有絲分裂，請你畫出這個過程中的染色體、DNA變化曲線。于是，學生嘗試著把兩個分裂過程的染色體、DNA變化規律圖整合在一起，通過比較分析，更深刻地理解掌握了難點。
生物學中很多難點知識都可通過數學模型來化解，如酵母菌呼吸作用過程中隨氧濃度變化所釋放的CO2與吸收的O2之間的變化特點、恒定溫度條件下測某植物隨光照強度變化所釋放或吸收的CO2、種群的“J”型增長與“S”型增長、單因子因素與多因子因素對光合作用的影響……
構建數學模型，有利于學生理解和掌握知識，也使學生認識到在生物學中有許多現象和規律可以用數學語言來表示，很好地培養了學生的邏輯思維能力。
通過建構模型能使生命現象或過程的揭示得到簡化、純化，對生物系統的發展狀況有了更準確的認識。引導學生建構模型，既利于培養學生透過現象揭示本質的洞察能力，又有利于培養學生簡約、嚴密的思維品質，對提高學生的理科素養具有重要作用。
【參考文獻】
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1、物理模型
物理模型就是以實物或圖畫形式直接表達認識對象的特征，細胞立體結構圖，細胞膜結構的實物模型，就可以看做物理模型。建構物理模型使抽象的知識具體化、形象化。
在學習人教版《分子與細胞》中“細胞器──系統內的分工合作”時，我布置學生8人為一個小組，其中4小組構建動物細胞模型，4小組構建植物細胞模型。我要求學生利用周末時間完成，周一課上展示各小組的模型并進行點評。
周一課上交上來的模型中，有的同學用白色橡皮泥捏成半圓做成細胞質，有的同學則用面團，有的同學則用瓊脂來做細胞質基質。細胞膜的材料也是多種多樣，如塑料袋、紗布、彈力布等。細胞核的制作也是各式各樣，有的同學在細胞質中央挖一個小圓，放上一個圓形彩泥；有的同學則用一個乒乓球代替，也有的同學用半個蛋殼倒扣在細胞質中表示。細胞器的制作，大部分同學采用了各色彩泥，捏制成各種細胞器之后，用大頭針固定于細胞質基質上。如內質網是捏一條扁平的彩泥之后折疊在一起而成；高爾基體則用幾個扁平的彩泥和三個小球表示；核糖體則用若干紅豆表示，有的放于細胞質中，一部分固定內質網上。也有同學用各色彩紙折成各種細胞器。在課上，我讓各個小組派出代表，展示本組的作品，并介紹一種細胞器的結構與功能，其他小組同學有不清楚的問題提出后由負責介紹的小組同學負責解答。通過小組間的建模、模型展示與釋疑，同學們不僅對目標知識掌握的非常透徹，而且還沒明白了制作動植物細胞模型時要考慮細胞器種類，細胞核、細胞器大小比例，如何體現細胞器之間的協調配合等等。
2.概念模型
概念模型指通過分析大量的具體形象，分類并揭示其共同本質，將其本質凝結在概念中，把各類對象的關系用概念與概念之間的關系來表述，用文字和符號突出表達對象的主要特征和聯系。
2.1構建概念模型提高了讀圖能力
例如，用光合作用圖解描述光合作用的主要反應過程，就是一種概念模型[2]。
在學習光合作用的過程及影響因素時，我經常運用概念模型進行教學。我讓學生把課本合起來，和我一起思考、動手：首先，光合作用是否需要光，誰吸收光，在哪吸收光，吸收的光能用來干什么？由此一步步就完成了光合作用第一階段的知識建構。其次，有光合作用第一階段的產物[H]和ATP的用途想到第二階段的兩個反應即CO2的固定和C3的還原以及場所條件等進而完成了第二階段的知識建構。第三，通過建構的光合作用過程圖，輕易的就能理解兩階段間的物質聯系和能量關系。用一個橢圓將進入反應體系的物質和光圈在外面，這樣就可以把橢圓內看成葉綠體，也就容易掌握了光合作用的原料和產物以及影響光合作用的因素，還能進一步掌握提高光合作用效率的方法。通過多次這樣的概念模型的構建，學生養成了一種思維習慣，凡遇抽象的結構或過程，都會嘗試用簡易的圖畫幫助理解、思考。
2.2構建概念模型，整合零碎知識
例如，在學習《分子與細胞》模塊的細胞結構內容后，我利用學案中事先設計好的框架，讓學生構建了概念模型，將課本中細胞壁的成分、結構、功能、特點，細胞膜的成分、結構、結構特點、功能及功能特性、物質跨膜運輸方式，細胞核的結構、各部分結構的功能、染色體、DNA等知識整合在一起，使零碎的知識完整化。模型如下：
構建這樣的概念模型，有利于學生對某個單元、某個模塊知識進行加工、理解、儲存，全面系統地掌握和記憶知識要點，有利于學生形成完整、清晰、系統、科學的知識體系，同時也促進了學生感知、記憶、想象能力的發展，使學生更系統地掌握、理解生物學知識。
3.數學模型
引導學生建構數學模型，有利于培養學生透過現象揭示本質的洞察能力；同時，通過科學與數學的整合，有利于培養學生簡約、嚴密的思維品質。例如，用Nt=N0λt表示種群的“J”型增長，就是一種數學模型。
高中生物學中概念較多，學生易混淆。用適當的數學模型可以幫助學生理清概念。如減數分裂中同源染色體、四分體、染色體等之間的關系就可以用數學模型來表示：1個四分體=1對同源染色體=2條聯會的染色體=4條染色單體=4個DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈，學生通過構建這樣的數學模型，很容易地掌握了這幾個極易混淆的概念。再如，DNA經n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數和第n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數的區別，學生常常混淆不清。課上，通過圖解分析，師生一起構建了數學模型：n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數=（2n-1）m和第n次復制所需游離的某種脫氧核苷酸數=2n-1m（注：m為1個DNA分子所含某種脫氧核苷酸數），難題迎刃而解。
模型方法是人們認識自然界的一種重要方式，也是理論思維發展的重要方式。在進行具體的課題研究時，模型方法在人們理解事物的本質、探索未知規律的過程中，都起著重要作用。中學生物課中的模型建構活動，一方面是能讓學生通過模型建構活動，理解模型方法的重要作用，并在以后的學習和生活中懂得適當應用這一重要方法；另一方面，也可以讓學生通過探究活動，更好地理解和把握生物學的核心概念。
篇5
談到生物，不得不講的核心概念肯定是細胞結構。細胞是生物體結構和功能的基本單位，但細胞體積小，結構復雜，只有借助電子顯微鏡才能一探究竟，學生建構這個核心概念就很有難度。而通過自己制作物理模型，就可以將這些問題解決，同時還能對微觀世界有較形象的了解。
2.生物膜的流動鑲嵌模型
這個核心概念的得出是眾多科學家長期探索而來的。了解探索過程就是培養學生的科學思維過程，因此筆者采取了繪圖的方式來進行模型建構。
科學史是從19世紀歐文頓做的植物細胞的通透性實驗開始的，順著科學史的展開，學生依次畫出了混亂排列的脂質和蛋白質、四種結構的磷脂雙分子層的排列模式、蛋白質在兩側磷脂在中間且磷脂尾對尾排列的暗―亮―暗結構、蛋白質部分嵌入或貫穿磷脂的模型四種變化的圖，繪圖體現了探究的歷程。最后，我引申了一下問學生：“你們建構的模型可以變成動態嗎？”最后還是有同學奇思妙想，呈現了磷脂分子在流動（尾部擺動），蛋白質分子在運動（箭頭表示蛋白質從一處運行到另一處）的“流動鑲嵌模型”。
二、巧用物理模型突破難點概念
1.輸血、血型、凝集現象
初中生物中有一節內容是“輸血與血型”，ABO血型有四種，輸血過程中會發生凝集現象，但是對于血型怎么回事，凝集是如何發生的，學生并不是很清楚。筆者曾有幸在一次初中對外公開課中看到了一位老師精心制作的模型：她用橡皮泥制作了三種類型的紅細胞，一種是紅細胞上無抗原的，一種是紅細胞上有用藍色三角捏上去的抗原的，還有一種是紅細胞上有用黃色圓球捏上去的抗原；相對應的只能與藍色三角相結合的藍色抗體（在血清中）和只能與黃色圓球相結合的黃色抗體。老師用四只小燒杯呈現了四種血型，讓學生觀察從而分析清楚了四種血型的組成。而當不同的血混在一起后，相應的抗原抗體就會結合（藍色的三角和藍色形狀的抗體結合，黃色圓點和黃色形狀的抗體結合），這就是凝集現象，學生也就懂得了輸血要輸同型血的原則。通過這樣一個模型學生自己觀察，親自操作，難點概念自然迎刃而解。
2.解旋酶、限制酶和DNA連接酶
在高中生物中，這三種酶是學生容易搞錯的難點。其實，在清楚DNA結構組成后這就不算難點，但由于DNA結構本身比較抽象，學生沒有空間概念。而模型就有這個好處，可以通過學生的摸索建立空間概念。筆者曾經在上課過程中用紙做的模型來解決這個難點，顯示詳細的結構，然后讓學生用剪刀來進行操作，進而解決多種酶作用位點。通過合作摸索和互相對比，學生就理解了這幾種酶的概念。
三、妙用物理模型辨析易混概念
1.DNA連接酶和DNA聚合酶
借助我們的紙模型，這樣的易混概念也就清晰明確了。當然，這兩個概念主要借助了透明膠黏合來表示酶作用的位點。通過已經“切”好的DNA的片段，讓學生用膠帶黏合，通過操作，學生很輕易地就明白了連接酶是連接兩個DN段的，作用位點是兩個特定位置的磷酸二酯鍵；而聚合酶的作用位點，是將單個的脫氧核苷酸連接成DN段的，作用位點是每個脫氧核苷酸間的磷酸二酯鍵。
2.染色體和染色質
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模型建構教學活動以學生為主體，以建構模型為主線，讓學生在探究過程中交流、學習。它重視學習過程的主動性和建構性，強調學生以個體的學習經驗建構對新事物的理解，從而形成新的概念，掌握解決問題的方法和技能。教師在教學過程中用好模型建構，對提高學生生物科學素養有很大幫助。
數學建模是指通過數據解釋實際問題，并接受實際的檢驗。生物學教學建模時，教師引導學生利用生物學基本概念和原理，理解用數學符號和語言表述的生物學現象、本質特征和量變關系。生物學數學建模一般包括5個基本環節：模型準備、模型假設、模型建構、模型再建構和模型應用。
2 數學模型建構教學在初中生物課堂教學中的實踐
以“生態系統的穩定性”為例，闡述初中生物數學模型建構的教學實踐與思考。
2.1 模型準備
建構數學模型，首先要了解問題的背景，明確建模的目的，收集必要的各種資料和信息，弄清對象的特征。
“生態系統的穩定性”這節課選自北師大版八年級下冊第二十三章第四節，可分為生態系統穩定性的概念、穩定性形成的原因以及穩定性的破壞三個部分。第三節中的生態系統的食物鏈和食物網以及生態系統的物質循環、能量流動為本節學習基礎。生態系統的穩定性形成的原因既是本節課的教學重點，也是教學難點。通過數學建模的方法，可以把生物之間通過捕食形成的數量變化關系，更加直觀、有效地呈現出來，有利于學生對生態系統自我調節能力的理解和掌握。
2.2 模型假設
合理提出假設是數學建模的前提條件。在本節教學內容中，教師引導學生嘗試建立生態系統中各生物之間通過捕食關系所形成的數量變化曲線圖模型，引導學生提出合理的假設。
2.3 模型建構
根據所作的假設，教師分析學生的學情，創設問題情境，引導學生逐步建構出數學模型。
八年級的學生已經具有利用曲線統計圖統計、描述、分析數據的能力，具備建模的知識基礎。教師在教學中通過創設由易到難、層層深入的問題情境，引導學生提出問題、分析問題。學生在教師的引導下，逐步建構數學模型。
教師利用導學案，引導學生分析凱巴森林中鹿與狼的數量變化，并啟發學生思考：
不同生物之間通過捕食關系如何相互影響？
分析二者數量峰值不同步的原因是什么？
分析當狼的數量上升時，鹿的數量會發生怎樣的變化？
如果鹿的數量變化了，又對狼產生怎樣的影響？
繼而，學生進一步分析：狼的數量下降的話，鹿的數量會發生怎樣的變化？引起該變化的原因是什么？
教師引導學生分析得出：生物之間通過捕食關系相互影響和相互制約。
這樣引導學生歸納生態系統穩定性形成的原因，逐步建構數學模型。
2.4 模型再建構
個人或小組最初建構的模型是否科學、合理，必須經過模型檢測。教師可以引導學生分析其他生態系統生物之間的數量關系，進一步驗證模型是否科學合理。課堂上師生之間通過相互交流和評價，完成模型的再建構。
課堂上學生代表展示自己建構出的數學模型，并進行合作交流。
2.5 模型應用
模型應用是運用建構的數學模型解決生產實際、生活實踐中生物學的疑難問題。教師啟發學生圍繞凱巴森林應用模型解決生活中的實際問題，并要求學生思考：生態平衡受到嚴重破壞的凱巴森林，要恢復到1906年以前的狀態，可采取哪些措施？
學生在對問題的思考中，進一步深化概念理解，并應用自主建構的數學模型，分析解決實際問題，感悟數學模型建構方法在研究生物學問題上的重要價值。
3 數學建模教學的教學收獲
3.1 數學建模教學培養學生的動手動腦能力
數學建模是一個創造性的活動過程，要經過不斷的分析、討論和修改。應用數學建模的方法進行教學，不是教師硬性灌輸知識，而是學生在教師的引導下，動腦動手建構數學模型。
3.2 數學建模教學實現學生學習方式的蛻變和提升
新課程改革的重要突破口之一就是轉變學生的學習方式，由過去的被動學習轉變為主動學習，完成由以教師、知識為中心，向以學生發展為中心的轉變。教師在課堂上給學生充分的自主學習的時間和空間，并通過一系列的問題引導學生逐步建構出數學模型，促進學生的主體性發展。教師在放手讓學生獨立思考、自主建構的基礎上，組織學生開展合作交流。通過合作交流使學生從不同角度思考問題，對自己和他人的成果進行反思，在合作交流中相互啟發、共同發展，培養合作精神和參與意識。
3.3 數學建模教學引導學生更加直觀、科學、有效地建構新的知識體系
數學建模教學的目的是讓學生在建構模型的過程中，理解生物學核心知識，提升自己的生物素養。數學模型本身又給學生一個直觀、生動的印象，使靜止的文字變得活躍、生動。例如：生物之間通過捕食關系形成的動態的數量變化，是一個奇妙而抽象的復雜現象，通過數學模型可以更加直觀、簡單地呈現這一現象。數學楗模教學也能夠用于指導解決生活、生產中的實際問題。
3.4 數學建模教學有利于提高學生學習生物的興趣
學生在建構模型的過程中學習生物知識，同時體驗到模型建構成功后的喜悅感、自豪感。
篇7
那什么是物理模型呢？物理模型就是以實物或圖畫形式直接表達認識事物的特征。根據相似原理，把真實事物制成相關模型，其狀態變量和原事物基本相同，可以模擬客觀事物的某些功能和性質。物理模型包括：實物模型、模擬模型、圖畫。通過下面以三個具體實例來闡述本人對物理模型的理解與探索。
一、模擬模型建構能將抽象化的知識活化為具體直觀
主題舉例：植物細胞的模型模擬建構。
材料的選擇：一次性方型塑料盒，透明塑料袋，帶殼核桃或熟雞蛋，清水和有顏色的水，氣球，不能水溶的綠色膠囊若干，長粒香大米若干粒。
設計方案：學生根據自己對植物細胞的結構和功能的理解，小組成員利用教師所提供的材料制作模型，小組成員展示模型并介紹，同時接受其他小組成員點評，并答疑。
具體實施過程：一次性塑料盒充當細胞壁，透明塑料袋可充當細胞膜，帶殼核桃或熟雞蛋可充當細胞核，清水可充當細胞質，氣球可充當液泡，有顏色的水可充當細胞液。
評價：在班級內部交流小組制作模型，從科學性、技術性、正確性等方面進行評價。小組成員根據班內成員的評價完善自己的設計。
解釋：模擬模型，就是根據系統或過程的特性，按一定規律，用實物材料模擬系統原型的方法。形象大于思維，七年級學生對細胞的認識較淺顯，由于細胞很小，他們通過顯微鏡的觀察認識細胞的形態以后，再通過自己制作植物細胞模型建構，如，液泡的形態、位置應該是什么樣的，大小如何，葉綠體用什么來制作，線粒體又是怎樣的，這樣將抽象的知識形象化，讓學生動手操作，感悟、體驗、理解生物結構和生命形狀。在初中生物的課程安排中有很多可以進行模擬模型的制作活動，如，動物細胞的建構、呼吸過程、腎單位示意圖等。通過模擬模型的創建，學生可以更容易地認識、了解、理解事物原貌，為突破教學難點找到了支點。
二、實物模型的建構利于科學探究的有效開展
主題舉例：“光能否影響鼠婦分布”實驗裝置創新實物模型建構。
材料的選擇：糖果盒子、鞋盒或其他紙質盒子、膠帶、線。
設計方案：將糖果盒子、鞋盒或其他紙質盒子，做成明亮和陰暗兩種環境的實驗裝置，然后放若干只鼠婦，靜置一段時間后觀察記錄鼠婦的分布情況。
具體實施過程：以一款糖果盒子為例，將裝糖果內盒最里邊的一塊硬紙板拆掉，將內盒拉出直至靠近外盒的邊緣，將拆掉的硬紙板豎直插在靠近外盒與內核的交界處，在盒底留有一定的空隙，然后用線固定好，這樣，就形成了明亮和陰暗的兩種環境。接下來就可以探究“鼠婦喜歡明亮還是陰暗的環境”的研究了。不用的時候把內盒推進去，體積立即變小了，攜帶很方便。學生的實驗設計堪稱一絕，整個裝置小巧玲瓏，實用性強，又不失美觀。鞋盒或其他紙質盒子也可以進行類似的模擬制作，效果很好。
篇8
1.1通過模型建構，提高學生形象思維能力
形象思維在學生的生物學習過程中起著極為重要的作用。如果學生對物質的微觀結構、對特定條件下的生物現象和生理過程，在頭腦中沒有建立起正確的形象，就難以把文字敘述和現實過程有機地聯系起來，也就難以正確地進行分析、推理、判斷等邏輯思維活動。例如，如果學生頭腦中沒有建立起生物膜的流動鑲嵌模型，就難以理解生物膜流動鑲嵌模型的主要內容和分析生物膜的結構和功能特點。有一些學生學不好生物，其概念對他們來說既神秘又玄妙，難以入門，重要原因之一，就是他們的頭腦中沒有形成正確的生物形象。要提高學生的形象思維能力，必須加強直觀教學，以豐富學生的表象儲備。由實驗和觀察形成的表象最生動、最具體、最真實，實驗是形成生物表象的最有效途徑。由于生物學中很多研究對象直接用來實驗很困難或者不可能，因而模型建構成為生物學中一個重要的方法。因此，在中學生物教學中，要幫助學生輕松學習，教師應當通過引導學生進行模型建構，培養和提高學生形象思維能力。
1.2通過模型建構，培養學生的創新能力
在高中生物學教學中可以充分利用模型建構的機會來培養學生的創造能力，從而達到培養學生創新精神的目標。例如，必修l第4章“細胞的物質輸入和輸出”第2節“課外制作──利用廢舊物品制作生物膜模型”，雖然教材中所給出的模型建構都是經典和較成熟的理論，但仍可利用這些素材作為基礎，通過深化來培養學生的創新精神并豐富流動鑲嵌學說，例如：在制作膜的模型過程中，可就如下問題進行個性化的討論：①制作模型的選材還可以有哪些？②糖蛋白在膜的兩側都有分布嗎？③溫度的高低與膜的流動性有關嗎？有怎樣的關系呢？上述問題，有的可以找出答案，有的沒有定論，但這些問題卻可以使學生在制作生物膜模型時，加深對生物膜學說的理解，激發學生學習生物學的興趣。同時，制作的過程，也是學生根據自己所獲取的知識進行創新思維的過程。
1.3通過模型建構，培養學生的建模思維和建模能力
例如必修2模塊中減數分裂過程染色體的行為和數目的變化是這節內容的難點，大多數教師在解決這個難點問題時更喜歡借助多媒體課件的演示來組織教學，其實我們可以通過建構模型，弄清減數分裂過程中染色體變化的本質特征，效果很理想。
在教學第1課時結束后，教師提出學習任務：請同學們觀察教科書中的圖片，結合老師課堂上所講解的減數分裂的過程。以兩對同源染色體為例，用合適的材料在課外進行建立減數分裂中染色體變化的模型。教師要不失時機地提出相關問題：① 染色體數目減半發生在什么時期？原因是什么？②減數第一次分裂結束時細胞中染色體有何特點？③減數第二次分裂過程染色體行為與有絲分裂異同點？④ 交叉互換對配子種類有何影響？⑤非同源染色體的自由組合對配子的種類又會產生怎么樣的影響？請同學們帶著相關的問題進行模型建構。
第2課時學生小組展示模型構建的成果，師生展開交流和研討，共同對學生的模型進行修改、分析和評價，師生逐步歸納出規范的模擬模型。在此過程中，師生先討論得出上節課問題的答案后，教師提出進一步的學習任務：請同學們根據模型，找出減數分裂過程中染色體和DNA數目變化的規律。并引導學生將上述數據轉換成曲線圖。
以上案例中模型構建活動強化了學生對減數分裂過程染色體變化規律的理解，再通過引導學生建立染色體和DNA數目規律性變化的數學模型，達到對減數分裂本質深層次認識的目的。這樣的教學活動不僅幫助學生很好地解決了學習上的難點問題，也很大程度上培養了學生的建模能力和建模思維，這對他們日后的學習有很大的幫助。
2 關于模型建構的課堂教學的幾點反思與建議
2.1在模型建構中思維提升是關鍵
在教學實踐中進行模型建構活動時，要避免一味地強調形成一個具體化的模型的傾向，而忽略了在建構活動中必要的思維過程。例如，在必修3課本中的“構建人體細胞與外界的物質交換模型”，如果老師在指導時把主要的精力放在模擬活動中演示文稿或flas的制作上，通過形象化展示無法直接觀察到的過程，而忽略了形象基礎上的理論提升的話，那就成了本末倒置。事實上，這個模型建構活動，模擬過程的關鍵是：一要體現內環境在人體細胞與外界環境進行物質交換的過程中所起的作用，二要體現該過程中各個器官系統的作用。如果在活動中缺少思維過程，往往使這個活動最終無法達成教學目標。
2.2教師可以創造性地豐富模型建構活動
模型建構不單單局限于課程標準要求的實驗，教師可以創造機會讓學生進行更多的模型建構。例如：蛋白質結構多樣性的原因分析，可用小磁球代表氨基酸通過不同顏色小球的排列順序的千變萬化，以及多種多樣的扭曲形式讓學生直觀地認識到蛋白質結構的多樣性，還有在學習生物膜的流動鑲嵌模型關于磷脂的排列問題時，可簡單地用卡紙做成磷脂分子的結構模型，讓學生自己來排列并說出其原因。諸如此類的模型建構活動的開展，不僅可以活躍課堂的學習氣氛，提高學生的習興趣，也能在教學過程中重難點問題的解決上起到意想不到的效果。
2.3關注模型間的相互轉化
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1. 正確理解生物教學模型的內涵
正確理解生物教學模型的內涵是在教學實踐中運用模型構建教學方式的前提和基礎。通常，生物教學模型可以劃分為數學模型、抽象模型、實物模型及物理模型四類，其中數學模型法指的是以符號、公式等數學語言來表征生物學的知識、現象；抽象模型法指的是通過抽象得到生物原型方面的本質屬性而使研究對象得以簡化；實物模型是采用相關實驗器材或者自制器材來形象展示教學相關內容的方法；物理模型指的是依照類似原理，將真實事物依照一定比例縮小或者放大成為模型，其狀態變量與原事物保持一致，但是能夠通過其模擬該事物的性質和功能，更加形象地來解釋認識對象。在新課程理念的指導下，上述三種模型已經開始應用到高中生物教學中。教師在教學實踐中應用此方式，需首先了解和把握各類模型的本質和演變方法。
2. 于課堂教學全過程中貫穿模型構建的方法
2.1 新授課程
"形象大于思維"。對于新授課程，學生在概念和理論知識理解方面存在較大困難，所以教師應該最大程度利用模式圖、實物標本、形象化圖片等具象或者實物模型來幫助學生理解新知識。以細胞教學內容為例，本文體會到：教材上描述的均是在顯微鏡下才能觀察得到的細胞結構，對剛剛接觸這些內容的學生而言，缺乏形象化認識。但是，通過讓學生自己模擬制作"細胞立體結構模型"則有助于增強學生的感性認識、理解相關理論內容，而且可以激發其求知欲望。實物模型不僅能夠詮釋生物科學的特征，而且有利于學生認識生物事物的原貌，對其記憶、理解、歸納、總結所學知識具有重要作用。教師基于實物模型組織教學能夠更加形象、直觀地闡述教學內容，符合學生的認知規律，有助于幫助學生建立知識聯系，把握知識重點，避免產生雜亂感、瑣碎感，提升教學效果。
2.2 復習課程
生物教學中，復習課質量主要取決于教師能否有效地歸納和總結已 授課程。實際上，在復習課上，依據知識之間的內在關聯構建抽象模型能夠實現有效地歸納和總結已授課程的目標。這樣構建的抽象模型有助于學生把握生物知識之間的內在聯系，達到融會貫通的學習效果。生物教學的主要內容在于闡述生命運動的形式及規律，而生命運動屬于自然界中最為復雜的運行形式，只有將其納入一個系統或者模型之內才能真正地理解其中各元素的聯系。因此，在生物教學實踐中，按照教學思路將知識循著一條主線貫穿在一起，有助于學生基于宏觀角度把握知識點，同時正確理解知識點之間的聯系與區別，達到事半功倍的教學效果。例如,關于動物的激素調節,可以讓學生分析人們對激素的認識過程，從而建構激素的概念；再聯系日常生活中的實例，如吃飯后大量的葡萄糖吸收到體內，但血液中的葡萄糖濃度只有短暫的升高，很快就恢復正常，讓學生討論吸收到體內的大量葡萄糖到哪里去了，為引出胰島素的知識作鋪墊；然后做模型建構的活動：用不同顏色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素,以小組為單位模擬吃飯后和運動后體內葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素的變化,建構血糖調節模型。
2.3 習題課程
在習題課程中，教師可以引導學生以模型的思想解答題目或者指導學生基于題干條件自主構建模型解答。在教與學的過程中，很多生物現象限于客觀條件，不能通過直接實驗的方式來認識問題。所以，高中生物教師應該在習題課堂中重點培養學生解決問題的能力，包括各種解題思想和方法，不斷拓展學生思維，避免讓學生陷入題海之中而產生厭煩、無助的情緒。我在必修二的多堂習題課上曾引導學生構建數學模型來解答問題，讓學生自主地將解答內容轉化為圖示或者公式形式，以數量關系、空間關系等來描述解題思路。例如，引導學生從數學角度分析兩對相對性狀遺傳中后代基因型、表現型的種類以及概率是兩對相對性狀獨立遺傳結果的乘積。
3. 正確認識模型構建的地位
模型構建已經成為當前高中生物教學的內容之一，在某種程度上講，模型構建和理解模型是學生理解和掌握生物學知識的有效工具。高中學生構建模型均以清晰的背景知識為基礎，構建模型的過程是思維與行為的統一，在構建活動中實現主體的體驗、思考和創造，實現對知識架構的理解和把握。簡言之，模型教學不僅有助于揭示事物的本質，將內在的邏輯關系或者抽象概念轉化為圖像、公式、實物，而且有助于拓展模型構建主體的思維，提升其搜集、歸納和總結信息的能力。可見，模型構建在高中生物教學中發揮著重要作用，高中生物教師要在意識到此點基礎上，有效地利用這一教學方法。
綜上，在生物教學中融入模型教學方法能夠有效地提升教學效果，幫助學生理解生物知識之間的內在關聯，拓展學生思維。高中生物教師應該在正確理解生物教學模型的基礎上，將模型構建融入課堂教學的整個過程，充分運用假設、歸納和演繹、實驗等方法構建模型，發揮模型構建在高中生物教學中的重要作用。
參考文獻
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“模型建構”是一種非常實用的教學方法，尤其是針對高中生物課程的教學，學生在學習過程中會碰到各種生僻難懂的概念，對于初次接觸的學生們而言要想完全理解這樣的概念及相關教學內容是比較有難度的。構建特定的模型則是一個很好的突破口，通過物理模型的構建能夠幫助學生理解相關物質的構造，通過概念模型的構建能夠結合學生熟知的生活現象對概念加以解釋說明，通過實驗模型的構建更是能夠借助試驗過程將很多生物學過程與相關現象重現給學生，模型構建不僅能夠很好的輔助教學，也能夠很大程度提升課堂效率。
一、物理模型的構建
物理模型的構建就是以實物或圖畫形式直接表達認識對象的特征，在高中生物教育中，最典型也最有名的物理模型構建就是沃森和克里克建構的DNA分子雙螺旋結構模型了，這是一個很好的參考典范。實際教學過程中，教師可以結合特定的教學內容，讓學生通過自己動手構建相應的物理模型來加深他們對于相關生物知識的理解與認識。如果能夠將教學內容轉化為相關的實物物理模型，這將能夠很好的活化抽象的理論知識。
以真核細胞的教學過程為例，為了讓學生更直觀的了解真核細胞內部的構造以及相關特征，課堂上我讓學生自己動手來構建真核細胞的物理模型。真核細胞內部結構相對是較為復雜的，也是很多學生在學習過程中容易記混或者記遺漏的地方，課堂上，我將學生分成若干小組，以小組合作的形式讓他們通過各種材質來構建真核細胞的模型。這個過程中，首先需要他們對于細胞內部的結構及特點有清晰的理解與認識，在此基礎上，還需要他們對于細胞內部各個細胞器的構造及其分布有一定程度掌握，這是一個很好的鞏固與深化學生所學知識的過程。學生們對于這個動手課程顯然也很有興趣，很多學生借助面團、橡皮泥、瓊脂還有各種其他材料來打造他們概念中的真核細胞，有的學生用一條扁平的彩泥經折疊后來代表內質網，有的學生將若干小球放在一起表示核糖體，學生們充分發揮著自己的想象能力，在動手過程中其實已經將真核細胞的內容結構知識又全面的復習了一遍。
二、概念模型的構建
概念模型通常是指用具體的文字來表述與概況抽象事物的本質特征的模型，概念模型能夠很好的化繁為簡，將學生們理解過程中存在障礙的各個知識點通過簡單直接的介紹方式加深學生對其的理解，在實際的高中生物教學中是有很實用的效果的。
高中生物課程學習中經常會出現一些較為生僻的概念，學生們如果只是從概念入手可能很難真正理解這個知識點的要義，“伴性遺傳”就是一個很好的典范。很多學生首先對于“遺傳”這個概念的理解就不太透徹，再加上“伴性”這個前提條件更是讓他們覺得不明白。課堂上，我通過找到生活中的一個實例來幫助學生理解這個概念的要義。很多生物課程的知識點其實都可以在生活中找到體現，在講《伴性遺傳》時，課堂上我問大家，有哪位同學是“色盲”患者嗎？一個男同學舉起了手。于是我接著問他，在你的家里還有別的家人患有色盲嗎？男生想了想答道，他的叔叔也是色盲患者。緊接著我告訴學生，在另外一個班上也有一個男同學是色盲患者，同時他的爺爺也有色盲。有了這樣的鋪墊，我問學生，你們有看到過女生是色盲的嗎？同學們對于這個問題都感到很詫異，因為好像確實從未聽說過有女性色盲患者，這不盡激起了學生強烈的好奇。看著學生們對于知識渴求的雙眼，于是我展開了教學。有了這些具體的并且和生活緊密聯系的實例做鋪墊，我在講述相關知識點時學生們理解起來明顯會輕松很多，這個生動的概念模型的建立很好的提升了課堂效率。
三、實驗模型的構建
高中生物課程學習中是有很多有趣的實驗的，很多生物學概念、生物學現象都是前人在實驗過程中發現的，課堂上教師如果能夠通過構建相應的實驗模型，將實驗過程在學生們面前重現，這將能夠很好的幫助學生對于相關概念的理解與認識，也能夠加深他們的印象。
例如，在驗證光合作用的產物是氧氣的實驗過程中，課堂上我會以金魚藻的放氧過程做演示實驗。課堂上我會將事先準備好的金魚藻放到魚缸中帶到教室，這個實驗中陽光是很重要的實驗條件，因此實驗最好選擇日照充足的時段，這樣才能保障實驗成功。課堂上，當學生看到魚缸中有小氣泡不斷冒出時都非常驚訝，有的學生還驚呼“金魚藻吐氣啦”。通過用試管收集放出的氣體，當學生看到該氣體能夠使快要熄滅的木條復燃時都很興奮，同學也深信不疑金魚藻放出的是氧氣了。這個實驗模型并不復雜，然而整個實驗過程卻很好的見證了綠色植物的光合作用，學生們在親眼看到相關實驗現象后對于實驗背后的生物學原理也有了更深刻的認識。
此外，我還會設計很多能夠讓學生參與的課堂實驗。例如，在講骨的成分時，我將課堂搬到了實驗室，讓每個學生都來自己動手進行實驗。學生分別取兩條魚肋骨，一條放在火上燒，另一條浸泡在鹽酸中，一段時間后取出，然后再來稱骨頭質量的變化。在做這個實驗時學生已經具備了有機物和無機物的基礎知識，從魚骨質量的變化上能夠讓學生分別算出魚骨中有機
物和無機物的比例。這個過程并不復雜，然而通過學生自己動手做實驗不僅提升了學生對于課堂的參與，同時也發揮了他們的探究心理，在輕松愉悅的課堂氛圍下學生也掌握了相應的知識。
結 語：“模型建構”教學法是高中生物教學中一種非常有效的教學模式，通過建構有效的模型能夠讓學生對于抽象的知識點有具體而深入的了解與體會，無論是物理模型還是概念模式抑或是實驗模型，都是一種非常直觀的對于相關知識要點的呈現方式，“模型建構”不僅讓生物課堂更高效，也能夠很大程度提升學生對于生物課程的學習興趣。
參考文獻：
篇11
1. 正確理解生物教學模型的內涵
正確理解生物教學模型的內涵是在教學實踐中運用模型構建教學方式的前提和基礎。通常，生物教學模型可以劃分為數學模型、抽象模型、實物模型及物理模型四類，其中數學模型法指的是以符號、公式等數學語言來表征生物學的知識、現象；抽象模型法指的是通過抽象得到生物原型方面的本質屬性而使研究對象得以簡化；實物模型是采用相關實驗器材或者自制器材來形象展示教學相關內容的方法；物理模型指的是依照類似原理，將真實事物依照一定比例縮小或者放大成為模型，其狀態變量與原事物保持一致，但是能夠通過其模擬該事物的性質和功能，更加形象地來解釋認識對象。在新課程理念的指導下，上述三種模型已經開始應用到高中生物教學中。教師在教學實踐中應用此方式，需首先了解和把握各類模型的本質和演變方法。
2. 于課堂教學全過程中貫穿模型構建的方法
2.1 新授課程
"形象大于思維"。對于新授課程，學生在概念和理論知識理解方面存在較大困難，所以教師應該最大程度利用模式圖、實物標本、形象化圖片等具象或者實物模型來幫助學生理解新知識。以細胞教學內容為例，本文體會到：教材上描述的均是在顯微鏡下才能觀察得到的細胞結構，對剛剛接觸這些內容的學生而言，缺乏形象化認識。但是，通過讓學生自己模擬制作"細胞立體結構模型"則有助于增強學生的感性認識、理解相關理論內容，而且可以激發其求知欲望。實物模型不僅能夠詮釋生物科學的特征，而且有利于學生認識生物事物的原貌，對其記憶、理解、歸納、總結所學知識具有重要作用。教師基于實物模型組織教學能夠更加形象、直觀地闡述教學內容，符合學生的認知規律，有助于幫助學生建立知識聯系，把握知識重點，避免產生雜亂感、瑣碎感，提升教學效果。
2.2 復習課程
生物教學中，復習課質量主要取決于教師能否有效地歸納和總結已 授課程。實際上，在復習課上，依據知識之間的內在關聯構建抽象模型能夠實現有效地歸納和總結已授課程的目標。這樣構建的抽象模型有助于學生把握生物知識之間的內在聯系，達到融會貫通的學習效果。生物教學的主要內容在于闡述生命運動的形式及規律，而生命運動屬于自然界中最為復雜的運行形式，只有將其納入一個系統或者模型之內才能真正地理解其中各元素的聯系。因此，在生物教學實踐中，按照教學思路將知識循著一條主線貫穿在一起，有助于學生基于宏觀角度把握知識點，同時正確理解知識點之間的聯系與區別，達到事半功倍的教學效果。例如,關于動物的激素調節,可以讓學生分析人們對激素的認識過程，從而建構激素的概念；再聯系日常生活中的實例，如吃飯后大量的葡萄糖吸收到體內，但血液中的葡萄糖濃度只有短暫的升高，很快就恢復正常，讓學生討論吸收到體內的大量葡萄糖到哪里去了，為引出胰島素的知識作鋪墊；然后做模型建構的活動：用不同顏色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素,以小組為單位模擬吃飯后和運動后體內葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素的變化,建構血糖調節模型。
2.3 習題課程
在習題課程中，教師可以引導學生以模型的思想解答題目或者指導學生基于題干條件自主構建模型解答。在教與學的過程中，很多生物現象限于客觀條件，不能通過直接實驗的方式來認識問題。所以，高中生物教師應該在習題課堂中重點培養學生解決問題的能力，包括各種解題思想和方法，不斷拓展學生思維，避免讓學生陷入題海之中而產生厭煩、無助的情緒。我在必修二的多堂習題課上曾引導學生構建數學模型來解答問題，讓學生自主地將解答內容轉化為圖示或者公式形式，以數量關系、空間關系等來描述解題思路。例如，引導學生從數學角度分析兩對相對性狀遺傳中后代基因型、表現型的種類以及概率是兩對相對性狀獨立遺傳結果的乘積。
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一、設計思路
以生命系統的結構層次引入新課。通過“問題探討”，讓學生思考、交流與合作構建出生物與非生物之間的關系的模型，在此基礎上引導學生自主學習、合作探究出“生態系統概念的判斷要點”。同時，教師點撥精講核心概念“生態系統”的內涵和外延的各要素。通過學生的自學，了解生態系統的類型及其范圍。結合教材中“思考與討論”中的素材，指導學生經歷“自學―思考―合作探究―初步結論―師生共同探究―確切結論”這一過程，自主構建、自主探究出生態系統的組成成分。然后，通過多媒體演示和教師的引導點撥，讓學生以小組合作的形式構建出生態系統各組成部分之間的關系模型。
二、教學過程
（一）引入新課
1.通過介紹生命系統的結構層次引入。
2.利用多媒體投放一個美麗的草原生態系統的畫面，配上優美的文字“藍天、青草、牛羊……”同時播放問題：如今美麗的草原正逐漸受到破壞，怎樣解決這個問題呢？（展示草原圖片）
（讓學生從宏觀的角度形象直觀地了解生態系統。引導學生關注自然和社會，形成生態意識和對環境的憂患意識。）
（二）講解問題探討
1.利用多媒體投放一幅蚯蚓及其生活環境的畫面。根據問題探討的內容設計如下問題：（1）找出本材料的關鍵詞，建構生物與非生物之間的圖示模型。（展示問題探討）（2）在模型構建中，給予一定的提示，讓學生進行補充箭頭和各成分之間的聯系（如圖1）
2.根據上述資料，引導學生總結生物與環境的關系。
3.學生仔細閱讀問題探討資料，通過思考與討論，小組合作完成模型的建構。討論、交流，發表自己的意見。在模型構建過程中培養了學生的主動學習能力及合作能力，也讓學生更好地認識到生態系統的整體性觀念。最終引導學生構建如下模型（圖2）。當然，學生在構建模型的過程中可能并不是那么完整，模型是一個動態發展的過程，需要大家在認識過程中不斷完善，具體抽象具體的學習方法，是學生通過自己的思考與分析，形成知識的新理論體系，掌握概念最本質的抽象與概括。這也就需要我們對學生構建的模型給予引導和補充。
（三）講解知識點
1.生態系統的概念和范圍、類型
（1）以問題探討中構建的模型為例說明生態系統的概念，并強調其內涵和外延的各要素。
（2）引導學生閱讀生態系統的范圍及類型的內容。
（3）利用多媒體投放一些生態系統的圖片，讓學生辨認。
總結：生態系統的范圍可大可小，最大的生態系統是地球上所有生物及其無機環境構成的生物圈。
通過思考題中的例子，深度理解和把握“生態系統”這一概念。通過舉例識圖的方法加深對生態系統的種類和范圍的了解。對于概念的學習不能停留在淺層的識記水平上，要從概念的內涵和外延上深入理解和掌握。
2.生態系統的組成成分
以池塘生態系統為例，通過思考與討論題中的3個問題來引導學生學習生態系統中的成分，各成分間的關系。
運用多種形式，如提問、點撥、指導學生相互探討等方法引導學生完成對“思考與討論”的探究學習，進行生態系統和組成成分的相關知識的疏理。讓學生以合作探究的方式進行自主學習，基本上對生態系統的組成成分的相關內容有初步的認識，加深學生對生態系統組成成分的識記與理解。在學生能力培養的過程中逐漸滲透一些生物學方法的運用，對提高學生能力非常重要。
3.構建生態系統的組成成分的模型
在學習完本節課的知識點后，引導學生通過小組合作的方式共同構建生態系統各成分間的結構模型。多媒體投影生態系統各成分的名稱（如圖3），引導學生自主完成各組分之間關系的構建。對學生構建的模型進行點評和補充，完成后的模型如圖4。對其他學生構建的模型可以通過投影儀給予展示。
模型的構建過程中，考慮的出發點不同，構建的模型也存在一定的差異，我們應對學生的不同思維方法給予肯定，再對他們所構建模型進行點評，并對書本結構模型給予講解。
（四）通過練習對本節課的知識點進行鞏固，并讓學生自主構建本節知識網絡。
三、注重多方面引導學生學習
在本節內容的教學中，注重引導學生模型構建的過程中，較好地培養了學生學習的主動性，使學生對知識點能形成一個網絡體系，符合當今所提倡的新課程理念。教學中還注重以問題的形式引導學生閱讀書本進行自主學習，同時還以知識點填空的形式引導學生學習，并注重舉例，讓學生能更好地掌握相關知識。
篇13
法國偉大作家巴爾扎克說："打開一切科學的鑰匙毫無疑問的是問號"。問題是生長新思想、新方法、新知識的種子。在課堂教學中，設問是一種的重要學習方式，它被運用于教學過程的各個環節，成為師生雙邊活動的紐帶。設問的有效性直接影響到教學能否層層深入地順利展開，從而最終影響教學效果。優質的設問不論是承接還是開始，其條理都非常清楚，邏輯關系也非常明晰，且與學生已掌握知識的程度相吻合，學生能夠充分感受到學習和思維所帶來的樂趣。可另一方面，我們也注意到，有些教師對教學問題設計不夠關注或是不知如何設置相關問題，從而導致課堂教學不流暢，教學效果不穩定。設計有效教學問題是否有什么方法或模式？這些有效問題的又是如何設計出來并付諸實施的？這些問題值得我們深入探討。
1.教學有效設問的具體表征
要使問題設置有效，我們首先要對有效設問的具體表征做一個歸納。（1）設置的問題與全班大多數學生的智力和已學相應生物知識發展水平相適應。并關照了班級中不同智力與生物學習水平學生的差異性需求。（2）問題的設置能從不同層次和不同的角度激發起學生進一步學習與探究生物概念和的欲望，能引發學生的思趣。（3）問題的設置能直接、迅速地引導學生進入與問題相對應的思維情境之中，并有助于實現教學過程中的各項具體目標，進而從整體上實現課堂教學的三維目標。（4）設置的問題富有啟發性。既能使學生自省，又能引發學生思維的多樣性（適度的發散）。（5）設置的問題用語精確，無科學性錯誤，意思清楚。并能做到一個問題的解決有助于多個問題的連環解決。（6）設置的問題提出的先后有序，富含強烈的生物知識邏輯或知識點的轉呈關系。
2.生物課堂教學的有效設問模型的構建
依據有效設問的具體表征，我們創建了有效設問的四維模型，具體說明如下：
任何課堂教學都是以時間為序展開的，同樣有效設問的提出順序也必須以時間為序。所以我們選取時間為一個維度，使設問按時間的先后依次排列在時間軸上展開，而每一個設問由"教學目標"、"學情分析"、"設問類型和方式"三個維度進行定位。所以有效設問成功實施的關鍵在于對所設問題的"定位"和"展開"。"定位"需要綜合考慮"教學目標"、"學情分析"、"設問方式"三個維度，而"展開"則應主要考慮該問題在整個教學時間鏈中的地位和發問時機或順序。
2.1有效設問的定位：
2.1.1教學目標維度的說明與論證。在教學中，教學目標必須細分到課堂的各個教學環節中才有價值和可操作，否則問題就會失去基本的內容和核心，變得空洞或不著邊際，而教學目標最好的呈現方式就是教師的針對具體細分目標的設問。所以，結合具體的教學內容與《新課程標準》對該內容的定位，綜合考慮該設問如何達成課程標準所倡導的"知識與技能"、"過程與方法"、"情感態度與價值觀"三個維度的教學目標是確保問題設置有效的前提。當然，需要說明的是，不是所有的問題都一定要包涵三個維度的教學目標， 有些問題可能只是涉及其中一個維度的某一部分。
對于有效問題的設置，重要的是要具有三維目標的融入意識和積極尋求有機融入的契合點，而不能為追求形式而生硬地表現在所設問題當中。例如：在必修一《能量之源-光合作用》一課的課堂教學時，屏幕上出示葉綠體的立體結構示意圖，引導學生觀察并思考：
①葉綠體有哪些結構組成？
②葉綠體有哪些結構特點是與其功能相適應？
幫助學生掌握葉綠體的基本結構，樹立結構和功能相統一的生物學觀點。這個問題的設置就融入了知識和情感教育兩個方面。
2.1.2學情分析維度的說明與論證。建構主義的學生觀認為，學習者并不是空著腦袋進入學習情境中的。在日常生活和以往各種形式的學習中，他們已經形成了有關的知識經驗，他們對任何事情都有自己的看法。即使是有些問題他們從來沒有接觸過，沒有現成的經驗可以借鑒，但是當問題呈現在他們面前時，他們還是會基于以往的經驗，依靠他們的認知能力，形成對問題的解釋，提出他們的假設。所以我們教學不能無視學習者的已有知識經驗，簡單強硬的從外部對學習者實施知識的"填灌"，而是應當把學習者原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學習者從原有的知識經驗中，生長新的知識經驗。所以，我們有必要在有效設問中考慮學情分析維度。
在具體的教學中，我們必須認真分析學生已學相應生物知識的發展水平或已有的生活經驗，同時還需要考慮實際全班大多數學生的智力水平以及班級中不同智力與生物學習水平學生的差異性，盡量使不同程度的學生都能從所設問題中得到相關信息引起積極思考并組織回答。
例如：在必修一《ATP的主要來源-呼吸作用》教學的課堂引入中， 因為呼吸作用在初中生物學課上也是重點學習的重要生物學原理之一，所以學生對呼吸作用的最基本的物質變化和能量變化還是有基礎的，因此可從學生已有的對呼吸的理解作為切入點，教師可用下面的問題串檢測學生對呼吸的理解程度：
①. 你能寫出呼吸作用的化學反應方程式嗎？
②.呼吸作用的最本質的物質變化是什么？
③.呼吸作用最本質的能量變化是什么？
④.呼吸作用發生在生物體的哪個部位？
⑤.呼吸作用的原料是什么？等等
因此，可以用問題解決問題展開本章的學習。
再例如：在必修一《能量之源-光合作用》一課新課導入時，出示白化苗圖片并提問：
①為什么白化苗很快就會死亡？
②為什么沒有色素，植物就不能進行光合作用？
學生根據已知知識和經驗作出回答，從實例分析入手，創設問題情境，引入新課。
實踐證明，只有根植于學生實際情況的問題才是有效問題，才具有生命力。
2.1.3設問層次與方式維度的說明與論證。根據布魯姆的"教育目標分類法"，在認知領域的教育目標可分成：知道（知識）；領會（理解）；應用；分析；綜合；評價。由此，我們可以按具體的教學要求設計從簡單逐漸發展到復雜的問題。相對于"教學目標維度" 強調的具體教學內容的細分和預期設問效果，"設問方式維度"強調的則是通過分層設問來實現細分后的教學內容所要達成的預期設問效果。
依據布魯姆的"教育目標分類法"的教育目標分成，結合學習目標的要求，我們可以把問題分成認知性問題、理解性問題、應用性問題、分析性問題、綜合性問題、評價性問題等六個層次的問題。
落實到具體教學中，教師則應在考慮問題的設置層次大前提下，還要根據不同的教學目的和內容，采用不同的方法，在設計提問時要考慮到經常變換手法，即使是同一個內容，在不同的場合下進行提問，也要注意轉換角度，讓學生有一種新鮮感。從而使學生看到"老師是如何提出問題的"，這對學生學會"自己提出問題"能起到潛移默化的作用。
例如，在《必修一》的《物質跨膜運輸實例》的教學中，在學生做完植物細胞的吸水和失水探究實驗后，設計問題：
①你們觀察到了什么現象？
②在蔗糖溶液中細胞是吸水了還是失水了？
③用滲透原理如何解釋？（層遞式）
2.2有效設問的展開，即時間維度的說明。毫無疑問，設問必須依據時間順序來展開，學生認知水平的提高和思維程度的深入也是隨著課堂教學的發展而逐步深入的，問題提出的先后秩序必須與之相適應。否則即使是設計非常好的問題，如果提出的時機不合適，也不能達到預期效果，當然也就不能稱之為有效的設問。
具體到生物課堂上，為了適應學生的科學思維發展需要，老師在創設問題時必須按照時間和生物知識的層層深入順序依次呈階梯展開，問題有序地提出，對培養學生的邏輯推理能力和學會思考問題十分有效。
例如在《植物生長素的發現》的知識分析環節，教師依次演示科學家探究實驗的過程及結果，并不斷設問，引導學身學生觀察、思考，最后做出結論：
探究者實驗過程、現象結果設問結論
達爾文 ①胚芽鞘受到單側光照；②切去胚芽鞘的尖端；③用錫箔小帽罩住胚芽鞘的尖端；④用錫箔套住胚芽鞘尖端下面一段、露尖端，單側光只照射胚芽鞘尖端。 ①彎向光生長；②胚芽鞘既不生長，也不彎曲；③胚芽鞘直立生長但不彎曲；④胚芽鞘仍然彎向光源生長。1、為什么要分別遮蓋胚芽鞘頂端和它下面的一段呢？
2、胚芽鞘彎曲生長的是哪一部分？3、你怎樣解釋這一結果？胚芽鞘尖端感受單側光照，產生某種刺激，并傳遞到下部的伸長區。
詹森1910切斷胚芽，并以瓊塊聯系效果與完好相同生長素傳遞下部
拜爾1914芽尖（有生長素）放在斷處一側，胚芽鞘彎向對側生長（有尖端一側生長快）尖端產生的刺激能傳到下部，那么它為什么能使得伸長區兩側生長不均勻呢？芽尖彎曲生長是由于刺激物分布不均。
溫特19281）切下燕麥胚芽鞘，置于瓊塊上，數小時后將小瓊塊放在去尖胚芽鞘一側 2）放置空白瓊塊。①胚芽鞘彎向對側生長（即有瓊塊側生長較快）；②胚芽鞘不長不彎。①胚芽鞘彎曲的刺激確實是一種化學物質；②此化學物質能促生長。
總結論：單側光照使胚芽鞘、頂芽背光一側的生長素含量
多于向光一側，因而引起兩側的生長不均勻（背光側生長快）
，從而造成向光彎曲。
這樣，通過有序的問題深入，不斷地啟發學生的思維，既可使教學內容和教學重點落到實處，又能啟發學生不斷的從自己的學習中提出問題，解決問題，提高學生的創新能力和解決問題的能力。
通過具體的生物教學實踐證明，生物教學有效設問四維模型可以迅速地幫助教師尋找到有效提高生物教學效率的切入點和行動主線，有效提升設問的內在品質，為生物教師，尤其是年輕的生物教師的專業成長提供了一個便于操作和復制的教學設計模式。
