高中生利用周末假期制作生物模型促进科学思维的发展

教育部 2017 年颁布的《普通高中生物课程标准》中 ， 在科学思维这一维度的核心素养中 ， 明确提到模型与建模 ， 并且在学业质量中明确规定了模型与建模是第 4 级水平。模型是人们按照特定的科学研究目的 ， 在一定的假设条件下 ， 某种本质特征 （ 如结构特性、功能、关系、过程等 ） 的物质形式或思维形式的类似物。高中生物模型是教师为了帮助学生理清概念，加深对现象本质的认识而采用的教学辅助手段，常见生物模型包括概念模型、数学模型、物理模型等。在教学过程中教师常用以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的物理模型。了解生物建模的方法，培养学生的模型建构能力，有助于提升学生的生物学科学思维。为了体现学生的学习不是简单的接受知识而是在实践中求真知，本校开展了生动有效的模型构建活动鼓励学生周末利用双休积极构建生物模型，真正做到“知识指导实践”。

一．模型制作

“模型建构”是高中生物学教学中以培养学生动手能力和合作能力，加深对书本知识理解常用的一种教学手段。比赛中，同学们充分发挥自己的想象力和创造力，利用废纸、硬纸板、棒棒糖等生活中触手可及的材料亲身体验构建模型的乐趣，制作出了真核细胞、有丝分裂、细胞膜等一个个既符合生物学原理又设计新颖、构思巧妙的生物学模型。有的模型将细胞内部的精细结构表现准确，立体感强；有的模型制作精美，对每个结构的标注详细准确；有的模型善于运用各种材料的组合，生动鲜活……体现了参赛同学活跃的思维、扎实的知识和细致的态度。

二．模型展示

作品展出期间，吸引了大批师生们的围观，他们认真欣赏与交流探讨。课堂上学生拿着自己制作的模型讲解模型制作的思路，制作模型中遇到的困难及解决办法，学生在学习书本知识时感受到模型制作的成就感，从而激发学生乐于探究，勤于动手的学习兴趣，最终达到让学生快乐学习生物知识的目的，当学生在遇到困难不断的寻找办法最终解决问题时，体会到科学研究的乐趣，也让他们对未来各种挑战充满兴趣和信心。

三．模型制作活动带来的启示

1 激发学习兴趣，转化为良好的学习动机

生物模型制作活动是一种全新的探究式学习形式，学生在制作过程中表现出很强的探究欲望，特别是在完成生物模型建构之后，学生会有喜悦感、自豪感，激发出对学习的兴趣，进而会转化为良好的学习动机。一些原本上课听讲不认真、下课作业也不写的学生也以极大的热情投入到了模型制作活动中。有一个学困生在这次活动中积极寻找材料，利用废电线、硬纸板、彩纸制作了 T₂ 噬菌体的结构模型。

2 丰富生物教学资源，在教学中更容易突出重点、突破难点

我选择科学性和准确性强并且美观的生物模型保留下来，补充到生物实验室中。在生物课上，我拿着学生做的生物模型当作教具在课堂上演示，学生看着自己做的模型非常兴奋，学习的热情高涨，这样有利于他们掌握重要概念，生物学知识的重点、难点也更容易理解，整节课下来教学效果很好，课后练习巩固正确率也很高。

3 对知识的记忆和理解，培养科学思维能力

高中生的思维处于具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，但是这种抽象逻辑思维在很大程度上，仍然是直接与感性经验相联系的，仍然具有很大成分的具体形象性。在生物教学中，学生感觉对基础知识掌握的很好，但是在模型制作过程中就会发现很多知识型的错误如DNA 双螺旋结构制作：碱基之间氢键的数目，磷酸和脱氧核糖的连接方式，两条链如何连接等等都是学生容易出错的地方，通过 DNA 双螺旋结构模型的制作，学生对 DNA 双螺旋结构的构成及特点从理性认识上升到感性认识，从不会动手到合作探究，从制作的模型错误百出到熟练的拼接模型，不知不觉中学生的科学思维得到了培养和提升。

4 培养学生的环保意识

学生搜集身边的各种材料，甚至是生活废弃物用于生物模型的制作，可操作性强，材料来源广泛且易获取，如橡皮泥、泡沫板、海绵、布料、棉签、毛线、鞋垫、花泥、一次性饭盒、塑料、纸盒、纸张等。制作烟草花叶病毒模型学生用废弃的瓶子把橡皮泥慢慢一层一层粘起来，细胞模型中学生用塑料袋充当液泡，用废纸板裁剪成细胞壁，用乒乓球当作细胞核等等，在模型制作中培养了学生的环保意识，使他们认识到生活中的很多废弃物是可以再利用的。

生物模型制作在新课标理念引导下为学生开创了一扇“实践激趣、创新启智”的大门，利于学生将课本中所学的“惰性知识”内化为具有良性结构的“活性知识”，也有效落实了“双减”政策，激趣的同时减轻学业负担，发展学生高阶思维，在活动中成长为更好的自己。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部 . 普通高中生物学课程标准（2017 年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2] 如何在高中生物教学中体现生物学科核心素养——以”制作 DNA 分子双螺旋结构模型”体现科学思维和科学探究为例 [J]. 施静. 软件（ 教育现代化）（电子版）.2019， 第2 期