模型构建的高三生物长句表达探究复习研究

一、优化高中生物学科教育生态的教育意义

从学科教育生态的角度来看，这项研究的教育价值在于把“高考评价”跟“素养培育”连接起来，促使高中生物教育从“应试方向”回归到“育人方向”，打造更良好的学科教育生态。一直以来，高中生物教育碰到“高考分数”与“素养培育”的平衡难题：有些学校为了追求升学率，把复习重点过度偏向“高频考点背诵”“答题模板记忆”，没重视生物学科“探究性”“逻辑性”的本质，使得学生虽然能在高考里拿到高分，却缺少对生物学科的兴趣跟深入理解，甚至出现“高分低能”的情况（比如能背诵实验步骤，却没办法独立设计实验）。而模型构建在长句表达复习当中的运用，正好架起了“高考”与“素养”之间的桥梁：一方面，模型构建能够直接提高学生高考长句表达的得分比例，符合高考评价的要求；另一方面，模型构建过程里培养出的“逻辑思维”“探究能力”“规范表达能力”，正是生物学科核心素养的关键部分，契合“育人”的目标。

一、“模型拆解 — 知识编码 — 语言转化”三阶训练法

第一步“模型拆开”，老师带着学生参照教材图 4 - 4（转录流程示意图）还有图 4 - 6（翻译流程示意图），搭建“基因表达流程图示”模型。先把核心要点拆开：转录的“模板（DNA 一条链）、原料（核糖核苷酸）、地方（细胞核）、成果（mRNA）”，翻译的“模板（mRNA）、原料（氨基酸）、地方（核糖体）、工具（tRNA）、成果（多肽链）”，接着用箭头标好“DNA → mRNA →蛋白质”这种逻辑上一步一步推进的关系，搞清楚“碱基互补配对”是连着这俩流程的关键纽带。

第二步“知识编成代码”，对照着人教版教材的术语，把要点表述弄得规范，比方把“转录产生 RNA”编成“在细胞核里头，拿 DNA 的一条链当作模板，依照碱基互补配对的原则，用那些游离着的核糖核苷酸合成 mRNA 的流程，就叫做转录”；把“翻译形成蛋白质”编成“mRNA 进到细胞质以后，跟核糖体凑一块儿，tRNA 带着特定的氨基酸，通过反密码子跟 mRNA 上的密码子互补配对，把氨基酸一个一个连起来形成多肽链，多肽链再进一步加工就成了蛋白质，这个流程就叫做翻译”。

第三步“语言转变”，让学生以模型的逻辑当作框架整合着表达，好比完整的长句子：“基因表达包含转录和翻译两个流程。在细胞核里面，以 DNA 的一条链作为模板，按照碱基互补配对原则，用核糖核苷酸合成 mRNA（转录）；mRNA 进到细胞质以后，跟核糖体结合，tRNA 带着氨基酸通过反密码子跟 mRNA密码子配对，把氨基酸连成多肽链，最后加工成蛋白质（翻译），这样就实现了遗传信息从 DNA 到蛋白质的传递。”这个例子紧紧扣住人教版教材的图示还有术语，有效解决了学生“流程弄混、术语用错”的麻烦。

二、“问题驱动 — 模型构建 — 错题复盘”靶向突破法

首先来个“问题驱动”，挑出高考真题里的提问：“结合人教版教材中‘影响酶活性的条件’这个实验，分析为啥‘低温保存酶制剂，高温会让酶失去活性’，写出完整的逻辑链条。”带着学生弄明白答题得包含两个关键的点，一个是“低温或者高温对酶结构产生的影响”，另一个是“结构和功能之间的关系”。

其次进行“模型构建”，让学生照着教材图5 - 3（也就是温度对酶活性影响的曲线），搭建起“温度、酶活性、酶结构”这三者关系的模型：在横轴上标记“温度（从低温到适宜温度再到高温）”，纵轴标记“酶活性（从低到高再到低）”，在曲线旁边补充上关键的标注——低温标注“酶活性不高，空间结构稳定”；高温标注“酶活性没了，空间结构被破坏”，同时把实验变量联系起来（比如说“自变量是温度，因变量是酶活性，用单位时间内底物分解的数量来表示”），保证要点一个都不落下。

最后进行“错题复盘”，收集学生那些典型的错误答案，像“低温让酶不干活，高温把酶弄死了”，对照模型分析错误的根本原因——没用教材里的术语“空间结构”来表述，而且还漏了“低温下酶活性可以恢复，高温下不能恢复”这个差别。引导学生依据模型修改表达：“从人教版‘影响酶活性的条件’这个实验能知道，低温的时候酶的空间结构没被破坏，只是活性暂时降低了，所以可以低温保存酶制剂；高温会破坏酶的空间结构，使得酶活性永远没了，所以高温会让酶失去活性。实验里通过控制温度（这个自变量），检测底物分解的速度（因变量），验证了温度对酶活性有影响。”准确地补上学生表达方面的不足。

三、“模块专项 — 小组协作 — 数据反馈”动态优化法（人教版案例）

第一阶段叫“模块专项”，教师以教材图2 - 9（血糖平衡调节示意图）为中心，设计出“构建血糖调节概念模型”这样一个任务：要把“触发血糖升高或者降低的条件”“参与调节的激素（胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素这些）”“激素作用的靶器官（像肝脏、肌肉之类）”“神经调节（有下丘脑参与）跟激素调节相衔接的地方”都标注出来，还配上长句表达方面的练习：“把人体在血糖浓度降低的时候的调节过程描述一下”。

第二阶段是“小组协作”，每4 个人分成一组，分工去构建子模型：有1 个人负责“能触发血糖降低的场景（比如饥饿这种情况）”，1 个人负责“激素调节所走的路径（胰高血糖素、肾上腺素发挥作用的路径）”，1 个人负责“神经调节走的路径（下丘脑到胰岛 A 细胞这条路径）”，1 个人负责“调节之后出现的结果（血糖回升这个结果）”，之后大家一起把这些整合成为一个完整的模型。

第三阶段是“数据反馈”，教师统计这个模块里学生构建模型的正确比率（比如“神经调节路径标注的正确比率是 68% ”）以及长句表达的得分比率（72%），经过分析发现学生在表达“下丘脑在血糖调节里起到的双重作用（作为神经调节跟激素调节的枢纽）”方面比较薄弱。紧接着就调整策略：增加对教材里“下丘脑和垂体之间关系”这个知识点的关联讲解，补充“在血糖调节中神经 - 体液调节协同发挥作用”的例子（比如“当血糖降低的时候，下丘脑既通过神经直接对胰岛 A 细胞起作用，又通过分泌促甲状腺激素释放激素间接对代谢产生影响”），然后再组织第二次模型构建以及表达方面的训练。

总结：本项研究把模型搭建融入高三生物长句子表达的复习当中，对这个策略有没有效果做了验证。模型搭建不光帮学生冲破知识零碎化的限制，搭建起成体系的知识架构，还凭借逻辑拆分跟语言转变训练，让长句子表达的规范程度跟准确程度得到加强。然而研究还有样本规模不大、模块涉及范围有限等缺点，接下来可以把研究范围扩大，针对像光合作用、细胞代谢等更多模块设计专门的模型。

参考文献：

[1] 任丹丹 , 郭秋荣 , 严惠馨 . 基于科研情境的问题驱动式教学 : 以“生物技术与工程”专题复习为例 [J]. 生物学教学 ,2023,48(1):19-21.

[2] 秦丹 .“生物技术在新冠病毒 (SARS-CoV-2) 检测中的应用”复习课教学设计 [J]. 生物学教学 ,2022,47(11):43-45.