模型建构在高中生物教学中的实践策略

引言：高中生物教学中，知识抽象复杂，学生理解存在一定难度。模型建构作为重要教学手段，能将抽象知识形象化，帮助学生更好地掌握知识。研究模型建构在高中生物教学中的实践策略，对提高教学效果、培养学生综合能力有积极作用。

1. 模型建构在高中生物教学中的重要性

1.1 促进知识理解

高中生物知识繁多且复杂，模型建构有助于将抽象的知识具象化。例如在讲解细胞结构时，通过物理模型可以直观呈现细胞内各个细胞器的形态、位置和相互关系。这让学生不再只是死记硬背课本上的文字描述，而是从立体、动态的角度去理解细胞结构及其功能。模型就像一座桥梁，连接了学生头脑中的知识空缺，把微观的生物知识宏观化，大大提高了学生对生物知识的理解效率。

1.2 提升思维能力

模型建构过程需要学生运用多种思维能力。在构建数学模型时，学生要对生物现象进行量化分析，这就锻炼了逻辑思维能力。例如在种群增长曲线的构建中，学生需要分析种群数量变化的各种因素，将其转化为数学表达式，并通过推理和计算来绘制曲线。同时，模型建构还能激发创新思维，学生可以尝试不同的构建方式来优化模型，从而培养解决复杂问题的能力，提高思维的灵活性和敏捷性。

1.3 培养学科素养

模型建构是生物学科核心素养培养的重要手段。生物学科素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面。在模型建构过程中，学生深入探究生物现象背后的原理，形成结构与功能相适应等生命观念。例如构建生态系统概念模型时，学生能体会到生态系统各成分间的相互关系，从而增强对生态平衡的理解，这有助于提升学生的科学探究能力，并使他们意识到生物学科与社会、环境的紧密联系，增强社会责任意识。

2. 高中生物教学中模型建构的类型与选择

2.1 物理模型

物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。在高中生物教学中，物理模型具有很强的直观性。比如制作DNA双螺旋结构模型，学生可以用不同颜色的材料代表不同的碱基、磷酸和脱氧核糖，然后按照一定的规则进行组装。这种亲手制作的过程，让学生更深刻地理解DNA的结构特点，包括两条链的反向平行、碱基互补配对等。而且物理模型可以长期保存，便于学生随时回顾复习，同时在制作过程中也能提高学生的动手能力和团队协作能力。

2.2 概念模型

概念模型是通过抽象化的概念及其关系来描述事物的本质特征。在生物教学中，概念模型有助于梳理知识体系。例如在学习生物进化相关知识时，可以构建一个以自然选择学说为核心的概念模型，将种群、基因频率、变异、适者生存等概念用箭头和线条连接起来，清晰地展示出生物进化的过程和原理。概念模型可以使复杂的知识简单化，帮助学生把握知识的内在逻辑，从而更好地理解和记忆生物学概念，提升对生物学科的整体认识。

2.3 数学模型

数学模型是运用数学表达式来描述生物现象。它具有精确性和预测性的特点。在高中生物教学中，像酶促反应速率与底物浓度关系的数学模型，通过建立数学方程来表示两者之间的定量关系。这不仅能让学生理解酶促反应的规律，还能通过改变方程中的参数来预测不同条件下的反应结果。数学模型的构建需要学生具备一定的数学基础和数据分析能力，有助于培养学生将生物知识与数学知识相结合的跨学科思维能力。

3. 模型建构在高中生物教学中的实践方法

3.1 明确教学目标

在高中生物教学中，明确教学目标是模型建构实践的首要步骤。教学目标如同灯塔，为整个教学过程指明方向。教师需要依据课程标准、教材内容以及学生的实际学情来确定清晰、具体且可衡量的目标。例如，在讲解细胞结构时，目标可能是让学生能够构建细胞结构模型，准确理解各细胞器的形态、功能及其相互关系。这就要求教师不仅要让学生记住知识点，更要培养学生的空间思维能力和对生物结构的整体认知能力。教师还要考虑到不同层次学生的接受能力，确保目标具有一定的挑战性又不超出学生的能力范围，从而使每个学生都能在模型建构过程中有所收获，逐步提升生物学科素养。

3.2 强化应用拓展

强化应用拓展是高中生物教学中模型建构的重要环节。当学生成功构建模型后，不能让模型仅仅成为一个展示品，而要将其应用到更多的学习情境中。例如，利用构建的基因表达模型来解释遗传现象中的各种情况，如性状的表现、变异的产生等。教师可以引导学生对模型进行改造和完善，以适应不同的问题情境。这有助于培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。同时，鼓励学生将模型建构的方法应用到其他生物知识的学习甚至跨学科的学习中。比如在学习生物进化与地理环境关系时，可以借鉴之前构建生态系统模型的方法，这样能够加深对知识的整合与迁移，拓宽学生的学习视野，提高学生的综合学习能力。当学习细胞呼吸模型后，鼓励学生思考在不同环境条件下细胞呼吸可能的变化，并尝试对模型进行调整。这不仅巩固了他们对基础知识的理解，还能激发创新思维，为未来在生物学领域的深入学习和研究奠定基础。

结束语：模型建构在高中生物教学中的实践策略研究，为教学提供了新的思路与方法。合理运用模型建构，能激发学生学习兴趣、提高教学效率。未来，需不断探索与完善，让模型建构更好地服务于高中生物教学，推动学生的全面发展。

参考文献：

[1]于新萍.模型建构法在高中生物课堂教学中的探索与实践[D].重庆三峡学院,2024.备注:该论文是县级课题一基于核心素养的高中生物模型建构与策略研究的成果之一（课题编号YXJYKT202326）