浅谈高一生物课堂教学中物理模型建构的应用

一、物理模型的概念及分类

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，可分为结构模型和过程模型两个类别，下面是高一生物(人教版)物理模型举例：

二、物理模型在高一生物中运用的教学实例

（一）动植物细胞亚显微结构模型

模型优点：相比于传统的图画演示模型，超轻黏土在可塑性、重复性、修正性方面更适合学生课堂使用，并且动植物亚显微结构对学生来说较抽象，通过学生亲自制作模型，使抽象知识具体化、直观化、形象化，从而达到真正理解和掌握动植物细胞结构和功能的效果。

模型准备：准备不同颜色的超轻黏土来制作各种细胞器，在课前预习过程中先让学生了解各细胞器的形态结构特点，理解动物细胞和植物细胞的区别。

模型制作及使用：教师引导学生分工合作，共同构建动植物细胞模型，标注细胞模型中各个结构的名称，模型建完后，进行分享交流，找出模型中优缺点，指出模型中的错误，进行模型修正，进一步内化知识。在使用动植物结构亚显微结构模型进行教学时，讲哪种细胞器，就拿出哪种细胞器，这样可以激发学生的好奇心和对知识的渴望，等把各种细胞器讲解后，让学生分组来组装，学生的兴趣再一次提升，整堂课在轻松愉快的氛围中顺利完成。

（二）细胞分裂

模型优点：有丝分裂和减数分裂是高中生物教学中的难点，特别是分裂过程中染色体行为的变化，染色体、核 DNA、染色单体数目变化及它们之间的关系，学生理解记忆较困难。因此，教学中我们尝试构建物理模型，将抽象的内容具体化，取得了较好的教学效果。

模型准备：在教学中先通过课前预习，让学生对“有丝分裂”和“减数分裂”过程各时期的变化有初步的了解，重点了解分裂期的细胞核膜、核仁及染色体行为变化特征。

模型制作及使用：学生借助超轻黏土等材料制作模型，通过独自探索、合作探究等多种形式尝试构建各阶段各时期染色体行为及数量的变化。在这一过程中学生对有丝分裂和减数分裂整个过程有了更全面的认识，对过程中染色体行为的变化，染色体、核 DNA、染色单体数目变化及它们之间的关系有了更深刻的理解。

在课堂上进行成果展示，并探索答疑，比如 1、在构建有丝分裂模型时，小组成员讲解各个时期的特征，其他小组进行提问，对不同时期模型的制作方案进行订正，让学生理解相关概念，如染色体、着丝粒、纺锤体、赤道板等。并利用展示出的完整植物细胞有丝分裂模型，简述其与动物细胞有丝分裂的区别。

在构建减数分裂模型时学生通过对“联会时同源染色体的非姐妹染色单体发生互换”及“非同源染色体的自由组合”的构建，真正理解了“基因重组会导致配子的多样性，进而可能会增加生物的多样性”这一核心概念。与此同时，学生通过构建模型也提出了很多质疑，如果互换发生在姐妹染色单体的片段，会有什么不同?在同一对同源染色体上，会不会有多个片段发生互换?有没有可能多对同源染色体同时发生互换?

（三）DNA 双螺旋结构模型

模型优点：DNA 双螺旋结构是抽象的立体空间结构，在教学中让学生自己动手构建物理模型，既可以培养学生的合作意识与动手能力，又加深对 DNA 分子结构特点的理解。

模型准备：先引导学生回顾脱氧核苷酸的结构组成，并用多媒体展示正确的连接方法，重点讲解碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系。

模型制作及使用：课堂中引导学生组装脱氧核苷酸模型，讲解脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，然后学生动手相连脱氧核苷酸链，构建 DNA 分子的平面结构，在平面结构的基础上制作 DNA 分子的双螺旋结构，学生相互交流总结 DNA 分子结构的主要特点：稳定性、多样性和特异性。在此基础上，对碱基的数量关系进行总结。

（四）在高中生物课堂中应用物理模型的反思建议物理模型建构在实际教学中有很大的作用，但是也出

1、应先让学生掌握相关的理论知识，再组织进行物理模型的建构

在实际教学中，如果急于求成，新课一开始就要求学生建构物理模型。学生不但不会做，还给物理模型的建构带来很大的困难，因此，先教给学生相关的理论知识，然后在引导学生进行模型建构，可以提高学习效率，起到事倍功半的效果。

2、课堂中发挥学生主体，教师主导作用

在学生建模过程中，教师要积极关注学生的课堂表现，仔细观察学生对模型的的构建、使用、修改情况，对学生做得不好的地方进行启发、点拨， 对做得好的学生给予表扬、鼓励。

3、注意模型展示后的评价和总结

展示模型时，应尽可能让小组进行展示，鼓励学生提出不同观点，激发学生参与及认同的意识。组间点评结束后，教师要针对模型制作环节、语言表述环节、模型展示环节、组间点评环节进行总结，多给出肯定和鼓励的评价，从而加强师生间的互动，营造热烈活泼的课堂氛围。

结语：物理模型将生物教材中微观的生理过程进行可视化解读，也减轻了生物教学的压力。因此，高中生物教师不仅要在教学中运用模型，还要结合教学内容改进教学方法，培养学生自主构建模型的能力，为学生以后进行更高层次的学习奠定良好的基础。

参考文献：

[1]盛雅琴.物理模型在高中生物必修一模块的应用探究.2020.10.18

[2]田野.物理模型在高中生物教学中的应用实例.2022.06.01

[3]李铁.在高中生物课堂教学中开展细胞模型建构活动.2023.03.03