初中生物建模教学的实践与思考

在初中生物教学领域，如何让学生跨越抽象知识的 “鸿沟”，建立系统化的认知体系，始终是教学的重点与难点。建模教学凭借其独特的可视化优势，为解决这一问题开辟了新路径。概念模型以图表形式勾勒知识网络，帮助学生构建逻辑框架；物理模型通过实体制作还原微观结构，激活多感官认知体验。这些教学策略不仅契合初中生从形象思维向抽象思维过渡的认知特点，更能激发学生的探究兴趣与实践能力。本文以人教版教材为例，深入剖析建模教学的实践过程，旨在揭示其在生物教学中提升知识理解深度、培养科学思维的重要价值。

1 设计概念模型图表，梳理抽象知识脉络

概念模型图表作为一种高效的知识可视化工具，其设计原理深度契合初中生的认知发展规律。根据建构主义学习理论，学生在学习过程中并非被动接受知识，而是主动构建知识体系【1】。概念模型图表通过将抽象的生物学概念转化为直观的图示或文字网络，帮助学生梳理知识间的逻辑链条，搭建起稳固的知识框架。从心理学角度看，视觉化的呈现方式能显著降低工作记忆的认知负荷，使学生更易抓住知识核心。例如，在面对细胞代谢、遗传规律等复杂知识模块时，学生可通过绘制概念模型图表，将零散的知识点串联成有机整体，厘清概念间的因果、从属关系，从而实现从碎片化知识到系统化认知的跨越，有效提升知识的理解深度与记忆持久性。

在人教版初中生物七年级上册 “细胞的生活” 教学实践中，教师以引导者的身份，逐步带领学生完成细胞结构与功能概念模型图表的绘制。首先，教师选取洋葱表皮细胞与口腔上皮细胞的观察实验作为导入，让学生通过显微镜观察细胞形态，建立初步的感性认知。随后，教师抛出问题引导思考：“细胞的各部分结构如何协同维持生命活动？” 鼓励学生以小组为单位，结合教材内容与观察所得，将细胞膜、细胞质、细胞核等核心结构写在便签纸上。接着，教师指导学生用不同颜色的彩笔绘制箭头，标注各结构对应的功能，如用绿色箭头连接 “叶绿体” 与 “进行光合作用，制造有机物”，用红色箭头连接 “线粒体”与 “为细胞生命活动提供能量”。在绘制过程中，学生不仅能直观地看到细胞各结构与功能的对应关系，还在小组讨论与交流中修正认知偏差，最终形成完整的概念模型图表。这种实践操作让抽象的细胞知识变得具象化，有效突破了教学难点，提升了学生的学习效果。

2 制作物理模型教具，直观呈现微观结构

根据皮亚杰认知发展理论，初中生正处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的时期，他们的抽象思维能力虽在发展，但仍需依赖具体的直观形象来理解复杂概念【2】。物理模型教具作为具象化的教学载体，能够将微观生物结构按照科学比例放大或简化，转化为学生可直接感知的实体。通过观察物理模型的立体形态、触摸不同结构的质感，学生能建立起对生物结构的空间认知，将课本上二维的平面图解转化为三维的实体印象。这种多感官参与的学习方式，不仅能降低知识理解的难度，还能在大脑中形成持久的记忆痕迹。例如，在学习细胞、器官等微观结构时，物理模型可清晰展现各部分的层次关系与连接方式，帮助学生突破仅凭文字和图片难以理解的认知瓶颈，实现从感性认识到理性认知的跨越。

在人教版初中生物七年级上册 “植物细胞” 的教学中，教师精心设计了物理模型制作活动。课前，教师为学生准备了琼脂、彩色果脯、透明塑料袋、软糖等多样化材料，并详细讲解材料与细胞结构的对应关系。课堂上，教师先引导学生回顾植物细胞的结构知识，随后将学生分成小组，鼓励他们发挥创意制作模型。有的小组将温热的琼脂倒入方形模具，模拟具有流动性的细胞质；用红色果脯制作圆润的细胞核，绿色软糖切成片代表叶绿体，用塑料袋包裹琼脂，模拟具有保护和控制作用的细胞膜。在制作过程中，学生不断讨论调整，如为了体现细胞壁的支撑作用，用硬纸板剪裁出细胞壁形状固定在模型外侧。完成模型后，各小组通过展示与互评，进一步明确植物细胞各结构的特点与功能。一位学生在课后分享道：“以前看课本总觉得细胞结构很抽象，亲手做出模型后，一下子就明白了各个部分是怎么组合在一起的。” 这种实践活动不仅让抽象知识变得触手可及，更极大地激发了学生探索生物学的热情。

结语

建模教学在初中生物课堂中的实践，是将抽象知识具象化、零散知识系统化的创新探索。通过概念模型图表的绘制，学生得以在逻辑脉络中构建知识体系，在思维碰撞中深化理解；借助物理模型教具的制作，微观世界的神秘面纱被层层揭开，实践操作与空间认知能力同步提升。这些教学策略不仅让生物知识从 “书本” 走向 “生活”，更让学生在主动参与中体会科学探究的乐趣。未来教学中，教师可进一步拓展模型类型，如引入数学模型分析生命现象、设计过程模型模拟生理活动，让建模教学成为撬动学生生物核心素养发展的有力支点，助力学生在生命科学的海洋中稳步远航。

参考文献：

[1] 石媛媛. 学习进阶理论下建模教学在初中生物教学中的应用路径分析[J].考试周刊 ,2024,(42):145-148.

[2]戴露莹,朱夏媛,欧娅,等.渗透建模思想的初中生物跨学科融合教学——“眼和视觉”教学设计 [J]. 中学生物教学 ,2024,(17):51-53.