高中生物教學中構建模型方法的研究論文

高中生物教學中構建模型方法的研究論文

　　摘 要：模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。

　　關鍵詞：模型 種類 重建 轉換

　　實行新課標之后，在全國高考生物科考試大綱考試內容部分考核目標與要求中，關于實驗與探究能力有如下要求：具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、建立模型與系統分析等科學研究方法。其中建立模型是新課標探究教學中的一個難點。

　　下面就模型的種類、構建和轉換特點進行具體的分析。

　　一、模型的概念和種類

　　必修1教材對模型的定義是：“模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。”《美國國家科學教育標準》中的表述是：模型是與真實物體、單一事件或一類事物對應的而且具有解釋力的試探性體系或結構。關于模型的形式或種類，不同論著中的說法有所相同。

　　下面這道試題就是要求學生判斷模型種類的：

　　模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述。模型的形式有多種，下列各項中正確的是______。

　　A、沃森和克里克的DNA雙螺旋結構模型屬于物理模型

　　B、種群增長模型屬于生物模型

　　C、血糖調節模型屬于化學模型

　　D、生物膜的流動鑲嵌模型屬于概念模型

　　（參考答案與解析：種群增長模型屬于數學模型，血糖調節模型屬于動態物理模型，生物膜的流動鑲嵌模型屬于物理模型；選A。）

　　二、模型的重建

　　在課本上我們可以看到許多模型構建的具體實例，通過具體的構建體驗，可以加深對模型特點的認識，理解模型在反映事物或過程方面的簡化和直觀性。在原有模型的基礎上，為了進一步加深或拓展對重點問題的認識，可以適當進行典型模型的進一步分析和重建，以提高學生對相關模型的認知能力。

　　下面是兩個典型的例子：下圖中，如果橫坐標改變，則曲線的變化趨勢最大的是______。

　　A、①將橫坐標的“光照強度”改為“CO2濃度”

　　B、②將橫坐標的“溫度”改為“O2濃度”

　　C、③將橫坐標的“有絲分裂”改為“減數分裂第二次分裂”

　　D、④將橫坐標的“血糖濃度”改為“內環境溫度”

　　不難看出，本題的命題意圖就是要通過數學模型的重新構建來考察學生對相關內容的掌握情況。

　　三、模型間的轉換

　　利用模型間的轉換來考察學生對相關生物學問題的認識水平，也越來越頻繁地出現在高考試題中。例如：下圖表示用3H—亮氨酸標記細胞內的分泌蛋白，追蹤不同時間具有放射性的分泌蛋白顆粒在細胞內的分布情況和運輸過程。其中正確的是_____。

　　顯然，該題是將課本上的相關物理模型（見必修1第48頁資料分析：豚鼠胰腺腺泡細胞分泌物形成過程圖解）轉換成了數學模型，考察學生的模型轉換能力。

　　不難看出，模型的特點就是以簡化和直觀的形式來顯示復雜事物或過程。培養學生進行必要的模型構建、分析和重建，以及嘗試進行同一模型不同表達形式或不同模型間的轉換，無疑是提高學生科學素養的有效手段。在教學中，如果能夠較好地結合課本上各種模型的講解，有目的地進行模型構建分析、重建和轉換專題訓練，學生完全可以掌握通過模型構建解決實際問題的科學探究方法。

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