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生物学方面有关论文范文文献,与利用模型提高生物复习课效率的教学实践相关发表论文
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摘 要：《普通高中生物课程标准》和近几年浙江省高考理综生物试题的特点都要求在高中生物课堂教学中注重模型教学.本文通过案例的呈现、评析,阐述了在复习课中利用模型教学的实践与体会,旨在说明如何合理创设情境,引导学生构建生物学模型,通过模型转换使学生从不同角度理解和掌握生物学的核心概念,提高生物复习课的效率.
关 键 词模型构建模型变式高中生物复习课课堂教学实践
一、生物学模型的内涵
在人教版高中必修一中对模型的界定是：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的,有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达.模型可分为物质模型和思维模型,其中思维模型又可分为物理模型、概念模型、数学模型.物理模型是指以实物或图画形式直观表达所需认识对象的特征的模型,如“细胞结构”、“细胞膜的流动镶嵌模型”、“DNA分子双螺旋结构模型”等；概念模型是指以文字表达来抽象概括出事物本身特征的模型,如“光合作用过程图解”、“种群各特征间的相互关系”等；数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式,包括数学公式、曲线、图表等,如教材中的“染色体数量的变化曲线”,“J种群增长的Nt等于N0λt数学模型”、“孟德尔的遗传规律”、“种群基因频率的变化”、“生态系统的能量金字塔”等.本文所指的模型主要指思维模型在复习课教学的应用.
二、复习课中利用模型教学的重要性
1.模型教学是落实新课程目标的重要途径,也是生物学教学的有效载体.《普通高中生物课程标准（实验）》明确强调学生应“领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用,领悟系统分析、建立数学模型的科学方法及其在科学研究中的应用”.高考考纲也明确了假说演绎、建立模型、系统分析等科学研究方法在能力要求中的地位.因此,模型方法是现代高中生必须掌握的重要科学方法之一.通过模型教学有利于培养学生揭示事物本质属性的洞察能力及严密的思维品质,有助于发展学生的科学探究能力,帮助学生理解生物科学的核心知识.
模型教学是指在教师引导下,通过一定的情境让学生自己建构模型与分析模型来学习生物知识,强调学生在教学活动中的主体地位,重视学习的主动性和构建性,强调以学生的学习经验、心理结构来构建对新事物的理解,从而获取知识和问题解决的方法及技能,符合建构主义“知识不是教师传授获得的,而是学习者在一定的情境中通过意义构建的方式获得”的观点.同时,从认识心理学角度分析,生物模型教学中运用模型构建对知识整合,就是通过对表象的加工而实施的一种思维行动,而且人对图的记忆效果高于文字的记忆效果,因此改变教材中的语言文字转换为各种模型,有利于内容的理解和掌握.
因此,无论是从落实新课程理念的角度,还是从教学的实际效果来看,模型教学都不失为一种值得提倡的教学形式.
2.模型方法有利于问题解决.在生物学问题解决中,人们经常使用模型方法.利用模型方法解决问题,需要建立模型.建立生物模型需要寻找变量之间的关系,然后依据模型进行推导、作出预测.如2014年浙江省高考32题的脊蛙实验就是一个模型,要解决这个问题,学生必须建立反射弧的概念模型：
在模型的基础上可以更加容易分析出来：（1）屈反射的神经中枢位于脊髓,该蛙屈反射的反射弧完整,可对刺激作出相应的反应.（2）感受器受到刺激后产生的兴奋,在反射弧中传导需要一定的时间,故该蛙左后肢趾端受刺激在先,屈腿反应在后.（3）腓肠肌细胞接受刺激后,可产生兴奋,引起肌肉收缩.（4）神经肌肉接点类似突触结构,兴奋不能由腓肠肌细胞逆向传递到坐骨神经.（5）验证反射中枢存在的部位,应设计破坏脊髓的实验组.因此,利用模型可以使抽象的生物学信息转化重组,用文字、符号等方式描述研究对象的组成和相互关系,便于观察、比较和分析,让抽象思维具体化,有助于问题的解决.
3.新高考注重考查考生的模型解读能力.近年来浙江省高考理综试题非常注重对模型的分析能力的测量（见表1）,在试题中很多题目需要通过书本中生物学模型的原型根据不同情境进行转换,若学生对生物学的模型不熟悉就无法在高考中取得高分.
表1.2009-2013年浙江省高考理综试题生物学模型考查情况统计表
分析表1可知,浙江省理综试题对生物学模型的考查具有三大特点：（1）涉及的生物学模型种类齐全,包括概念模型、物理模型、数学模型等；（2）考查角度多样,包括模型的解读、模型的构建、模型的转换；（3）考查模型的题量多,知识覆盖面广.
因此,高三的生物学复习中可尝试运用模型进行教学,帮助学生构建模型,通过模型变式加深理解生物学的重要观点,提高学生分析、综合解决生物学问题的能力.
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三、利用模型进行课堂复习的教学实践
下面以《生态系统的能量流》复习课教学片段为例阐述模型思想在生物复习课中的应用.
1.创设情境,建立碳循环模型.教师创设情境：展示现在农村种植业和养殖业存在的秸秆焚烧和粪便等废弃物直排河流严重污染环境的现实图片.如何更好地利用秸秆和牲畜排泄物中的能量?邀请学生创造解决实际问题的模型.
教师通过强烈的视觉冲击,产生强烈的解决问题意识,积极思维,引导学生初步构建物质循环模型.展示现实中“四位一体”农业生态工程模型.
教师提出任务,要求学生在教师所提供的框架内构架碳循环模型.框架模型如下图：
答案：a：生产者；B：co2；c：初级消费者；d：分解者；e：次级消费者.
设计说明：通过热点问题,吸引学生注意,促使学生有效进入课堂状态,激发学生兴趣,引导学生利用已学的生态工程和物质循环知识解决现实问题,体现生物学科理论联系实际的特点.由于在学习过程中学生能力的差异,教师通过提供碳循环模型框架,降低了知识难度,又能体现学生主体地位,提高学生主动参与活动的意识.这样有利于培养学生提出问题、解决问题的能力.2.挖掘碳循环模型,构建能量流动模型.教师布置建模任务：在这个模型中涉及食物链“农作物→初级消费者→次级消费者”,请在食物链的基础上构建能量流动模型.
学生自主构建能量流动模型.如下图：
教师评价学生建模过程后,指导学生对模型深入解读,并提出以下思考问题：
（1）在这个模型中取食和捕食的意义是什么?（2）与同化量的关系是什么?（3）未利用的能量是以什么形式存在?（4）群落演替过程第一营养级的“未利用”能量变化情况如何?（5）在t1、t2两个时间点调查同一顶级群落某一营养级的“未利用”能量,两次获得的数据的大小关系如何?
答案：（1）这个模型中所涉及到的取食与捕食应该就是下一营养级同化能量的一部分,但现实模型中取食与捕食中的能量还包括粪便的能量,这是教材的一个争议点.（2）同化的能量等于摄入的能量-粪便的能量.（3）未利用的能量是以生物量、腐殖质、化石等形式存在.（4）演替过程中第一营养级的净初级生产量先增加后减少,最后趋向于0,但群落的总生物量会增加,因此未利用能量也会增加.（5）顶级群落中两个时间点调查的未
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