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模型建构在高中生物教学中的教学价值及策略优化

张华容
  
教育学研究
2022年48期
达州中学 四川达州 635000

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摘要:教育改革中明确提出:要求教师在生物教学中开展模型教学,帮助学生更好地增强对建模的理解,有助于进一步提高学生建模和运模的能力,提高实践操作能力,促进学生思维发展。非常符合新课程标准的要求,构建高效的高中生物教学课堂,激发学生的学习兴趣。本文对模型建构在高中生物教学中的教学价值进行着重阐述,并提出模型建构的策略。

关键词:模型建构;高中生物;建模策略

新课程标准下,死记硬背、机械式训练和模仿等传统的高中生物教学模式已经不能在满足当前教育发展的需求,这种方式只能让学生掌握一些重点生物知识,忽视了学生实践操作和自主学习生物的兴趣,这样无法达到有效的输入和知识的掌握,无法全面提高学生学习生物的水平。模型建构作为全新的一种思维方式,是一个思维与行为相互统一的过程。最新版的高中生物课程标准中提出开展模型构建教学,通过全方面的学习和运用,有助于增强学生的建模思维和能力,对激发学生的学习兴趣和终身学习均具有极大地促进作用。

一、模型建构在高中生物教学中的教学价值

1.建构概念模型,促进科学本质理解

构建概念图属于一种梳理概念层次关系、发现概念内部联系的过程,有助于促进学生对科学本质和生命价值观的形成,同时也可以推动学生思维能力的发展,促使学生终身学习[1]。例如:在讲解“现代生物进化理论的主要内容"这一课程时,因为种群基因频率、可遗传变异、自然选择、隔离等概念非常复杂,相互之间的关系非常容易混淆,不利于学生对该部分内容的学习和掌握,极易降低学生的学习兴趣,影响学习效率。那么如何更加清晰的将这些概念理清,并掌握相互概念之间的关系,形成一种现代生物进化理论的基本思路则是本节教学的重难点。针对这部分内容的学习和讲解,教师可以基于小组合作学习模式构建符合现代生物进化理论的概念图,见图1。

2.突破难点知识

模型可以将复杂的问题简单化,抽象的事物具体化,紧紧抓住事物本质体征[2]。通过应用模型、建构模型对重难点进行学习,有助于提高学生的学习效率和教学质量。例如在讲解“植物的光合作用”这课程时,光照强度、C02浓度、温度等外界因素对光合作用的影响作为本次教学的重点内容]。在学习过程中,教师引导学生的依次构建实验装置模型。教学中的难点知识可以变得更加具体和简单,学生在学习的过程中可以在教师的引导下建构,有助于加强对重难点知识的学习和理解,在掌握基本知识的同时有助于提高学生的建模能力[3。

二、模型建构的策略优化

1.建构模式要遵循探究规律

模型建构模式需要包括以下环节:钻研模型、模型假设、构建生物学模型、修正和检验模型等[3]。例如,在讲解生物膜中磷脂、蛋白质的结构分布课程时,教师可以引导学生在经历历史科学的探究过程:罗伯特森将电镜实验中得到“暗-亮-暗”的结果与“脂质折光性较强,在电镜下观察较亮;蛋白质折光性较弱,在电镜下观察显得较暗”这一原理相结合,并提出“生物膜是由蛋白质一脂质一蛋白质构成的对称静态结构”的假设,借助物理模型构建细胞膜结果。但是有些科学家在实验研究否定了细胞膜“静态”和“对称分布”的结果,利用冰冻蚀刻电镜技术解剖细胞膜,修正膜的三层静态对称物理模型,在不断完善和研究出提出“膜的流动镶嵌"模型。学生初步自主建模,可以提升自身的探究能力和分析,强化学生的科学思维,对学好生物这门学科具有积极作用。

2.建构过程要整合教学策略

模型建构时,教师需要利用生物学和生物现象创设符合学生学习调整的教学情境,有助于激发学生的学习清洗。修正和完善模型时,教师可以采用设计问题串的方式来补充证据,优化结果。针对教学内容的核心,选用概念图策略对概念与概念之间的关系进行整理和优化,构建完善的知识体系结构。例如,在讲解“探究生态系统生物成分类型”一课程时,教师可以借助多媒体给学生播放与森林系统相关的视频,并列举出典型的生物,让学生根据生物获取营养方式之间的差异对其进行分类,并将出划分依据。学生分类和说明缘由时,易根据生产者、消费者、分解者的营养特点对各自代谢情况进行整体归纳,可以从本质掌握各个生物中的相关成本,从而构建生态系统生物成分的概念模型,有助于帮助学生对此课程的学习和理解。

3.建构方式要接轨科技发展

物理模型构建时,教师不要局限在传统的教学方式上,如塑料、橡皮泥等,要多关注一些新兴的教学技术,尤其在信息技术迅速发展的大背景下,可以引导学生利用数码传感技术构建物理模型,有助于提高定量分析的精准性和有效性,使结果更具有科学性和说服力[4]。例如:在开展“对比过氧化氢在不同条件下的分解”实验活动时,教师可以选择氧气传感器指导学生对氧气的释放速度进行监测,可以更加直观地发现因变量的情况。构建模型有助于学生更加直接地模拟生命的现象,在学习和实验过程中可以更好地解决生命的规律,发生藏于生命中的奥秘,进而激发学生对生物学科学习的积极性,增强其重视程度。

结束语

综上所述,在高中生物教学改革全面开展过程中,需要结合目前教育发展的趋势加强改革和优化,合理开展运用模型建构方法的高中生物教学,能够有效改变传统课堂的“单口相声”,缓解学生的“审美疲劳”,促进学生认知水平发展,帮助学生更好地学习和理解生物知识,对学生、生物学学科核心素养的发展具有促进作用。

参考文献:

[1]郝琦蕾,姚灿.基于核心素养的高中生物模型建构教学研究[J].教学与管理(理论版),2019(4):111-113.

[2]李贻国.利用模型建构与整合来解决高中生物教学中的问题[J].神州,2020(10):231.

[3]刘玉,龙主多杰.深度学习视域下高中生物学模型建构教学路径探析[J].中学生物教学,2022(8):37-39.

[4]池淮清.基于高中生物学教材内容的模型建构教学——以"细胞膜的结构和功能"一节为例[J].生物学教学,2022,47(2):27-28.

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