摘要：概念模型构建作为一种科学思维工具，教师借助可视化、结构化的表征方式开展实践教学，能够帮助学生将零散知识点整合为逻辑链条，在深度学习中培育与强化他们的科学思维能力。本文以初中生物七年级下册教学为例，对如何构建概念模型培育初中生科学思维能力展开了研究，以供参考。 关键词：概念模型构建；培育；初中生；科学思维能力

前言

概念模型的构建与实施，旨在探索如何利用流程图、思维导图、物理模型等多元形式，系统培育学生的科学思维能力。对比实验班级与对照班级的教学效果发现，模型构建不仅显著提升了学生的知识掌握水平，还强化了他们的分析、推理与批判性思维，为初中生物教学提供了行之有效的教学策略。

一、分阶式流程图构建法

在初中生物教学中，分阶式流程图构建法是助力学生理解复杂知识体系的有效途径，以“食物的消化”教学为例，教师发挥引导作用，设计分阶任务，推动学生构建流程图模型1。

通过实验“探究馒头在口腔中的变化”，学生可以自主归纳淀粉的初步消化的路径。此时，学生观察分析思考得到的实验现象，将形成“口腔→麦芽糖”的局部流程图。这样的局部流程图的构建，并不是轻易形成，它是学生通过亲身体验实验，积极探索知识得到的答案，这是对食物消化最初阶段的一个初步的认识，为之后的深入学习打下了基础。

其次，根据动画中所展示的小肠消化胰液和肠液作用，再由学生对“小肠→葡萄糖”这一终末端加以补充，串联出完整的食物消化流程图。动画演示，直观形象，可以将微观、抽象的生理过程直观展现，让学生更加清晰地看到胰液和肠液在小肠中进一步消化的过程。在欣赏动画片的过程中，学生自己主动把新知识与之前的局部流程图进行拼接，对知识加以完善和补充，形成完整的食物消化流程图。学生在制作流程图的过程中需要添加关键消化酶及作用的部位，这样就使学生能够更加深刻地体会到各种消化酶在消化过程中的作用以及其发挥作用的部位。

例如，在脂肪消化环节，需强调胆汁的乳化作用与胰脂肪酶的分解作用。学生要用不同颜色标注物理性与化学性消化步骤。学生能够更加清晰地区分不同消化方式，明确它们在脂肪消化过程中的先后顺序和协同关系，分阶构建策略，从“局部→整体”逐步推进，帮助学生厘清多器官协同机制。学生在构建流程图过程中，深刻体会到各个消化器官并非孤立存在，而是相互协作、共同完成食物消化这一复杂生理过程。

二、对比式思维导图整合

在“体循环与肺循环”教学中，对比式思维导图整合是引导学生梳理复杂知识、建立系统性认知框架的重要方法。

学生首先在导图中心标注“心脏”，将其作为血液循环的核心枢纽。心脏在整个血液循环过程中起着动力泵的作用，源源不断地推动血液在血管中流动，以心脏为中心，向外延伸“体循环”与“肺循环”两大分支，这两大分支构成了血液循环的主要路径。

对于体循环部分的分支，要标出“左心室→主动脉→全身毛细血管→上下腔静脉→右心房”。在标出这些分支的同时，让学生分析体循环的开始点是左心室，在体循环中，血液从左心室出发通过主动脉流向全身的毛细血管，在毛细血管中与组织细胞进行物质交换将氧气和营养物质带到组织细胞中，并带走二氧化碳等代谢废物，然后通过上下腔静脉运回右心房。并对比体循环中氧含量及血液颜色的变化。随着血液在体循环中的进行，氧含量逐渐被消耗，血液颜色也由鲜红色的动脉血变成了暗红色的静脉血，对比分析让学生了解更加直观、清晰地分析体循环过程中的血液成分的变化情况，理解体循环生理意义所在。

肺循环的分支又必须联系肺泡气体交换过程。肺循环的起始位置是右心室，血液自右心室泵出，经肺动脉进入肺部毛细血管，在肺泡处进行与环境的气体交换，吸进氧气，呼出二氧化碳，使静脉血变成了动脉血，再经肺静脉回至左心房，学生绘制出肺循环分支的思维导图时，联系了肺泡气体交换过程，生动形象地表达了肺循环与气体交换之间存在的联系，认识了肺循环在完成气体交换、维持人体正常生理活动方面的意义。

三、实操性物理模型制作

在“心脏的结构”教学中，实操性物理模型制作成为突破学生空间认知障碍、深化知识理解的关键手段2。

教师提供红、蓝两色黏土分别代表动脉血与静脉血，为学生开展物理模型制作提供基础材料。学生依据心脏的解剖特征，精心塑造四腔室，即左心房、左心室、右心房和右心室。

在塑造过程中，学生需要仔细观察心脏解剖结构的相关资料，了解各个腔室的形态、大小以及它们之间的位置关系，将理论知识与实际操作相结合，亲手塑造，更加直观地认识心脏的基本结构。

学生还要标注相连血管，如左心室连接主动脉。这一过程要求学生准确掌握心脏各腔室与血管的连接关系，明确血液在心脏和血管之间的流动方向，学生能够更加清晰地构建起心脏与血管组成的血液循环通路，为理解血液循环的生理过程奠定基础。

建立瓣膜模型就是物理模型制作的重点与难点，要求学生利用弹性胶片建立房室瓣和动脉瓣，并进行开合实验，验证血流单向性。在此过程中，学生向心房充水，根据瓣膜开启及闭合情况进行判断，如果出现回流是由心室瓣膜关闭不全造成，那么就需要学生调整模型厚度或者材料的弹性。

用这一实操过程，学生不仅强化“腔室壁厚度差异”“瓣膜防倒流”等知识点。在塑造腔室过程中，学生能够直观感受到不同腔室壁厚度的差异，理解这种差异与腔室功能之间的关系，如左心室壁较厚，是因为它需要将血液泵送到全身各处，需要更大的力量。在模拟瓣膜功能实验中，学生亲眼看到瓣膜如何防止血液逆流，深刻理解瓣膜在保证血液循环正常进行中的重要作用。

总结

综上所述，概念模型构建能够显著提升初中生的科学思维能力。用流程图串联消化过程、思维导图整合循环路径、物理模型具象化心脏结构等策略，学生逐步从被动接受转向主动建构，实现了知识的意义联结。教学实践数据表明，实验班级在知识掌握度与高阶思维表现上均优于传统班级，印证了模型构建的有效性。未来可进一步探索跨学科模型融合与数字化工具的应用，以更精准地适配初中生的认知发展需求。

参考文献

1 张锦花. 初中生物学科学思维能力培养策略J. 教学管理与教育研究，2024(19)：116 - 119.

2 刘经智. 借助科学故事情境， 构建生物学生命课堂J. 安徽教育科研，2024(23)：67 - 69.

本文系陕西省榆林市教育科学“十四五”2024 年度微型课题《基于概念模型构建培养初中生科学思维能力的实践研究——以七年级生物学下册为例》（课题立项号YWX240031）研究成果