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摘要：模型是人們為了某種特定目的而對認識的對象所做的一種簡化的概括性描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。模型的種類很多,包括物理模型、概念模型和數學模型等。模型的建構改變了傳統的教師滿堂灌局面，加強了師生間的互動，體現了新課程改革的理念。

關鍵詞：生物學模型模型建構模型類型

生物科學是研究生命現象和生命活動的科學。對生命研究從現象到本質，從定性到定量，使各種生命現象和生命活動從朦朧的神秘中逐漸展露清晰。高中生物教材選擇了生物科學中的核心、運用廣泛與社會密切關聯的知識，在教學過程中微觀、復雜的內容給學生和教師會帶來一定的困難。在生物學研究中，由于種種原因，不能直接對研究對象進行實驗時，可以用模型代替研究對象來進行實驗。生物研究中運用的模型方法同樣也可以運用在教學中，改變課堂枯燥和乏味，激起學生探究生物科學的興趣，培養學生理性思維、動手能力以及團隊合作精神。

模型是人們為了某種特定目的而對認識的對象所做的一種簡化的概括性描述，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[1]。這種運用模型解釋復雜的研究對象的方法稱之為模型方法。

1.高中生物模型的分類

模型的種類很多，人民教育出版社出版的高中生物《分子與細胞》提出模型的形式包括物理模型、概念模型和數學模型等。其他也有將模型歸納為物質模型和思維模型兩大類[2]。以下以人教版的分類逐一介紹高中生物中的生物模型。

1．1物理模型以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，這種模型就是物理模型。包括天然模型和人工模型。

1．1．1 天然模型在生物研究中會利用動物來替代人體進行實驗，在生物課堂上也就可以從自然環境中選擇動物或植物體來對照說明研究對象結構或特征。例如：細胞的結構包括細胞膜、細胞質和細胞核。可以選用桃形象說明其結構分布，果皮是最外層的細胞膜，果肉代表細胞質，果核與細胞核比較類似，包括了核膜和核仁。

1．1．2 人工模型由專業人士、教師或學生以實物為參照的仿制品。放大或縮小實物，但真實反映研究對象的特征或模擬表達生命過程。例如：沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結構模型、北京自然博物館展出的細胞模型、北京某中學制作的細胞模型。除立體的三維物理模型之外，在平面上用簡化的圖形表示研究對象也是一種物理模型，這種圖象直觀的體現各類具體對象的總體特征以及運動歷程。例如：動植物細胞模式圖、細菌結構模式圖、分泌蛋白合成和運輸示意圖等[3]。

1．2 概念模型通過分析大量的具體形象，分類并揭示其共同本質，將其本質凝結在概念中，把各類對象的關系用概念與概念之間的關系來表述，用文字和符號突出表達對象的主要特征和聯系。例如：用光合作用圖解描述光合作用的主要反應過程，甲狀腺激素的分級調節等。

1．3 數學模型數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。對研究對象的生命本質和運動規律進行具體的分析、綜合，用適當的數學形式如，數學方程式、關系式、曲線圖和表格等來表達，從而依據現象作出判斷和預測。例如：細菌繁殖N代以后的數量Nn=2n，孟德爾的雜交實驗“高莖：矮莖=3：1”，酶活性受溫度影響示意圖等。

2.高中生物模型的建構

模型的建構在高中生物課程中逐漸突出他的重要地位，建構者由教師為主導地位逐漸轉變成以學生為主。建構模型是在原型的基礎上從具體到抽象的過程，不同類型的模型建構原則、方法和過程各不相同，成功建構一個模型對于單個學生有一定難度。教師適時給予指導，引導學生組隊合作完成。

2．1 物理模型的建構

2．1．1 建構原則

⑴ 科學性物理模型要盡可能真實、形象的反映研究對象。根據實物的形狀、顏色、大小的比例以及特征來制作，體現出實物的自然順序和自然位置。例如：選擇作為細胞膜的材料，備選的有塑料袋、普通布和彈力布，三種材料哪一種更適合，顯然是彈力布更符合細胞膜具有一定的流動性這一特征。

⑵ 實用性在比較短的時間內（生物課堂上）完成一個物理模型，首先要考慮可行性，選擇簡單而又有針對性的模型，否則一個過于復雜的模型，達成度不高會使學生積極性下降，起不到模型建構的目的和效果，操作要方便，組裝和拆卸容易，并能反復利用。

⑶ 簡易性模型建構材料時選擇容易獲得價格便宜材料或者廢棄物的再利用，培養學生的價值觀，形成良好的節約意識。

⑷ 美觀性在以上原則之后同樣也要考慮模型的美觀，以及保留價值，并引導學生不斷完善模型。

2．1．2 建構過程

物理模型主要是人工模型的建構主要包括以下幾個步驟：

⑴選定建構模型的對象，分組收集相關資料，討論分析模型的特征，初步設計方案。

⑵選擇模型建構的材料。

⑶針對材料細化方案中各個步驟，確定模型制作的實施過程和具體分工。

⑷按照分工制作各部分配件，然后將配件組合。

⑸對照設計方案，處理細節以及修補存在的缺陷，完美模型。

⑹與其他各組交流比較，作出合理評價。

2．2 概念模型的建構

概念模型的建構主要是體現各個概念之間的關系，《分子與細胞》在第一個單元的自我檢測中提出了概念圖。概念圖就是用概念、連接以及表示概念間關系的連接詞來組織和表征知識的工具。有時在概念之間除了關系詞之外還有一些簡單的符號（+、—）加以說明。畫概念圖就是概念模型建構的過程。概念圖只要是以綜合或分層的形式表示概念之間的相互聯系，通常關于一個主題或是一個章節內容都可以用概念圖的形式表示。畫概念圖大致以下步驟：⑴ 首先確定主題，或復習章節。

⑵ 整理相關概念，梳理概念定義和聯系。

⑶ 將概念置于一定的位置，用箭頭連接。

⑷ 在連接之間用連接詞表示關系。

在多媒體教學逐漸普遍情況下又可以借助多媒體動畫實現由靜態向動態的轉變，演示光合作用物質變化過程等。

2．3 數學模型的建構

數學模型的建構一般主要包括五個步驟：

⑴ 模型準備──研究對象，提出問題

⑵ 模型假設──根據問題，提出假設

⑶ 模型建立──根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達

⑷ 模型的檢驗──通過進一步實驗或觀察，對模型進行檢驗或糾正

⑸ 模型的應用──通過建立的模型對相關現象判斷和預測

3.模型建構的意義

模型建構從具體到抽象，不同的模型建構在教學中表現出不同的效果。物理模型可以幫助學生熟悉對象的各個特征、微觀結構的位置以及相互關系又或者可以在演示模型過程中掌握生命現象的本質，如有絲分裂的意義是染色體復制后平均分配到兩個子細胞中，保證了親代與子代遺傳的連續性。由于物理模型操作簡便，形象并且可以多次重復加深印象。而物理模型建構的同時訓練了學生的動手能力和立體形象思維。概念模型的建構把原本零碎的生物學知識歸納到一起，構成彼此聯系的知識網絡，簡單的概念又蘊涵了豐富的信息有便于復習教學的展開，同時也有利于學生的復習記憶，對知識的歸納和綜合能力會有進一步的提高。目前，概念圖評價已經在學生評價中展現優勢，一般出現的題型有：填空式、據圖答題型和構建型。數學方法的介入使人類對自然界有了更多的認識，從數學角度探索生命的奧秘。通過各種數學形式對生命現象量化，運用邏輯推理求解和運算達到對生命現象進行研究的目的。學生通過自己的努力建構數學模型可以引導挖掘邏輯和推理能力。

模型的建構改變了傳統的教師滿堂灌局面，加強了師生間的互動，體現了新課程改革的理念，但是要注意的是在教學中注意模型的建構不是放手讓學生游戲或是當成制作一個工藝品，應該有目的、有組織的進行才能收到比較滿意的效果。模型建構可以體現了師生的共同智慧，在今后的課堂中要不斷改革和創新。

參考文獻：

[1] 朱正威趙占良主編普通高中課程標準實驗書生物3穩態與環境教師用書， 2007 ．北京：人民教育出版社，40～41

[2] 陶忠華 2006 生物學模型探析生物學教學，31（8）：17～18

[3] 朱正威趙占良主編普通高中課程標準實驗書生物1分子與細胞， 2007 ．北京：人民教育出版社，54～55

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.lg566.com/gaozhong/104570.html

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