例谈模型法在高中生物概念教学中的应用教育文档.docx

例谈模型法在高中生物概念教学中应用 摘 要： 概念是生物学知识一个重要组成局部，提高概念教学有效性是生物教育教学研究一个重点和难点，传统“以教为中心教学模式中，学生对概念理解是机械式，遗忘率高。模型对概念原型生动阐释，是将原型高度纯化之后本质显现，可作为概念呈现有效载体，模型建构过程即概念生成过程。本文通过案例探讨以模型建构方法提高高中生物概念教学有效性。 生物学是研究自然界中生命运动规律学科，自然界生物种类繁多、运动错综复杂，几乎每个具体问题都涉及许多概念，因此如何提高生物概念教学有效性是生物学科教学开展一个重要课题。模型方法直观形象，提醒了原型本质属性，而模型建构过程充分发挥了学生主观能动性，使学生主动参与知识构建，符合新课程改革精神，因此将模型方法引入生物概念教学，是提高教学质量有益尝试。 1.高中生物学概念特点及现有教学方法存在问题 高中生物学概念是对生物构造、生理功能乃至一切生命现象、原理及规律准确而本质阐述，是学生进一步探究生物学现象与规律根底，具有很强客观性、概括性和抽象性1。高中生好奇心强，求知欲旺盛，感性认识和具体形象思维能力强。但对抽象概念缺乏理性认识，因此，概念生成要与学生心理特点和认知规律相吻合，从感性到理性，从现象到本质一步步地引导学生主动探索与认知。而传统教学以教师为中心，无视学生能动性，学生被动承受知识，对概念本质理解不透，脑子里只有概念名词表象，无法将概念应用于实际，解决问题，概念学习对学生科学探究、合作交流、情感态度与价值观等因素培养没有起到应有作用。 2.模型方法引入概念教学意义 人教版高中生物必修1教材对模型定义是：“模型是人们为了某种特定目而对认识对象所做一种简化描述，这种描述可以是定性，也可以是定量;有借助于具体实物或其他形象化手段，有那么通过抽象形式来表达。由此定义可知，模型本身就是对概念生动阐释，而且是高度抽象化、纯化后本质显现，因其生动形象、简化特点，可作为概念呈现有效载体，模型建构过程即是概念生成过程。因此，模型方法引入对于提高概念教学有效性大有裨益。 3.模型分类 模型方法是通过构建模型研究、提醒原型概念形态、特征和本质方法，是逻辑方法一种特有形式2。根据模型呈现方式不同，可分为三大类：物理模型、概念模型和数学模型。物理模型是指以实物或图像形式直观地表达认知对象特征模型，是对原型纯化和简化、具有一定形态构造特征，如人工制作或绘制DNA分子双螺旋构造模型、真核细胞三维构造模型、细胞膜流动镶嵌模型等;概念模型是指以文字、图解等形式抽象概括出事物本质特征模型，如减数分裂过程染色体变化图解、血糖调节模型等;数学模型是指用来描述一个系统运行规律数学形式，如数学公式、算法、表格等3。本文重点论述物理模型与概念模型应用。 4.物理模型应用案例 案例：通过构建目基因与载体拼接模型理解“自身环化、“反向拼接。 活动指导：以学习小组为单位，向每个小组提供一个含目基因DNA片段黄色卡纸，一个环状质粒绿色卡纸，卡纸上写有碱基序列，同学们手中剪刀相当于EcoR，透明胶带相当于DNA连接酶，请你观察目基因与运载体序列，在相应位置剪切并拼接，看看可以拼出多少种不同类型产物？ 学生活动：经过观察找到EcoR识别序列GAATTC后在G和A之间剪切，目基因两端都有EcoR识别序列，剪切后得到3个片段，质粒上也有一个EcoR识别序列，剪开后经观察发现：质粒黏性末端与目基因黏性末端一样。多数小组能将目基因与质粒进展拼接，但碱基序列方向有所不同“反向拼接。有些小组创新思维，将目基因翻转，首尾衔接“自身环化，将质粒翻转，拼接成功。 案例分析：基因工程是在分子水平上进展操作，技术要求高，学生无法实验操作，通过模型模拟演绎，亲身体验基因剪切、基因拼接过程，理解剪切、拼接实质所在，有亲手制作模型在，原本陌生而抽象概念变得直观生动，同时培养学生创新意识与实践能力。 5.概念模型应用案例 案例1：“DNA半保存复制模型建构。 模型情境：有人认为DNA是半保存复制，有人认为是全保存复制。现有一个双链均为NDNA分子，放到N培养基中培养，假设进展半保存复制，那么复制后得到2个DNA都是一条链为N，另一条链为N;假设进展全保存复制，那么复制后一个DNA双链均为N保存原状，另一个新生DNA双链均为N，假设经离心，就会出现轻重中不同条带显示图片。请你根据以上所给资料设计一个实验方案，探究DNA复制方式，理解何为“半保存复制。 案例分析：抓住学生好奇心，创设问题情境，引导学生分析背景资料所给信息，读懂信息后通过设计实验方案模型方式表现DNA半保存复制。学生积极读取信息，获得一种感性认识：半保存复制得到双链DNA，均为母链+新链组合，即N/N;而全保存复制得到2个DNA，其中一个与模板一模一样N/N，最重，另一个DNA双链都是N/N最轻。由此，形成实验设计思路：将复制一次后DNA进展离心，假设只出现中带，那么说明是半保存复制，假设出现轻带与重带，那么说明是全保存复制。这一模型建构基于实验结果支撑，为后边学习半保存复制具体过程奠定根底，使学生知识构造得到顺应，不仅是对学生逻辑思维有益训练，还能充分培养学生科学探究精神与实践创新能力。 案例2：“细胞呼吸模型建构。 活动指导：以学习小组为单位，每组获得白纸1张，“线粒体卡片1张，各阶段反响物、产物卡片假设干，整张白纸代表一个细胞，白纸边缘代表细胞膜，线粒体与细胞膜之间代表细胞质基质，通过小组讨论，合作交流，将相应卡片放到它们应出现位置，并用箭头标注各阶段反响顺序，物质走向，时间6分钟，然后展示建构成果，小组互评，最后总结归纳细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸概念。 案例分析：为完成此模型建构，学生需要分析各阶段反响式及发生场所才能准确找出相应卡片并贴到相应位置。为准确地标注箭头，学生要将各阶段反响串联起来形成一个完整过程。通过整合素材、图形填充、绘制，学生充分发挥主观能动性，主动参与知识构建，最终形成细胞呼吸直观模型，突破“细胞呼吸这一概念。 6.总结与反思 模型建构过程中出现一些问题值得反思：1缺少形象化之后抽象出概念本质思维过程，模型建构就会流于形式，变成游戏;2为追求细节上美观而舍本逐末，出现科学性错误，那么背离模型方法简化、抽象出本质要旨;3为建构模型而建构模型，须知模型引入是为提醒概念实质效劳，假设背离这一初衷，那么适得其反;4善用模型方法，不能滥用，并不是所有概念都适用于建构模型，对于一些事实性概念，一些浅显易懂概念无需费力建构模型，而对于一些核心概念，抽象概念，有一定思维深度，有探究价值，那么要巧妙运用模型进展演绎，抓住概念本质与核心。