生物模型建构教学范例(3篇)

生物模型建构教学范文

关键词：模型构建高中生物教学

一、何为模型构建

（一）模型构建在高中生物教材中的体现

模型这个概念在人民教育出版社出版的生物教科书教材中是这样被引出的：“模型是一种简化的、概括性的描述，它是人们为了某种特定目标而设定的，这种描述分为定性和定量;有的模型构建必须借助于具体的实物或其他形象化的手段来完成，相反，有的必须通过一种抽象的表达形式。”这种教学方法已经逐渐凸显出它的作用，并且贯穿在所有高中生物教学课程中。通过新的教学改革，现在语言已经不是生物课堂上阐述生命规律的唯一形式。有些复杂的生物概念，仅仅利用语言已经很难让学生达到理解和消化的目的。例如，在新的人教版教材中，蛋白质这一课程的授课中，涉及较为复杂的知识点：氨基酸、肽链、肽键、水分子，而且课堂目标是必须让学生计算出这些物质的数目，这个时候，如果使用数学公式来帮助学生简化记忆，就可以让学生较为容易地接受蛋白质课程中这些复杂的概念，从而达到计算的目的，这就是一种模型构建方式。

（二）高中生物教材以外对构建模型的解释

除了生物领域，有很多国家在制作和运用模型，不夸张地说，现代科学是基于模型这种工具而存在的。英国早在十九世纪中期，就已经在授课中使用模型这种工具。日本、美国等国家也纷纷效仿，开始在十九世纪的中后期借助模型进行授课。美国的教育学家DavidHestens就是其中一个典型代表，除此之外，很多教育者也都大力倡导模型教学，因为他们在教育中达成了共识：模型的作用是非常重要的，学生通过模型的构建、分析、验证和应用，才能深入理解及消化科学过程，从而达到科学目标的实现。

模型实际上是一种抽象化过的模型。图1可以很直观地为我们展示出原型和模型的关系。

图1原型和模型的关系图解

二、生物教学在新一轮课程改革的新要求

以生命现象和生命规律为研究对象的科学被我们称之为生物科学，顾名思义，它是一种生物科学，它和我们的生活、生产、经济活动等都是密不可分的，它的发展必须与时俱进，因为它会改变我们的思想观念和思维方式。高中生物是高中阶段最为重要的科学课程之一，自1978年教学改革开始，我国就不断地进行高中生物课程改革，，并且取得了显著的成效。在最后一次改革后的《普通高中生物课程标准》中，生物技术和科学的新进展有了更多的体现;现如今，当今生物教学的主要教学目标则是：发展学生的创新精神和实践能力。

《高中生物课程标准》中明确规定：“要让学生领悟建立模型的科学方法及其在科学研究中的作用。”如何能够让学生更加轻松地掌握生物课程，达到新课程改革的要求，这是一个值得众多教师深思的问题，在这种新的教学要求和形势下，模型教学无疑是一种简单有效的教学方法被广大生物教学工作者采用，教师在课堂上，可以通过生物模型教学这种新的教学方式，给学生介绍最为基础、更加典型的生物知识、问题，教会他们研究生物的方法，引导学生实现主动思考和感悟，使得学生在概念形成的过程中，轻松地掌握探索生物问题的基本方法，从而使得学生解决生物实际问题的能力得到相应的提高。

三、模型建构在高中生物教学中的意义

在高中生物教学中恰当运用模型建构，为学生学习提供了直观印象，学生可以在一种自己研究生物知识，和教师及其他同学一起合作交流的互动的环境中，进行生物知识的理解和消化，这种教学模式，可以极大地提高高中学生的生物知识面，对他们的学习能力的培养、情感态度的认知以及形成新的价值观，对高中生物教学起着非常重要的作用，本文从以下这几方面阐述模型构建对高中生物教学的意义。

（一）学生的学习兴趣得到提高

模型这种事物的最大特征就是：抓住事物的本质特征和生命的内在规律，可以简单化复杂的问题，将抽象的事物形象化，而且做到使静止的事物生动化，是一种可以激发学生学习兴趣的感性材料。学生在构建生物模型的过程中，学会了知识，体验到了成功建模带来的喜悦，提高了学习兴趣。

（二）有利于培养学生思维能力

学生若掌握了模型建构，不仅能透彻地理解知识，也能使学生对生物的认知水平，逐步实现从具体到抽象的过渡，在生物课堂中，感性思维升华到理性思维。学生通过独立思考，一方面可以训练他们思维的独立性，另一方面，当他们在学习中遇到难题时，自己可以快速地寻找到解决的方案，锻炼了他们思维的敏捷性;当他们在课堂中，一起协调模型的整体与局部的关系时，实现了整体性思维的发展。

（三）促进对学生的自学能力的培养

模型建构是认知结构的过程，教师在课堂中，引导学生在一定的情境中，通过自己动手去建构、不断修改、完善模型，让学生在做中去探索、交流、学习，从而培养学生的自学能力。

（四）有利于培养学生探究能力

利用模型进行探究性学习，能够让学生置身于探索科学现象、发现科学规律的活动中，培养了学生的探究能力。学生在对模型的探究中，不断学习到新的科学现象，通过他们自己的动手，发现一些科学规律，从而很快地形成一些生物概念构建。

（五）有利于培养学生协作能力

在模型建构中，教师通过设置情境来引导学生进行探索，让学生独立思考、自主建构，同时多次开展学生和学生之间、师生间等多种交流活动。通过这些交流合作，使学生从不同层面去思考问题，对自己和他人的成果进行反思，在合作交流中实现相互启发、相互促进、共同发展的教学氛围，培养了学生的合作精神和参与意识。

参考文献：

[1]张新海，梁厚芝.试论高中生物教学中的建模策略[J].安徽农学通报，2010.

[2]刘恩山，汪忠.普通高中生物课程标准（实验）解读[M].江苏教育出版社，2004（6）：236-240.

生物模型建构教学范文篇2

关键词：物理模型概念模型数学模型课堂教学实践能力

河北省高中新课程改革实施已经数年了，前几年经历的是继承、借鉴与创新，在新的教学实践中，对新课程感悟和思考的角度更加多样。新课程以一种清新独特的形式在潜移默化的改变着学生学习的方法和教师的教学方法。《课程标准》倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。模型构建就是教材中一种重要的学习方法；是一种通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法；是逻辑方法的一种特有形式。

1.了解高中模型构建的类型及模型构建在高中教学中的必要性

1.1高中生物模型的种类很多，人民教育出版社出版的高中生物《分子与细胞》提出模型的形式包括物理模型、概念模型和数学模型等。

物理模型，以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。如：细胞模型、细胞器模型、生物大分子模型、生物膜模型、动（植）物有丝分裂模型和减数分裂中染色体的变化模型等

概念模型通过分析大量的具体形象，分类并揭示其共同本质，将其本质凝结在概念中，把各类对象的关系用概念与概念之间的关系来表述，用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。如每章节的画概念图就是概念模型建构的过程。

数学模型数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。对研究对象的生命本质和运动规律进行具体的分析、综合，用适当的数学形式如，数学方程式、关系式、曲线图和表格等来表达，从而依据现象作出判断和预测。如用数学模型研究生物种群的增长。

1.2.通过构建模型能使研究对象直观化、简约化，利于学生理解，便于学生研究，又促使新问题的生成，帮助学生寻找解决问题的途径与方法，从而能更有效地把知识与能力相结合。而在实施教学的过程中模型构建如何落实，能否真正的为教学服务，能否做到提高学生的生物科学素养，才是最关键的。

2.课堂教学中模型构建的实践探索。经过在课堂中实施模型构建，我从自己制作模型出发，激发学生，面对课堂但不被课堂束住手脚，借助课本但不拘泥以课本，以提供更广阔的研究思路。

2.1.提高老师和学生的思想认识。开始实施新课改时，当遇到模型构建内容时，自己对其教学意义也是不太重视，开始实施时很茫然，学生的认识也有些偏低，不能很好的配合老师，课时也很紧，实施的很有限。很难做到使其服务于教学。在实施课堂教学过程中老师最容易忽略的也是这一部分，老师的认识也并不到位。我也是在尝试了DNA分子模型构建、染色体变化模型之后，才感到教师课堂教学思路需要更新，学生的认知过程需要改变。经过长时间的摸索，我感到物理模型构建在让学生动手的同时，可以成为学生和老师解决问题的教具，也成为学生思维发展的一种助推力。在课堂教学中操作模型构建时，学生看似简单的一个内容，却遇到了很多问题，现在的孩子学习压力大，有的学生认为没必要去做这些，像过家家一样，很孩子气，不屑一顾。可是在真正实施时，才发现遇到的问题并非那么的简单，必定生物模型在实用的同时，很具有科学性，如何把模型与学到的知识相结合，如何运用模型解决问题，如何在利用模型时开阔思路、磨练意志，为高效课堂提供有力的支撑。

2.2.通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质，促进学生逻辑思维的发展，使课堂教学形式多样化；物理模型要尽可能真实、形象的反映研究对象。根据实物的形状、颜色、大小的比例以及特征来制作，体现出实物的自然顺序和自然位置。在课堂上完成一个物理模型，时间短，要选择简单而又有针对性的模型，过于复杂的模型，难度大，达成效果不理想，学生积极性易受挫。要大胆选材，不拘泥于课本材料的限制，比如：减数分裂中染色体变化模型，课本中建议使用橡皮泥，我在使用时就发现橡皮泥气味大，浪费大，成本高，学生注意力易转移。我就启发学生用废旧的电线制作，如何让染色质变成染色体，在我的手中变化着，学生很想实践，电线硬度大，能模拟螺旋化，很直观，但是去制作染色体变化的话，硬度又过大，操作麻烦，后来又改为双色的彩色纸，成本小，效果好，学生易保存，夹在课本中，随时都可以用。比如在学习染色体组概念时，这是一个难点，同桌之间就可以把自己的都拿出来组在一起，在实际操作中理解同源染色体、非同源染色体、染色体组等概念和难点，这样就很快解决。这样的实践使学生学习方式得到转变，学生能主动地借助模型解决问题，思路也更广阔，动手能力随之有很大提高，逻辑思维能力得到了更好地锻炼。人常说，教学相长，老师的教学方法在悄悄的改变的同时，也更新了教师的教学理念，是老师也得到了长足的发展。

生物模型建构教学范文

1．数学模型建构的方法及分析

数学模型是通过建立数学系统，对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的。

数学模型的建构一般方法为：模型准备---模型假设---模型建立---模型检验---模型应用

1．1数学模型的建构方法（以《建构种群数量增长模型》为例）

模型准备----研究对象，提出问题；在自然界中如何有效地控制有害细菌的繁殖，必须先找出细菌增长的规律；

模型假设—--合理简化，提出假设；在自然界影响细菌生长的因素很多，我们先抛开次要因素，假设在“理想环境条件下，即资源和空间无限多的环境中，细菌的种群增长不会受种群密度增加的影响。

模型建立----理清关系，建立模型；在理想条件下，若某细菌每繁殖一代所用的时间为20min，则随着时间的推移，则Na=2n，在坐标图上呈“J”型增长。

模型检验----实践检验，修正模型；上述得出的公式和增长曲线，在自然界是否也是这样的呢？需经过实践的检验（举例检验）。实际上在自然界生物生存的空间和资源总是有限的，当种群增加到一定数量时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平，如果用坐标图来表示的话，就会呈“S”型。

模型应用----实际应用，产生效应。利用“S”型曲线，可以指导我们正确利用野生生物资源，取得经济效益、生态效益和社会效益的全面丰收。例如对捕鱼业的指导等。

1．2分析

1．2．1在此模型的建构教学中，引导学生循着现象本质现象，或者具体抽象具体的思路，通过分析问题探究数学规律解决实际问题建构数学模型的方法，让学生体验由具体到抽象的思维转化过程；此模型的也是数学模型建立的典范，给我们呈现了数学模型建构的一般方法。

1．2．2培养学生透过现象揭示本质的洞察能力和严密的思维品质。如在遗传规律的模型建构教学中，以一对相对性状的遗传实验为基础，首先让学生从F2及测交后代不同表现型具体的数量中抽象出3:1，1:1的比例关系，从而理解含一对等位基因的杂合子产生的配子种类、子代基因型及表现型的种类及比例，然后借助遗传图解和概率的计算，推理出两对位于非同源染色体上的非等位基本的遗传结果，最后揭示出含n对非等位基因的杂合子的遗传行为和结果，在此过程中培养学生严密的思维品质。

2．物理模型建构方法及分析

物理模型是指直观反映认识对象的形态结构的实体或图画。本文探讨的是实体模型，即采用把原型缩小或放大一定的几何尺寸并经简化处理而制成的模型。。

实体模型的建构一般方法为：提出问题---根据假设建立模型----检验模型----得出结论。

2．1物理模型建构方法（以《生物膜的流动镶嵌模型》为例）

提出问题：J.D.Robertson罗伯特森在电子显微镜下观察细胞膜显示的暗—明—暗三层结构，他提出：两边暗色的部分是蛋白质层，呈对称排列；内部浅色部分是双分子层，提出单位膜模型。

模型建立：学生独立构建单位膜模型。

检验模型：由理化特性来验证一下模型的正确性。任何一个模型的提出，必须经得住实践的检验。①利用冰冻蚀刻技术得到的蛋白质排布模式图，从实验结果可以看出有些蛋白质是嵌入磷脂内部的，且排布并不均匀也不对称。②1970年，LarryFrye等利用荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验?证明了蛋白质分子也是可以运动的。③动物细胞吸水膨胀时,磷脂双分子层的厚度变小,说明磷脂分子也可以运动的.

得出结论：蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层，修正了膜呈对称排列的观点。

2．2分析

2．2．1物理模型的构建是通过抽象建立物理对象，通过类比和假说建立物理过程，并进行实验模拟的过程。在此案例教学中，让学生学会从复杂性的物理现象（暗—明—暗的三层结构）中抽取出来并简化；

2．2．2物理模型不仅反映了原型的直观形象，揭示了原型的主要特征，抓住了主要因素，而且要以观察所积累的知识和实验事实为依据，经过分析、综合、比较、抽象、概括、推理等一系列严格的逻辑论证而建立起来，它不仅能解释已有的现象，而且有预见性；由此可以培养学生分析、综合等能力；

2．2．3物理模型的建立与建立者的学识、胆识、观察能力、实验能力、对原型的简化方式有极大的关系，因为建立的模型带有一定的主观性。有的模型被证明是正确的，有的在一定的范围内适用，有的则被证明是错误的。由此引导学生一要对立辨证的观点；二要激发学生的创新意识，加强创造能力的培养。

2．2．4在中学生物中还有许多物理模型如DNA双螺旋结构模型（必修二第3章第2节）、生态系统的结构模型（必修三第5章第1节）等，在教学中可以采用上述的建模方法进行教学。

物理模型具有形象直观性、应用广泛性、综合性等特点；在教学中建立物理模型时，要注意流程的合理性，指导的科学性，从而使学生在掌握模型方法的同时培养学生的探究能力。

3．概念模型建构的方法及分析

概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。它的建模过程：明确任务---明确各因素的特性---建立各因素之间关系---确定各因素之间的影响方式，完善模型。

3．1概念模型建构方法（以《建立激素反馈调节模型》（必修三：第2章第2节）为例）

明确任务：熟悉所构建要求。研究的是激素反馈调节模型的建立，以甲状腺激素分泌的调节为例，所以分析的着眼点应放在反馈调节上。

明确各因素的特性：从甲状腺激素的反馈调节看，与此相关的因素有①甲状腺激素；②甲状腺；③细胞代谢；④促甲状腺激素（TSH）；⑤垂体；⑥促甲状腺激素释放激素（TRH）；⑦下丘脑；

建立各因素之间的关系，构建初始模型：从分析上述各因素的特性，可以由学生构建简单的初级模型。如：下丘脑---TRH—垂体—TSH---甲状腺—甲状腺激素---细胞代谢。

确定各因素之间的影响方式，完善模型：带领学生分析上面的概念图，发现隐含着许多问题，特别地，其中各级要素间只是一种递阶结构关系，即级与级间不存在反馈回路。但在分析实际问题时，名级要素间则往往是存在着反馈回路的，例如甲状腺激素的多少会影响垂体和下丘脑的分泌活动也就是说甲状腺激素分泌过多，抑制垂体和下丘脑的分泌，甲状腺激素分泌过少，会促进垂体和下丘脑的分泌，从而形成一个负反馈回路。由此，可构建出更为完善的概念模型。

3．2分析：

3．2．1各因素即为实体，实体是指客观存在并且可以相互区别的事物。实体的属性即为实体的特性。

3．2．2有助于理解和把握生物学的核心概念。在建立光合作用过程的模型过程中，能够帮助学生理解该节内容所含的一些核心概念：如“光合色素”、“光合膜”、“光反应的过程”、“暗反应的过程”、“光反应和暗反应的联系”，而且学生只有掌握了这些核心概念，才能顺利建立模型。