例析模型建构在生物教学中的应用

来源:用户上传      作者: 方艳

　　摘 要：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具体事务形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表述。本文针对生物教材特点，结合具体内容例举不同的模型构建在生物教学中的具体应用。
　　关键词：生物教学；模型构建；物理模型；数学模型
　　生物学系中的模型建构是指利用模型方法，寻找变量之间的关系，构建生物模型，然后依据模型进行推导、计算，作出预测。在高中生物学习中，恰当应用模型建构教学不仅能为学生学习提供直观的印象，而且能让学生领悟到生物模型的科学美，培养学生解决实际问题能力，激发学生的创造性思维[1]。在现行的人教版高中新课程标准试验教科书中，不仅对模型方法提出了具体的要求，而且列出了三种模型建构方法：物理模型、生物模型、数学模型[2]。
　　1.物理模型在生物教学中的应用
　　1.1光合――呼吸的图像模型
　　绿色植物的光合作用是在叶绿体内完成的，而细胞呼吸主要在线粒体内进行。两者之间的关系从物质交换的角度来看，主要涉及的是O2和CO2的去路与来源问题。通过构建物理模型可以进一步加深对光合作用强度与呼吸作用强度之间的内在联系的理解和认识。
　　1.1.1模型构建
　　1.1.2模型解读
　　绿色植物进行光合――呼吸过程中，O2和CO2的去路与来源：（1）叶绿体光合作用产生O2的去路：①用于植物呼吸；②释放到周围的环境中。（2）叶绿体光合作用利用CO2的来源：①来自植物自身的呼吸作用；②从外界环境中（若是水生植物，则从周围的水中吸收）。光合作用强度与呼吸作用强度间的关系，可参见下表：
　　2.生物模型在教学中的应用
　　光合作用和呼吸作用是高中生物教材的主干知识，高考热点。常以各种生物模型为载体，围绕两者的生理过程以及内在联系进行命题。因此，在教学中有意识的指导学生构建生物模型，能够让学生更透彻的理解这部分生物学的核心知识。下面以光合作用测定方法的模型建构为例：
　　3.数学模型在生物教学中的应用
　　运用数学模型能定量地或定性地分析生物学问题，能分析生物之间的联系，生物个体或群体的发展变化规律。在描述某些特定的生物学现象，如种群增长率和种群数量之间关系上，数学模型发挥着不可替代的作用。下面以光合――呼吸呼吸速率为例。
　　3.1光合――呼吸速率的数学模型构建
　　3.2模型解读
　　3.2.1界定总光合速率、呼吸速率与表观（净）光合速率
　　（1）呼吸速率：单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率；表示方法：单位时间内，释放的CO2量或吸收的O2量；测定条件：黑暗条件下。
　　（2）表观（净）光合速率：光照下测定的CO2吸收速率（或O2释放速率）。
　　（3）实际（总）光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。
　　3.2.2光合速率与植物生长的关系
　　（1）当净（表观）光合速率>0时，植物积累有机物而生长；（2）净光合速率=0时，植物不能生长；（3）净光合速率<0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。由图乙可看出，最有利于植物生长的应为净光合速率的至高点，而非真正光合速率的至高点。
　　4.模型构建教学的反思
　　模型方法作为一种有效的研究手段，在很多领域已经得到了验证。运用模型和模型方法进行教学能够促进学生的认知水平的发展，促进学生对知识的理解。
　　随着新课程改革的深入，模型方法的实施对教师也提出了更高的要求，要求教师具备运用模型方法教育的能力，开发模型的能力，应用模型方法教学的能力等等。这就需要教师进一步提高自身的业务水平，加强研究，才能更好地运用好模型建构教学。
　　参考文献：
　　[1] 朱正威，赵占良.必修1《分子与细胞》[M].北京：人民教育出版社，2007：54.
　　[2] 孙家林.模型方法在高中生物解题中的应用[J].中学生物学2010，Vol.26，No.4：51-52.
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