开展建模活动 落实自主探究
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作者: 陶少飚
摘要 模型的构建过程是一个科学探究的过程。在此过程中，教师通过点燃学生建模兴趣，提供宽松的时间，营造融洽氛围等方式，充分发挥学生的主体作用，激励学生积极主动探究，为学生终生学习奠定基础。
关键词 构建模型 落实 自主探究
中图分类号 G633.91 文献标识码B
《普通高中生物课程标准(实验)》的课程设计思路明确提出：帮助学生“领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。它表明中学生物教学对构建模型的重视。建模教学有利于培养学生的主动参与和积极思维的意识及学生自主、合作、探究、创新能力。那么，如何开展构建模型活动，才能更好地落实自主探究呢?通过相关的实践，笔者谈几点做法。
1 点燃建模兴趣，激发自主探究
我国古代著名的教育家孔子说过：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”从心理学角度来讲，兴趣是认识事物过程中产生的良好情绪，这种心理状况会促使学习者积极寻求认识、了解事物的途径和方法，并表现出一种强烈的责任感和旺盛的探究精神。所以，要激发、调动学生自主探究学习生物的积极性，兴趣是基础，只有感兴趣才可能有学习的主动性。那又该如何点燃学生对建构活动的“爱”之火焰，让更多的学生自主探究呢?教师可用较奇特的现象、悬念式提问、特别的建模方法等，来吸引学生的注意力，激发学生的内驱力，调动学生的积极性和主动性。
如制作真核细胞的三维结构模型之前，笔者用课件向学生展示动物细胞的亚显微结构。学生首先看到的是慢慢旋转的细胞立体透视结构，其主要细胞器的大小和空间位置形象地展现出来，而且图像还会飞入到细胞内并放大显示各细胞器。奇特的动态图像让学生发出“哇哇一”的声音!这就能使学生在好奇与兴趣中进行建模探究。
又如学习“激素调节的实例”内容时，教师先问学生：“你吃了早(午)餐吗?”并投影显示人吃东西的图片；接着问：“那么，到现在你体内的血糖含量有没有超出0.8-1.2 gm这范围呢?为什么?”教师显示血糖的来源和去向的图，再追问：“人体要调节这种平衡主要通过什么激素?它们是怎样对血糖水平进行调节的呢?”这样层层设疑可引发学生思考，激发学生求知欲望，调动学生实践探究的积极性，把学习变成学生内在的需求。
2 提供宽松时间，充分自主探究
要使学生主动学习、充分探究，教师就应为学生提供宽松的时间。例如：要制作真核细胞的三维结构模型，笔者会提早多天就让学生自己去预习模型建构实验和准备活动所需的材料。这样，小组的成员才会更充分地探讨用什么材料去建模型。他们有的会用废旧塑料盆做细胞膜，用坏的乒乓球做细胞核，用泡沫、塑料袋和硬纸板等做各种细胞器，这能很好地变废为宝。还有的以常见的蔬菜瓜果为材料做出模型，较好地发挥了学生的主观能动性。
在课堂中，教师要注意留给学生充分的合作探究时间，不让建模学习匆匆而过。例如：用文字、箭头构建一个植物种群、鼠种群与猫头鹰种群之间负反馈调节的概念模型时，学生分小组开展建构模型活动，用了近10 man讨论并写出三者的负反馈调节关系，然后由部分小组主动上讲台用实物投影仪展示和解说本组构建的概念模型。由于有充足的时间进行活动，有的小组的概念模型图文并茂，所添加的草、鼠和猫头鹰简图都挺形象、生动的。有的小组还将讨论过程中产生的疑问当场提出来，如提问负反馈调节的概念是什么。师生还共同评价所展示概念模型的优点和寻找改进之处。由此可见，只有在宽松的状态下，才能激发学生的潜质，才能给学生提供体验过程，才能让学生真正探究起来，并探究到一些真正的东西。
3 营造融洽氛围，鼓励自主探究
为在建模教学中营造宽松、和谐、民主、融洽的气氛，教师得有和蔼可亲的教态，有耐心和爱心，要尊重、理解学生。这样，学生的身心才能获得自由和解放，他们也才会以一种轻松愉悦的心境参与学习活动，思维也会更加活跃。如当学生在台上做血糖调节的模拟示范时，笔者会坐在空的学生椅子上，与学生一道留心看台上学生的操作和所写的内容有何改进之处，使学生觉得老师不是高高在上，而是他们中的一份子。在探讨问题时，笔者会鼓励学生大胆质疑，如：当示范小组完成了第一个模拟活动，台下学生见用过的胰岛素卡仍被乙(胰岛)拿在手中，提出了不同的看法，有的说用过的胰岛素卡应贴在黑板上，有的认为应将卡撕烂扔掉，还有的说应放在讲台上……在他们各自说理由时笔者并没有立即表态，而是鼓励学生继续自由探讨下去，使学生在融洽的氛围中乐于学习。最后，由老师提议学生举手表决支持哪一方的观点，据此做出评估，使课堂保持“动中有节，乱中有序”的状态，形成积极，健康向上的课堂氛围。
4 创建互动课堂，深入自主探究
新课程强调，教师是学生学习的合作者，引导者和参与者，教学过程是师生交流，共同发展的互动过程。所以，在建模的互动过程中既有自然的交流，也可能有理性的争辩；既有观点的认同，也可能有认知的冲突。例如在学生上台示范运动时血糖调节的模拟活动中，学生乙拿胰高血糖素卡粘在丙手中糖卡的背面，想表示胰高血糖素使糖原分解为葡萄糖。但因笔者准备的胰高血糖素卡只单面有黏性，学生想将没粘性一面粘在黑板上，咋办?情急之下，学生将卡在嘴前一涂抹，就将卡粘在黑板上。台下的学生发出了一阵笑声。随即我问：“为什么笑啊?”有学生主动站起并说：“不用将两卡粘在一起，而应将胰高血糖素卡接触下糖卡后就拿开。这样，翻转糖卡后就可粘在黑板上了。”笔者也提出：“应将胰高血糖素卡接触代表肝脏的丙同学，而不接触糖卡。”这又引发了师生、生生间的讨论和争辩。在这样的互动下，学生得以更加深入探地究此模型，使所学知识更加牢固，学习能力不断增强，从根本上促进了学生认知、能力、个性的发展，甚至完美人格的形成。
5 创设建模活动，丰富自主探究
教师根据教学需要，创新设计一些建构模型的活动，既可辅助教学，又可为学生提供更多的自主探究机会。如：为突破教学难点“自然选择对种群基因频率变化的影响”，创新设计出模拟实验让学生分组开展活动。每个实验小组有一块绿色塑料草皮(25 cm×5 cm)，由小组学生往塑料草皮上均匀撒下绿、白色小球各100粒。接着，小组各成员同时用镊子夹小球，看谁在20s内夹的球多。这样，既可进行比赛又可减少误差。然后，各小组将每个成员所夹的球总数、白球数、绿球数记录起来，并思考以下几个问题：①被夹得多的是什么颜色的球?为什么会出现这样的现象?②假如这些小球代表的是某种可以给人吃的小动物，那么，刚才哪个学生可获得最多的营养物质呢?③若从小动物角度考虑，哪种颜色的小动物易存活?各小组的成员为了夹更多的球，会多夹易看见的白球，令白球的剩余数量少。此实验使学生易于理解生物为了生存，为了得到更多的食物，一般会找容易看到的来吃，使被食的种群数量减少的原因，从而在一定程度上化解了教学难点。
再结合刚才的模拟实验，想想工业化之前，栖息在英国曼彻斯特地区浅色树干上的桦尺蠖是黑色的多还是浅色的多?工业化之后呢?最后教师创设数字化问题情景，由学生自主探究出自然选择定向改变种群基因频率。通过创设的建模活动给学生参与，可强化学生主动意识，利于培养学生自主探究的能力。6课外适度拓展，延伸自主探究
在构建模型的过程中，若学生产生一些新想法、新问题，、但又受时空限制而不能在课堂上及时解决的，如在建立减数分裂中染色体变化的模型时，有学生提出：除了用橡皮泥外，还能用什么材料来表示染色体?有学生提出：能否做一个更具动态的减数分裂模型?笔者鼓励他们课外继续探究。这样，既可巩固课内所学到知识，又可开拓学生的创新思维；利于养成深度质疑、不断探究的习惯。建模课结束时，还应给学生继续思考和探究的机会，教师可以提出一些具有拓展性、研究性的问题来延伸学生自主探究的内容。如在课堂上学生完成了减数分裂中染色体变化的模型后，笔者启发学生：“大家课后有兴趣建立有丝分裂中染色体变化的模型吗?可自找材料去建模噢!”像这种既不是简单重复，又不会让人觉得高不可攀的问题，很容易激发学生继续探究欲望，利于进一步发展学生的自主探究能力。
总之，在构建模型的过程中落实学生自主探究，让学生成为了建构活动的主人，发挥了学生的主体作用，真正做到规律让学生自主发现，方法让学生自主寻找，思路让学生自主探究，问题让学生自主解决。这既提高了学生的综合素质，又使学生学会学习，还利于学生适应未来的学习化社会。
参考文献：
[1]刘恩山等，普通高中生物课程标准(实验)解读[M]，南京：江苏教育出版社，2004
[2]李琴主编，教师如何让课堂更加生动有趣[M]，长春：吉林大学出版社，2008
[3]李瑾瑜等，课程改革与教师角色转换[M]，北京，中国人事出版社。2003
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