模型建构在发展高中生生物核心素养中的应用

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　　【摘 要】学生的学科核心素养的养成是当前课程改革深入推进阶段的新要求，很多教师正努力在具体的教学实践中摸索途径，以顺应这一关键要求。结合高中生物学科教学特点，引入模型建构法使相对抽象的内容便于学生理解，帮助学生掌握数据分析的思路，引导学生顺利实现知识达成与能力发展，这是本文着力通过研究解决的问题。
　　【关键词】模型建构;高中生物教学;核心素养;应用途径
　　近年来，高中教学的重点已不再是单一地围绕提高学生考试成绩而展开，而是逐步向培养学生的核心素养转移。高中生物学是一门以实验为基础的科学学科，既要确保学生能够在课堂有限的时间内理解知识要点，梳理好知识构架，又要让学生从学习的过程中，逐渐形成基本的生物学学科核心素养，要求教师能够充分利用不同的教学方式，尽可能地让学生从多个视角审视这门课程，同时，还要将课程变得通俗易懂、便于理解。在这样的背景下，模型建构教学法就是十分奏效的方法之一。
　　然而，虽然教育界对发展学科核心素养的呼声一直很高，但还是有许多生物教师过分注重课本知识的传授及考试技巧的训练，授课模式也较为古板，导致学生综合素质的同步发展策略并没有真正得到落实。因此，在生物学的教学过程中，依托模型建构的应用和优化，一改往日陈旧的教学作风，重视高中生物学学科核心素养的发展，才是推动高中生物学教学创新改革的关键。
　　一、教学模型建构的概念
　　模型的存在主要是服务于人们对科学研究的需求，其本质就是在一定的假设条件下，再现原型客体某种本质特征的物质形式或思维形式的类似物。模型的诸多特点与现代生物科学发展的大背景十分吻合，因此，一直以来生物科学研究都在频繁使用模型建构法寻找实验变量之间的关系，然后再进行缜密地推导、计算和预测等深层工作。
　　高中生物学的模型建构主要包括物理模型、数学模型、概念模型。模型建构的概念已经不像从前那样“高大上”了，已成为一种十分“接地气”的教学方法。当下，我国教育界颁布的新课标标准，也非常重视模型建构在生物教学中的意义。利用模型建构的方式，可以将生物课程原本平面的理论知识变得立体而生动，学生也可以亲自参与到思维梳理和模型建构的环节中，这样一来，便在潜移默化中发展了学生的学科核心素养，让高中的生物教学成为学生能带的走的教育。
　　二、模型建构教学的发力点
　　（一）关注生命观念的发展
　　在高中生物的学习过程中，学生的三观会逐步形成，能够从不同的视角审视生命的意义和价值，还可以凭借所学的生物知识，解决一些简单的卫生安全和生物科学等社會基本问题，人格也会逐渐走向完善。通过对生物这门学科的学习后，学生会对生活中的日常饮食、卫生安全以及环境保护等方面产生全新的认识，并且发自内心油然而生对社会环境保护、尊重生命等问题的关注和认可，也就是一种内在的社会责任感。通过生命观念的建立完善，学生会循序渐进地了解每个独立的生命个体间彼此有着千丝万缕的联系，在我们所生存的世界中，生态的天平与物竞天择的规律从未改变过，并由此而更加珍爱、尊重和公平地看待生命的存在。
　　（二）帮助学生学会理性思考
　　学生通过对平时生物课程的学习，能够随着演绎推理、类比推理、归纳概括和分析批判等环节层层递进，逐步建立起多角度、多维度以及多层面的思考模式，这就是生物核心素养中强调的理性思考。只要学生能够搭建起思维城堡的框架，之后的添砖加瓦会容易许多，即使随着时间的推移，理论知识在脑海中逐渐淡忘，理性思考这一核心素养为学生带来的影响将会是终生的，这也是高中生物育人功能的最终落实方向。
　　（三）提高学生科学探究能力
　　科学探究素养通常指学生能具备最基本的发现问题、思考问题并通过实验解决问题的能力。以此为基础，还应该能够自行设计实验流程，进行数据验证和对比等环节。此外，科学探究素养还延伸出了小组合作、协同工作以及与他人交流、自主创新能力等各方面素质。针对这个部分的核心素养，应该把高中生物教学中的实验部分作为重点培养途径。
　　在实验的观摩和亲自实践的过程中，学生更容易对课程产生兴趣和好奇，动态而立体的授课模式也有助于学生理解知识要点。更重要的是，让学生亲自动手才是培养学生科学探究能力的主要方法。从这几个角度来看，重视生物实验课程，大力培养学生的科学探究能力。
　　三、模型建构法在生物教学中的实际应用
　　模型构建法是当前生物学科教学中常用的教学方法之一，根据教学需要选用不同的模型种类，帮助学生增强概念认知、规律总结及所学知识的合理迁移。
　　（一）构建物理模型，具化抽象理论
　　所谓的物理模型，其实就是基于教学对象的特征，以实物或图画的形式直接加以呈现，将抽象的生物知识以直观具体的形式展现，促进学生对生物本质的理解，从而有效地发展学生的生物核心素养。
　　例如：在学习人教版高中生物必修一中的第3章“细胞的基本结构”这一章时，就十分适合使用物理模型建构法进行教学。教师可以让学生使用纸皮、矿泉水瓶盖、牙签、面前等一些生活中常见的材料，再辅以剪刀、胶水和彩笔等工具，分组制作细胞膜以及细胞内部结构的模型。制作过程中，学生能够对基本的知识构架进行简单的梳理，还能自由发挥想象，考虑如何兼具模型的科学性和美观性。这种既直观又具体的方式，不仅能促进学生全面掌握知识及其背后的原理，还有助于培养学生的动手能力，从而有效地发展学生科学探究等生物核心素养。
　　（二）构建数学模型，培养理性思维
　　另外，数学模型的构建也是目前生物教学中比较常见的模型构建法。数学这门学科和生物其实有很多交集，只要通过一定的学习，便不难发现它们之间的共同点。数学的逻辑性很强，有严密的计算过程，并且可以对计算方法追根溯源，培养学生理性思考的核心素养，十分适合用于解释生物中存在数据变化的知识点。
　　如：在学习人教版高中生物必修一中的第6章第1节“细胞的增殖”这一内容时，可以用数学模型建构的方法，让学生理解有丝分裂过程细胞核中遗传物质的变化。对于这个小节中“有丝分裂”这部分的知识，相信很多教师都遇到过讲解了学生听不明白、想不透彻以及对相关数量变化理解模糊的情况，而引入数学模型建构之后这类问题就会迎刃而解，同时，还会因此而加深学生的记忆，巩固知识网络。教师可以要求学生详读课本内容，然后根据细胞增殖不同阶段产生的现象，绘制染色体数量变化图。接下来，教师可以带领学生一起将染色体各个阶段的数量在数学坐标图中具体标注出来，形成具象的数学图表，以便观察和解读。当整个过程结束以后，学生会自然而然地感受到数学模型建构的魔力，那就是原本抽象的有丝分裂各阶段变化，清晰明了地以坐标图的形式表现出来，尤其是染色体数量的变化，更加一目了然。
　　通过以上内容我们不难发现，在高中生物教学过程中，模型构建因其易操作、好理解和成效显著受到越来越多师生的青睐。这种方法不仅大大活跃了课堂，帮助学生进一步理解枯燥的生物理论知识，还能让学生在潜移默化中提升核心素养水平。另外，经过以上一番讨论，更值得注意的是模型建构法的具体落实，也就是说模型建构法教学的展开不光是完成任务，而是要在做中有概念的形成和理解，以此为脉络逐步展开，并且重视学生的体验、思维和创造，才能保证学生都能学有所得。
　　【参考文献】
　　[1]陈燕，王磊.模型法在高中生物教学中的应用[J].中学生物学，2017.33（01）：8-31
　　[2]丁思思.高中生物学物理模型的开发与应用研究[D].陕西师范大学，2017
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