物理模型在高中生物教学中的实践应用初探

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　　摘 要：高中生物一直以来都是一门知识点抽象且繁杂的科目。为了帮助学生更好地理解生物知识点，建立物理模型的教学方法也被运用到了高中生物学的教学之中。建立物理模型的教学方式能够提供一种直观的印象给学生。本文从多方面探讨了建立模型的必要性谈起，阐述了物理模型应用到高中生物教学的优点，希望对高中生物的教学有所助益。
　　关键词：物理模型；高中生物；教学实践
　　生物学科的一大特点就是知识多而杂，专业术语、概念比较抽象，单独理解知识点比较费力。而生物学概念在学生形成科学完整的知识框架中起到至关重要的作用，是构成生物学知识网络的重要节点。生物学概念的掌握尤其是核心概念的掌握是理解生物学知识的基础，是学习生物学新知识的奠基石。本文列举了多个高中生物利用物理模型的教学例子，阐述了建立物理模型对高中生物教学的助益，希望对相关的研究者有所帮助。
　　一、 模型建构的必要性
　　高中生物在高中阶段是一门重要的学科，在新课标的要求中明确写出，要求学生了解建立模型等科学方法，了解其在科学研究中的作用，培养学生的建模思想和建模能力，达到掌握生物学的基础知识的目的。由此可以看出构建模型在教学中的重要性。在美国的科学教育标准中，也明确指出了模型构建是学生需要掌握的研究方法之一。由此可以看出模型构建对于学生思维能力的培养是必要的，这种教学方法是符合国际标准的。
　　二、 高中生物模型建构教学的现状
　　在当前的高考大背景下，高中生物教学的导向还是以得分为主，所以高中生物教师主要也是要求学生熟练地掌握各章节的知识点，对于学生动手能力的培养并不重视，教师对于模型的构建也没有十分重视，就算是有模型，也是为了完成课堂教学的需要，教师并没有重视学生模型建立思维的培养。另一方面，由于许多学校教学资源有限，没有充足的教学模具和活动场所来给师生进行教学实践。加上有一些教师思想观念落后，当学生在模型的建立方面遇到问题时，教师只能纸上谈兵，不能帮助学生解决问题，导致学生不能完全理解抽象的知识，不能建立建模思想，不会运用所学的知识。教学质量自然不能得到提高。
　　三、 巧用物理模型，使核心概念变抽象为具体
　　物理模型在生物学教学中运用得当可以起到事半功倍的效果，让原本看不见摸不着的生物学变化过程，变成直观的形式，更容易让人接受。在高中生物课堂上运用建立物理模型的形式让学生掌握抽象的概念，能够给学生留下更深刻的印象，让学生更好地理解核心内容和知识点。
　　（一） 减数分裂教学中物理模型的应用
　　高中生物中，减数分裂是一个核心内容。不同的物种染色体数目和形态各不相同，但减数分裂的规律是一致的，在细胞减数分裂的过程中，同源染色体会有联会等复杂的行为，染色体数目也会发生多次变化。这就要求学生要有很强的空间想象能力。教师在讲授减数分裂过程中染色体的变化过程时，就可以建立合适的物理模型，让学生的感受更加直观。
　　教师可以分发给学生纸片，让学生分组合作，自己动手画出染色体，再将各染色体裁剪下来，还原减数分裂时同源染色体的动态变化过程。学生可以自己模拟出减数分裂过程中非同源染色体的自由组合过程等，帮助学生更好地掌握减数分裂这一知识点。
　　（二） 性状分离比教学中物理模型的应用
　　在高中生物学中，孟德尔定律是重要的核心内容。孟德尔定律揭示出遗传学的两个基本定律，分离定律和自由组合定律，统称为孟德尔遗传规律。虽然书本上通过一些例子和图像对定律做出了解释，但是课本上的知识始终是抽象的，为了让学生更好地理解，教师在讲授分离定律时可以建立一个物理模型给学生，让给学生在实验中验证这一定律，能够更好地理解定律的内涵。例如，教师可以准备两个小桶，分别代表雌性器官和雄性器官，小桶内装上彩色小球，表示雌雄配子，让学生每次从不同的桶里分别抓取一个小球，记下球上的数字，重复50到100次再来计算结果，验证自由分离定律。
　　（三） 生物膜教学中物理模型的应用
　　生物膜是生物学教学中的一个基础知识点，生物膜具有许多特点，诸如选择透过性，拥有亲水性和疏水性等。为了帮助学生更好地理解生物膜的功能，教师大可以带领学生利用身边的废旧物品制作一个生物膜的模型。生物膜是一个流动镶嵌的模型。要想制作生物膜的物理模型，就要搞清楚生物膜的结构层次。制作的过程中有问题学生可以自主探索，大大地提高了学习的效率。制作模型的过程就是一个学习的过程，不知不觉中，学生就掌握了生物膜相关的知识。制作好的物理模型也能更加直观的体现生物膜的结构特点，给学生直观的感受。建立物理模型对学习生物这门学科，有非常多的好处。
　　四、 物理模型的建立对高中生物教学多方面的意义
　　一方面，物理模型构建教学有利于教师更新教学观念，提高课堂教学质量，解决生物学教学上抽象概念教学的难题。另一方面，构建物理模型的生物学教学方式能够让教师跟学生有一个近距离的接触，师生之间形成互动，学生也能一改被动接受知识的格局，成为课堂的主体，自主探索学习，符合当下新课标培养学生多方面综合能力的要求。
　　五、 結语
　　高中生物教学中运用物理模型来教学，帮助学生直观、形象的理解和记忆生物知识点，能更帮助学生形成系统的生物学理论知识，有助于教师提高课堂质量和效率，打造优质的课堂教育环境，可以为祖国培养更多优秀的人才。
　　参考文献：
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　　[3]潘明凤.物理模型促进高中生物学概念建构的教学策略[J].中学生物学，2018，34（6）：8-9.
　　[4]万蔡琳.采用自制物理模型构建高中生物概念的实践探索[D].南京：南京师范大学，2015：6，13，20.
　　作者简介：
　　刘宗巨，甘肃省嘉峪关市，甘肃省嘉峪关市第一中学。
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