物理模型在高三生物復(fù)習(xí)中的運(yùn)用

李湘琳

摘要：《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)作為課程宗旨，科學(xué)探究的重要作用再次得到重視，通過模型構(gòu)建能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。對(duì)此，本文將以高三年課堂教學(xué)為切入點(diǎn)，分析物理模型在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合高中生物模型建構(gòu)運(yùn)用的現(xiàn)狀，列舉出高中生物課堂改進(jìn)的方法，僅作拋磚引玉之用。

關(guān)鍵詞：物理模型;高三復(fù)習(xí);應(yīng)用方法

引言：

在實(shí)施新課程標(biāo)準(zhǔn)的大背景下，生物學(xué)科作為培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和實(shí)踐能力的重要基礎(chǔ)學(xué)科，在高三生物復(fù)習(xí)過程中，如果能居于生物學(xué)的事實(shí)和證據(jù)結(jié)合模型與建模，尤其通過對(duì)物理模型的靈活應(yīng)用，對(duì)學(xué)生掌握生物的核心概念，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)踐能力，在新情境下解決問題，具有重要的意義。

一、高三生物復(fù)習(xí)過程中模型建構(gòu)的應(yīng)用價(jià)值

《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維提出明確的要求，要求能運(yùn)用模型與建模解決生活實(shí)踐中的問題?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)》也在宏觀上明確強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)生物的重要價(jià)值，而且也提出了一系列的要求，學(xué)生需要掌握基本的模型建構(gòu)方法，由此來(lái)展開多元化的探究和分析，在實(shí)踐的過程中逐步形成建模思想并具備建模能力。模型的構(gòu)建能夠引導(dǎo)學(xué)生完善自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成生物學(xué)概念，能夠讓學(xué)生的成長(zhǎng)符合教育的標(biāo)準(zhǔn)和需求，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，符合高校對(duì)人才選拔的要求。

二、高中生物模型建構(gòu)教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

絕大部分高三生物教學(xué)依舊側(cè)重于研究高考試題，教師培養(yǎng)學(xué)生的目的大多是為了提高他們的筆試水平，讓學(xué)生掌握不同章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，并沒有真正意識(shí)到學(xué)生動(dòng)手等綜合能力發(fā)展的必要價(jià)值，對(duì)學(xué)生模型構(gòu)建能力的培養(yǎng)沒有足夠的重視和關(guān)注。即便是創(chuàng)設(shè)了相應(yīng)的模型，大多也只是為了滿足公開課課堂教學(xué)的需要，并沒有真正讓學(xué)生掌握模型建構(gòu)的思想和方法。再加上很多學(xué)校擁有的資源是相對(duì)有限的，模型構(gòu)建在課堂教學(xué)中運(yùn)用的效果并不十分理想。除此之外，一些教師并沒有從傳統(tǒng)的模式中尋求改革和創(chuàng)新，依舊是”滿堂灌”，觀念較為落后，讓學(xué)生通過題海戰(zhàn)術(shù)來(lái)積累更多的考試經(jīng)驗(yàn)和技巧，這種機(jī)械性的練習(xí)會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生固有的思維定式，當(dāng)他們遇到與模型建構(gòu)有關(guān)的問題或者新情境時(shí)，往往也會(huì)感到手足無(wú)措，學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解更是無(wú)法深入，許多知識(shí)只是停留在較為淺顯的層面上。

三、物理模型在高中生物復(fù)習(xí)中的應(yīng)用方法

（一）應(yīng)用于減數(shù)分裂的教學(xué)。減數(shù)分裂內(nèi)容在高中生物中占有重要的地位，這部分內(nèi)容與遺傳的基本定律及生物的變異關(guān)系密切，學(xué)生在解決問題的過程中受到諸多困擾。雖然這部分內(nèi)容在復(fù)習(xí)時(shí)可以通過歸納總結(jié)等形式讓學(xué)生去掌握相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，但在知識(shí)的運(yùn)用方面學(xué)生經(jīng)常感到困難。細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，染色體的行為和數(shù)目是如何變化的？為什么會(huì)發(fā)生這樣的變化？對(duì)于這些微觀的內(nèi)容要讓學(xué)生憑空想象是挺難的，需要具備一定的空間想象能力，雖然可以借助PPT課件來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，但效果不很理想。因此，在復(fù)習(xí)時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過物理模型來(lái)建構(gòu)減數(shù)分裂過程中染色體變化的各個(gè)階段，這樣可以帶來(lái)更加直觀的視覺體驗(yàn)，真正領(lǐng)悟減數(shù)分裂的實(shí)質(zhì)。具體做法是：教師可以給學(xué)生分發(fā)兩種不同顏色的紙片，讓學(xué)生分成不同的小組先自行繪制出染色體，然后再把染色體裁剪下來(lái)，進(jìn)一步還原減數(shù)分裂時(shí)染色體的動(dòng)態(tài)變化過程，同組的學(xué)生可以根據(jù)自己的繪制結(jié)果自由模擬，自由組合，加深對(duì)知識(shí)的理解，教師也可以讓學(xué)生上臺(tái)進(jìn)行演示[1]。當(dāng)然在材料的選擇方面，扭扭棒和橡皮泥等也是不錯(cuò)的選擇材料。

（二）應(yīng)用于性狀分離比教學(xué)。孟德爾遺傳定律在高中生物占據(jù)重要的地位。分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ)，盡管教材運(yùn)用假說(shuō)-演繹的科學(xué)方法并結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表，對(duì)這一定律作出了闡釋，但有的學(xué)生學(xué)生無(wú)法理解分離定律的本質(zhì)和內(nèi)涵，他們?cè)趶?fù)習(xí)的時(shí)候也很容易忽略一些重要的問題。這種情況下，教師可以借助物理模型，讓學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)探究來(lái)驗(yàn)證這一定律。教師可以先準(zhǔn)備好兩個(gè)小桶，分別代表雌性器官和雄性器官，每個(gè)小桶內(nèi)裝上兩種彩色小球，分別表示兩種雌配子和兩種雄配子，然后再讓學(xué)生從不同的小桶里分別抓起一個(gè)小球，記錄兩球結(jié)合的結(jié)果，當(dāng)重復(fù)50～100次之后，統(tǒng)計(jì)出最后的結(jié)果，并對(duì)這一結(jié)果用分離定律作出解釋。在模型建構(gòu)時(shí)，應(yīng)結(jié)合相關(guān)的問題讓學(xué)生思考，例如：每個(gè)小桶中兩種顏色的小球數(shù)量要求一樣嗎？為什么？?jī)蓚€(gè)小桶中小球的數(shù)量要求相同嗎？為什么？不同的小桶里分別抓起一個(gè)小球并結(jié)合，模擬什么過程？這樣帶著問題去完成模型建構(gòu)更具有重要的指導(dǎo)意義。當(dāng)然，由于高三復(fù)習(xí)的時(shí)間安排較為緊湊，教師也可以鼓勵(lì)學(xué)生通過繪圖的形式來(lái)建構(gòu)物理模型，這樣的學(xué)習(xí)過程更具有實(shí)效性。

（三）應(yīng)用于生物膜教學(xué)。生物膜學(xué)習(xí)是打開生物學(xué)大門的一把鑰匙，生物膜本身也具有明顯的特點(diǎn)，例如選擇透過性、一定的流動(dòng)性，親水性和疏水性等等。生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定生物膜的基本功能。為了更好掌握生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以組織學(xué)生用身邊的廢舊物品，制作生物膜的結(jié)構(gòu)模型。由于生物膜具有流動(dòng)性，所以學(xué)生必須要在制作的過程中分清生物膜的結(jié)構(gòu)層次，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)的引導(dǎo)下，使制作的過程就是一個(gè)知識(shí)建構(gòu)的過程，加深對(duì)生物膜的理解，更直觀掌握生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。除此之外，教師也可以在課堂上根據(jù)不同類型的練習(xí)，讓學(xué)生結(jié)合繪圖等方法來(lái)解決問題，把物理模型運(yùn)用到解題的過程中[2]。

綜上所述，物理模型在高三生物復(fù)習(xí)中的應(yīng)用是合理且必要的，這是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究的應(yīng)有之策，也是解決生物抽象概念教學(xué)難題的有效措施。本文通過減數(shù)分裂，性狀分離比，生物膜這三個(gè)案例，論述了物理模型的應(yīng)用方法，具有一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉宗巨. 物理模型在高中生物教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用初探[J]. 考試周刊，2019（31）.

[2] 羅克超. 模型建構(gòu)在高三生物復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用——以”光合呼吸”專題復(fù)習(xí)為例[J]. 西部素質(zhì)教育，2019，005（008）：226-227.

（基金項(xiàng)目：福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目“物理模型在理科綜合教學(xué)中的拓展應(yīng)用研究”，NO.JZ170422）