陈现

摘要：高中生物是以生命活动、自然规律为主要研究对象的学科，虽然生物与学生的实际生活密切相关，但其知识具有一定的抽象性，学生在学习生物知识的过程中常常出现难以理解的现象，导致高中生物课堂学习效果不佳。基于此，高中生物教师在优化课堂教学时，应灵活运用生物模型，不断提高高中生物课堂教学有效性。本文以高中生物课堂教学作为研究切入点，针对生物模型在具体课堂教学中的应用进行详细的研究和分析。

关键词：高中生物；生物模型；制作；应用策略

最新的《普通高中生物课程标准》明确提出了“生物核心素养”一词，要求生物教师在组织和开展课堂教学时，应关注学生的课堂参与度，促使学生在知识探究的过程中理解生物概念，培养自身的生命观念、理性思维、科学探究能力和社会责任等。面对这一要求，高中生物教师在组织和开展课堂教学时，应更新教学理念，构建高中生物模型，并灵活运用生物模型激发学生的学习兴趣，深化学生对知识点的理解，不断提高高中生物课堂教学的有效性。

1   生物模型的内涵及特点

在高中生物新课程改革背景下，新的教学方法被应用到课堂中，生物模型也随之出现。模型就是一种工具，或者是一种媒介，可帮助学生对相关知识进行解释和描述，最终帮助学生更好地理解和记忆知识。生物模型具有以下特点：可将抽象的知识直观化、形象化、具体化，提高学生对知识的掌握程度；具有极强的针对性，能够将生物知识的本质规律呈现出来，有针对性地解决与此类规律有关的实际问题，建立生物知识与实际问题之间的联系；通过生物模型的应用，可以精准地反映出各个因素之间的关系，促使学生掌握相关知识之间的联系。

2   简析生物模型构建及其应用

在高中学科教学中，模型构建的教学方式应用广泛。就高中生物教学而言，在教师的有效引导下，通过开展生物模型的制作活动来学习有关知识，有利于促进学生深入理解和消化所学知识。现阶段，应用于高中生物课堂上的模型形式多样，可分为数学模型、物理模型和概念模型，不同模型具有不同的特点。

2.1数学模型

数学模型是指应用数学语言和逻辑方法构建的模型，能够揭示问题的本质特征。就高中生物教学而言，教师可借助公式、图表等形式，形象且具体地展示出相关知识点，并助力学生准确掌握知识点。例如，在讲解《种群数量的变化》一课时，学生在教师的指导下，通过构建的数学模型得出“J”形曲线，并根据客观事实来修改模型，直至最后得出适应客观规律的“S”形曲线。由此可见，通过引导学生开展制作数学模型的活动，可以在帮助学生深化理解相关知识点的同时，促进学生构建数学模型能力的有效培养和锻炼。

2.2物理模型

物理模型是指通过使用真实对象或图片来可视化和识别对象，进而呈现知识点的模型。就高中生物教学而言，通过构建实物物理模型来直观展示相应知识点，把抽象的生物学知识转化成具体的实物，可以帮助学生更好地理解生物知识。例如，在分析和研究细胞膜的特性时，教师可引导学生根据细胞膜的组成结构，制作细胞膜的物理模型，并借助模型深入探讨细胞膜的性质。这种教学方式，不仅能提升学生的动手实践能力，而且有利于学生在分析和解决问题时灵活应用所学知识。

2.3概念模型

概念模型是指针对认识对象的本质特征，运用文字表达进行的抽象概括，是对知识内在联系进行文字梳理的一种模型。高中生物教学中经常会使用到概念模型。在面对相对复杂琐碎的知识点时，教师会先梳理好其中的逻辑关系，并利用适当的语言完成表述，从而引导学生结合概念模型分析、总结相应知识点，最终做出准确的判定。例如，在“遗传物质DNA”的学习过程中，教师引入DNA的概念模型，将其立体结构直观地展示出来，这样就很容易让学生理解DNA的双螺旋结构，并通过结构了解其主要的功能，起到深化理解概念的作用。

3   生物模型在高中生物教學中的具体应用

3.1构建生物模型，激发学习兴趣

在进行生物模型教学活动时，教师应摆脱应试教育的束缚，及时转变落后的教学观念，积极寻找更加符合新课程改革要求的先进教学模式，做到“轻教重学”，正视生物模型构建在发展学生综合能力方面的优势，积极响应新课改号召，创造性地使用教材，灵活运用各种教学素材，巧妙设计出符合学生认知结构的模型，引导学生在生物模型构建和利用的过程中进行思考、探究、学习和发展。构建物理模型是生物模型教学中最为重要的方式，主要将微观的结构、微观的现象等作为切入点，对其进行放大，或者利用等比例的实物呈现出来，最终帮助学生直观、详细地了解所学的生物知识，使得学生能够在模型的帮助下，对微观结构进行清晰的观察，不断提升学习能力。在构建、运用和检验生物模型的时候，没有刻板的程序，没有固定的方法，必须要对多种知识、多种方法等进行综合、灵活地运用，并在此基础上充分发挥想象力，通过类比、联想等，指导学生认真地演绎和归纳，最终对生物知识进行分析和综合。例如，在“细胞的增殖”的教学中，针对“有丝分裂”这一微观知识，教师可引导学生通过构建生物模型的方式展开学习。教师可利用提前准备好的纸板、图钉、细绳等物品，引领学生对有丝分裂各个时期的模型进行构建，帮助学生在模型直接感知的过程中，直观地了解细胞的增殖方式。如此一来，学生在生物模型构建的过程中，可深入体验生物知识的规律，加强了知识与实践的联系，提高了学生的主动性。另外，教师在借助生物模型开展生物教学时，还可以将细胞分裂的过程制作成动画，以此构建动画式的生物模型，使学生在形象的画面中，对有丝分裂各个时期的染色体变化过程进行详细的观察，以便于学生更好地明确染色体变化规律，最终使学生深刻掌握这一知识点。

3.2构建生物模型，理解生物知识本质

数学模型也是生物模型中最为重要的组成部分，主要是借助数学逻辑方法、数学相关语言等，为学生构建一个科学模型、工程模型。具体来说，生物学科中的数学模型主要是利用数学函数、数学图表、数学公式等，将生物的本质规律展示出来，最终促使学生在数学模型的帮助下，总结生物规律，更好地理解生物知识的本质。同时，在这一学习过程中，学生自身的思维能力也随之提升，落实了生物核心素养下的教学目标。例如，在“酶”这一部分知识的教学中，“影响酶活性的因素”是学生理解的难点。教师在开展生物模型教学时，可引导学生开展“影响酶活性底物浓度”实验，指导学生在不同浓度的底物下，针对酶的活性展开分析，并结合实验所得的数据进行记录，绘制出曲线图表。如此一来，在数学模型的帮助下，学生可对这一问题有直观的了解，总结出当底物浓度比较低的时候，伴随着其浓度的增加，酶的活性也随之增加，反应速度也随之加快；当反应达到一定的速度之后，伴随着底物浓度的增加，酶的活性不再随之增加。在“pH值对酶的活性影响”的实验中，也可借助数学模型的构建，使学生更直观地了解，只有pH值在最合适的时候，酶的活性才能达到高峰。并且在实验中发现，酶的种类不同，受pH值影响也有所不同， 在pH值高于、低于酶的最适pH值时，酶促反应的速度也随之降低，同时在这一环境条件下，酶逐渐失去活性。如此一来，通过数学模型的应用，学生可对酶的活性的影响因素进行感知，并掌握促进反应的因素。在数学模型的帮助下，学生有效地掌握了生物知识点，更好地理解了相关知识，显著提高了生物学习效率。

3.3构建生物模型，提升学生问题解决能力

构建生物模型的过程，就是对生物原型客体进行科学的抽象过程。科学的抽象就是根据所研究问题的性质、目的等，借助与原型本质相似的模型。面对这一要求，首先应对原型展开明确的分析，明确主次，并在此基础上将次要因素、次要矛盾等找出来，将主要矛盾、主要因素凸显出来，最终抓住本质、关键性的问题。核心素养要求下，教师通过构建生物模型，加强抽象生物知识与实际问题之间的联系，为学生提供解决问题的方法和思路，让学生在模型的构建和利用中，提升自身的思维能力，实现提升生物核心素养的教学目标。在传统的高中生物课堂教学模式下，教师过分追求成绩，对学生开展多而杂的习题训练，不仅加重了学生的学习负担，也难以提升学生解决问题的能力。面对这一现状，高中生物教师在优化课堂教学时，应积极构建生物模型，引导学生在生物模型的帮助下解決相关问题，使学生在解决问题的过程中，不断提升自身的能力。例如，在“酶的作用和本质”的教学中，教师在引导学生做练习题的时候，就可借助生物模型这一工具。教师将全班学生进行分组，并为每个学习小组准备了一个有关“酶作用”的模型，引导学生借助生物模型，在规定的时间内将酶模型的运动流程呈现出来，最终使学生更好地理解酶的作用机制。

3.4构建生物模型，体现生物知识规律

高中生物知识中涉及大量的计算和推理，是学生学习的重点和难点，在分析和解决这些问题的时候，通过数学模型的构建，能够透过繁杂的生物现象看到其中的生物规律，提升学生的学习与探究能力。通过模型构建，能够帮助学生透过生物千变万化的表面现象，理解造成生物现象的本质规律，让学生感受到大自然的鬼斧神工，体会生物知识的魅力。例如，在“自由组合定律”的教学中，教师可以给学生展示孟德尔用纯种绿色皱粒和黄色圆粒亲本杂交实验，子一代没有绿色皱粒的表型，然后用子一代黄色圆粒自交，子二代的表型比较丰富，各种性状的豌豆都依据一定的规律呈现出来，学生进一步探究，发现子二代的主要性状表现为黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱为9∶3∶3∶1。随后，教师将子二代的性状进行单独分析，黄色与绿色、圆粒与皱粒的比例都为3∶1，符合分离定律，其中黄色与圆粒为显性性状。因此，可以对遗传因子的分离和自由组合进行假设，纯种黄色圆粒为AABB，纯种绿色皱粒为aabb，然后进行组合就能够构建出自由组合定律的数学基本模型，即9∶3∶3∶1模型。同时，结合具体的情况，该数学模型也可以发生变形，如9∶6∶1，15∶1，9∶3∶4，9∶7等，这样既能够提升学生的建模能力，又能够帮助学生更好地解决实际问题。

3.5构建生物模型，培养思维能力

构建生物模型的最终目的是对学习对象进行概括性描述，以及对复杂的生物知识进行简单的描述。在构建生物模型的过程中，学生需要对其进行观察、实验、归纳、演绎等，并运用所学的生物知识进行假设、模拟。同时，在构建生物模型的过程中，学生还可以将复杂的生物知识进行简化，最终将知识的本质属性抽离出来。另外，在生物模型构建的过程中，学生也经历了对知识的体验、思考、探索过程，在亲身体验的过程中，加深了对生物知识的理解，提升了自身的理性思维能力。因此，面对高中生物核心素养下的教学目标，教师要引导学生在学习中积极构建生物模型，引导学生在模型构建的过程中培养科学思维能力。同时，在构建生物模型的过程中，教师要充分发挥自身的引导价值，引导学生对所学的生物知识进行归纳、抽象和简化。学生在构建生物模型的过程中，使得抽象的生物知识更加具体化，收到了良好的学习效果，也促进了思维能力的提升。

综上所述，生物模型教学作为新课程改革背景下的一种新型教学方法，对于激发学生的生物学习兴趣，理解生物知识，提升自身的综合能力，具有十分重要的价值，是提升学生生物核心素养的重要途径。基于此，面对新课程改革背景下的高中生物教学目标，生物教师必须要及时更新教学理念，遵循一定的原则，精心制作生物模型，并将其灵活运用到生物教学中，在生物模型的帮助下，不断提高生物课堂教学的有效性。

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