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高中生物教學(xué)中構建模型方法的研究論文
摘 要：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所做的一種簡(jiǎn)化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達。
關(guān)鍵詞：模型 種類(lèi) 重建 轉換
實(shí)行新課標之后，在全國高考生物科考試大綱考試內容部分考核目標與要求中，關(guān)于實(shí)驗與探究能力有如下要求：具有對一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力，包括運用觀(guān)察、實(shí)驗與調查、假說(shuō)演繹、建立模型與系統分析等科學(xué)研究方法。其中建立模型是新課標探究教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。
下面就模型的種類(lèi)、構建和轉換特點(diǎn)進(jìn)行具體的分析。
一、模型的概念和種類(lèi)
必修1教材對模型的定義是：“模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所做的一種簡(jiǎn)化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達�！薄睹绹鴩铱茖W(xué)教育標準》中的表述是：模型是與真實(shí)物體、單一事件或一類(lèi)事物對應的而且具有解釋力的試探性體系或結構。關(guān)于模型的形式或種類(lèi)，不同論著(zhù)中的說(shuō)法有所相同。
下面這道試題就是要求學(xué)生判斷模型種類(lèi)的：
模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述。模型的形式有多種，下列各項中正確的是______。
A、沃森和克里克的DNA雙螺旋結構模型屬于物理模型
B、種群增長(cháng)模型屬于生物模型
C、血糖調節模型屬于化學(xué)模型
D、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型屬于概念模型
�。▍⒖即鸢概c解析：種群增長(cháng)模型屬于數學(xué)模型，血糖調節模型屬于動(dòng)態(tài)物理模型，生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型屬于物理模型；選A。）
二、模型的重建
在課本上我們可以看到許多模型構建的具體實(shí)例，通過(guò)具體的構建體驗，可以加深對模型特點(diǎn)的認識，理解模型在反映事物或過(guò)程方面的簡(jiǎn)化和直觀(guān)性。在原有模型的基礎上，為了進(jìn)一步加深或拓展對重點(diǎn)問(wèn)題的認識，可以適當進(jìn)行典型模型的進(jìn)一步分析和重建，以提高學(xué)生對相關(guān)模型的認知能力。
下面是兩個(gè)典型的例子：下圖中，如果橫坐標改變，則曲線(xiàn)的變化趨勢最大的是______。
A、①將橫坐標的“光照強度”改為“CO2濃度”
B、②將橫坐標的“溫度”改為“O2濃度”
C、③將橫坐標的“有絲分裂”改為“減數分裂第二次分裂”
D、④將橫坐標的“血糖濃度”改為“內環(huán)境溫度”
不難看出，本題的命題意圖就是要通過(guò)數學(xué)模型的重新構建來(lái)考察學(xué)生對相關(guān)內容的掌握情況。
三、模型間的轉換
利用模型間的轉換來(lái)考察學(xué)生對相關(guān)生物學(xué)問(wèn)題的認識水平，也越來(lái)越頻繁地出現在高考試題中。例如：下圖表示用3H—亮氨酸標記細胞內的分泌蛋白，追蹤不同時(shí)間具有放射性的分泌蛋白顆粒在細胞內的分布情況和運輸過(guò)程。其中正確的是_____。
顯然，該題是將課本上的相關(guān)物理模型（見(jiàn)必修1第48頁(yè)資料分析：豚鼠胰腺腺泡細胞分泌物形成過(guò)程圖解）轉換成了數學(xué)模型，考察學(xué)生的模型轉換能力。
不難看出，模型的特點(diǎn)就是以簡(jiǎn)化和直觀(guān)的形式來(lái)顯示復雜事物或過(guò)程。培養學(xué)生進(jìn)行必要的模型構建、分析和重建，以及嘗試進(jìn)行同一模型不同表達形式或不同模型間的轉換，無(wú)疑是提高學(xué)生科學(xué)素養的有效手段。在教學(xué)中，如果能夠較好地結合課本上各種模型的講解，有目的地進(jìn)行模型構建分析、重建和轉換專(zhuān)題訓練，學(xué)生完全可以掌握通過(guò)模型構建解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)探究方法。
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