生物學是自然科學中的一個重要組成部分，其研究成果為人類文明、醫(yī)療進步、生態(tài)改善提供著決定性的理論支撐，生物學的重要性可想而知。在初中階段，一來由于生物學沒有得到足夠重視，導致學生沒有學好生物學的動力；二來，學生學習生物的方式也存在問題，學生誤把生物學與其他學科“一視同仁”，全憑背誦記憶，完全與理解記憶的理念背道而馳。但是基于生物學的研究特性，學生必須轉(zhuǎn)變目前的學習理念，將“數(shù)據(jù)支撐”和“模型導向”作為初中階段生物學學習的指導方針。這樣不僅可以幫助學生養(yǎng)成良好的理解和學習生物學知識的習慣，更可以在此前提下提升學生的動手能力和空間邏輯思維能力，這樣的教學方式不僅可以培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的生物學習習慣，更可以在此基礎上提升實踐能力和空間邏輯的理解能力。讓他們體會到與以往不同的學習生物的方法，從而漸漸對生物產(chǎn)生興趣，提升自主學習生物的內(nèi)在動力。在新課程標準的要求中，構建模型已經(jīng)成了學生學習自然科學學科的必修能力，物理模型、數(shù)學模型、概念模型是構建模型的主要形式。下文我將結合具體的日常教學實際，淺談模型構建在初中生物教學中應用。

一、用物理模型直觀表達抽象的生物學概念

所謂物理模型，就是抓住了物體的三態(tài)特性，將生物學結構以物理學形態(tài)的形式展現(xiàn)出來，以達到對生物學結構直觀體現(xiàn)的目的。

在生物結構中，很大一部分知識點是基于細胞層次、微生物層次的，這些生物結構太小，以至于肉眼無法直接觀察和研究，在此情況下，物理模型的構建可以幫助學生還原生物結構細節(jié)，通過這樣的直觀印象更能讓學生理解細胞和微生物的結構特點。另外，構建物理模型的教學方法可以為學生打開一個嶄新的接觸生物學的大門，讓學生充分感知到生物學的奇妙之處，由此學生自然會產(chǎn)生好奇心和學習生物的欲望，這樣就能引發(fā)學習的積極主動性。不但可以提升效率，更有可能發(fā)現(xiàn)學生的一技之長。比如，在教學“生物和細胞”這一章節(jié)的時候，教師在講臺上講述細胞結構和成分的時候，由于學生無法親眼看到細胞，無法切身感受到細胞的概念，因此教師講解的內(nèi)容無法引起學生的共鳴，學生也很難快速記住關于細胞的知識點，只能通過死記硬背。此時，構建細胞物理模型的必要性就顯現(xiàn)出來了。教師可以在初步講解完書本知識點以后，帶學生來到實驗室，以洋蔥表皮細胞為例（如需研究動物細胞，則可以口腔表皮細胞為例），讓學生首先在顯微鏡下研究采集的細胞，觀察細胞結構，在對細胞各組成部分大概認識以后，教師可以組織學生用橡皮泥搭建細胞的物理模型，讓學生在親手構建物理模型的過程中了解各組成部分的形狀和功能，讓學生對“細胞”這一抽象的概念有一個直觀的認識，為今后深入學習生物打好基礎。

二、用數(shù)學模型總結概括生物學規(guī)律

數(shù)學模型的構建與物理模型存在著質(zhì)的差異，數(shù)學模型并不如物理模型那么看得見摸得著，甚至數(shù)學模型是建立在假設的基礎上的。即根據(jù)一些急需被證明的理論，構建一個相對較大的數(shù)據(jù)庫，針對生物學疑問的實際反饋，經(jīng)過數(shù)學計算，得出生物學內(nèi)在的特定規(guī)律，并通過反復的實驗來減少誤差，以求得到一個最接近生物真實進化、發(fā)展、遺傳、變異等的特定規(guī)律。

構建數(shù)學模型在初中生物的教學中起著至關重要的作用。英國著名科學家、物理學家牛頓說過：“數(shù)學是所有科學學科的基礎”，就是因為數(shù)學對其他學科有佐證的作用，在生物學的教學中，首先數(shù)學模型可以幫助學生運用諸如統(tǒng)計學、概率學等數(shù)學知識來證實已存在的生物理論，也可以對尚未成立的理論進行科學驗證；其次，數(shù)學模型的構建可以讓學生逐漸養(yǎng)成一套科學的學習和研究思路，培養(yǎng)學生善于運用數(shù)學作為工具進行學習的思維，提升學生的學習能力。比如，在教學“空氣質(zhì)量與健康”這一章節(jié)時，教師直接的、沒有數(shù)據(jù)支撐的講述對于學生而言完全沒有信服力。通過應試化教育之后，也只能知道“低下的空氣質(zhì)量有害于身體健康”這一結果，但是做不到知其所未然，學生無法直接闡述這一結果成立的原因和事實根據(jù)。教師在教學該章節(jié)的時候，可以和學生一起來到培養(yǎng)室，分組飼養(yǎng)健康程度一致的小白鼠，但是不同小白鼠所處的環(huán)境里空氣質(zhì)量都有差異，大致分為5組，空氣質(zhì)量由好到壞編號為一到五。在飼養(yǎng)的時間中實時記錄小白鼠的身體指標和健康狀況，并將所得數(shù)據(jù)繪制成時間坐標的數(shù)學模型，從該數(shù)學模型中可以觀察曲線走勢，發(fā)現(xiàn)，空氣質(zhì)量越好的環(huán)境中，小白鼠的健康狀況和身體指標更好，以此得出“低下的空氣質(zhì)量有害于身體健康”的結論。

三、利用概念模型構建生物學知識體系

概念模型更像是一種對生物學的同一概念系統(tǒng)中各個概念的之間關系的歸納，它就像是一張知識網(wǎng)，將學生在同一章節(jié)設計到的知識點以網(wǎng)狀、線狀等模型體現(xiàn)出來，幫助學生快速梳理當前章節(jié)中各知識點之間的相互關系，幫助學生有效記憶，提高課堂的教學效率。概念模型的構建是師生雙方共同完成的，教師在這個過程中幫助學生找到一個有效的梳理知識點并有效理解的途徑，而學生則是在構建模型的過程中慢慢養(yǎng)成自主歸納總結的能力。例如，在教學“生物圈”這一章節(jié)時，教師為學生畫出食物鏈就是一個構建概念模型的過程，可以幫助學生迅速了結生物圈中各個層級生物之間的生存關系，幫助學生理解和記憶。

結語：綜上所述，模型構建已經(jīng)成為初中生物教學的主要形式之一，它以立體直觀的形象優(yōu)點能更有效的增強學生對生物知識的記憶。另一方面通過模型的構建，學生可以深入理解晦澀難懂的生物學概念，這對剛接觸生物科目的初中生來說是及其關鍵的。教師可以在抽象知識的講解中運動模型的直觀具象性，利用數(shù)學模型總結生物學規(guī)律，并且可以運用該方式在學生的腦海中建立關于生物學知識系統(tǒng)的思維導圖。模型構建是提高初中生物學習水平的重要武器之一，初中生物教師要充分意識到這點，然后善于運用該方式展開有效教學。