摘 要：本文總結(jié)歸納了平時(shí)教學(xué)、解題分析和綜合復(fù)習(xí)等環(huán)節(jié)中模型轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)，對(duì)教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)進(jìn)行了反思和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高中生物教學(xué)；模型轉(zhuǎn)換；解題分析；綜合復(fù)習(xí)

近年來(lái)，模型教學(xué)廣泛應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和生物等課堂，并已經(jīng)成為中學(xué)教學(xué)研究的一個(gè)熱門(mén)課題。新課程背景下的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》也增加了模型建構(gòu)等教學(xué)內(nèi)容，建模思維和建模能力成為中學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)。因此，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)模型和熟悉模型，尤其在特定情景下進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換，日益成為中學(xué)生物教師教學(xué)中的焦點(diǎn)。

一、 模型轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)

（一） 平時(shí)教學(xué)中培養(yǎng)模型轉(zhuǎn)換意識(shí)

要進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換，首先必須熟練掌握各種模型的構(gòu)成以及各自特點(diǎn)。因此教師在平時(shí)教學(xué)過(guò)程中，必須引導(dǎo)學(xué)生去認(rèn)識(shí)模型，分析模型，特別是教材中出現(xiàn)的幾個(gè)典型的生物模型要重點(diǎn)討論和講解，如光合作用相關(guān)坐標(biāo)曲線模型、DNA的結(jié)構(gòu)模型和減數(shù)分裂染色體變化模型等，從而培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建模型和轉(zhuǎn)換模型的意識(shí)。例如：教學(xué)《細(xì)胞的增殖》中的“細(xì)胞周期”這一概念時(shí)，我要求學(xué)生選擇用不同的模型來(lái)表示一個(gè)細(xì)胞周期。學(xué)生根據(jù)自己的愛(ài)好和特長(zhǎng)先自主思考，然后再進(jìn)行同桌間的討論。匯報(bào)時(shí)，有的用一個(gè)圓來(lái)表示（圖1），把細(xì)胞周期的連續(xù)性表現(xiàn)得淋漓盡致；有的用線段來(lái)表示（圖2），簡(jiǎn)潔明了；有的用坐標(biāo)曲線來(lái)表示（圖3），能較好反映細(xì)胞周期中關(guān)鍵性物質(zhì)DNA的變化；還有一些同學(xué)用柱形圖表示（圖4），更加直觀，各期比例非常清楚。最后我要求學(xué)生總結(jié)和歸納各模型的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)各模型進(jìn)行比較分析，找出相互之間的聯(lián)系，以及如何進(jìn)行相互之間的轉(zhuǎn)換，從而培養(yǎng)模型轉(zhuǎn)換的意識(shí)。

教學(xué)反思：模型轉(zhuǎn)換意識(shí)的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于平時(shí)的點(diǎn)滴教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生自主地進(jìn)行模型構(gòu)建和模型轉(zhuǎn)換，要結(jié)合學(xué)生的興趣和個(gè)性特長(zhǎng)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。眾所周知，學(xué)生在情緒、興趣、注意、思維等諸多方面存在著差異，同一種方法不一定適合每一個(gè)學(xué)生。教師在開(kāi)展模型轉(zhuǎn)換教學(xué)時(shí)，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，尊重學(xué)生的個(gè)性、特征。讓學(xué)生自由選擇相應(yīng)模型來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，教師及時(shí)指導(dǎo)如何進(jìn)行模型之間的轉(zhuǎn)換，這樣既培養(yǎng)了模型轉(zhuǎn)換的意識(shí)，又能使學(xué)生獲得最大限度的發(fā)展。

（二） 解題分析時(shí)運(yùn)用模型轉(zhuǎn)換方法

在解題過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到題干很復(fù)雜很難理解的題目，學(xué)生讀了幾遍還是無(wú)法真正理解題目表達(dá)的意思，這時(shí)如果能夠把復(fù)雜題干轉(zhuǎn)換成一個(gè)概念圖模型，用圖解的方法把其動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程展示出來(lái)，會(huì)起到事半功倍的效果。

例題呈現(xiàn)：研究小白鼠的生命活動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)發(fā)現(xiàn)：向小白鼠注射促甲狀腺激素，會(huì)使下丘腦的促甲狀腺激素釋放激素分泌減少。對(duì)此現(xiàn)象的解釋有兩種觀點(diǎn)，觀點(diǎn)一：這是促甲狀腺激素直接對(duì)下丘腦進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果；觀點(diǎn)二：這是促甲狀腺激素通過(guò)促進(jìn)甲狀腺分泌甲狀腺激素，進(jìn)而對(duì)下丘腦進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果。為探究原因，請(qǐng)根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（1）實(shí)驗(yàn)材料和用具：生理狀態(tài)相同的小白鼠若干，各種相應(yīng)手術(shù)、注射器材，適宜濃度的促甲狀腺激素等（對(duì)相關(guān)激素的檢測(cè)方法及相關(guān)手術(shù)過(guò)程不作要求）

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

①將生理狀態(tài)相同的小白鼠平均分為A、B兩組，測(cè)定兩組動(dòng)物血液中________的含量，取平均值。

②用手術(shù)器械將A組小白鼠的________（器官）切除，B組做相同的外傷手術(shù)，但不摘除此器官。

③ 。

④ 。

（3）請(qǐng)你預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出相應(yīng)的結(jié)論。

（4）如果實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果既不支持觀點(diǎn)一，也不支持觀點(diǎn)二，請(qǐng)你再提出其他的觀點(diǎn)。

解析：在改卷過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生錯(cuò)誤很多，得分率很低，各種錯(cuò)誤解答五花八門(mén)。我經(jīng)過(guò)整理后，作了細(xì)細(xì)的思考，努力尋找錯(cuò)誤的癥結(jié)所在，并且又找了一些同學(xué)進(jìn)行交流和分析，終于找出了出錯(cuò)的主要原因：拿到這個(gè)題目，讀完冗長(zhǎng)的題干，不知道如何分析，無(wú)法理解題干所表達(dá)的意思。這時(shí)我及時(shí)地提示學(xué)生進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)學(xué)生把題干文字陳述轉(zhuǎn)換成概念圖模型再進(jìn)行分析（圖5）。學(xué)生馬上發(fā)現(xiàn)整個(gè)題干的意思就變得清楚明了：該實(shí)驗(yàn)題要探究的問(wèn)題無(wú)非是促甲狀腺激素是直接抑制下丘腦的活動(dòng)還是間接抑制下丘腦的活動(dòng)。

圖5 概念圖模型

答案：（2）①促甲狀腺激素釋放激素 ②甲狀腺 ③向A、B兩組小白鼠注射等量的適宜濃度的促甲狀腺激素 ④在相同且適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，測(cè)定A、B兩組小白鼠血液中促甲狀腺激素釋放激素的含量，取平均值。

（3）若A組小白鼠促甲狀腺激素釋放激素不減少（或增加），B組小白鼠促甲狀腺激素釋放激素減少，則支持觀點(diǎn)二；若A組小白鼠和B組小白鼠促甲狀腺激素釋放激素都減少，且減少的量相等，則支持觀點(diǎn)一。

（4）這是促甲狀腺激素對(duì)下丘腦進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，又通過(guò)促進(jìn)甲狀腺分泌甲狀腺激素，進(jìn)而對(duì)下丘腦進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果。（其他答案合理也給分）

反思體會(huì)：概念圖模型是把題干中文字和關(guān)鍵詞由箭頭等符號(hào)連接形成的一種模型圖，它的特點(diǎn)是圖示比較直觀化、模式化，表達(dá)比較簡(jiǎn)明、清楚。它既能揭示事物的主要特征、本質(zhì)，又直觀形象、通俗易懂。概念圖模型能較好地反映題干表述的意思，可將內(nèi)隱的思維過(guò)程展現(xiàn)在學(xué)生面前，經(jīng)過(guò)分析能迅速獲得該變化過(guò)程的關(guān)鍵特點(diǎn)和規(guī)律，抓住各事物之間變化的本質(zhì)原因，提高學(xué)生思維能力和解題能力。

（三） 綜合復(fù)習(xí)時(shí)進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換的分析

在細(xì)胞代謝的復(fù)習(xí)中，很多生理過(guò)程都依賴(lài)圖、表和曲線等模型呈現(xiàn)出來(lái)。因此，在綜合復(fù)習(xí)時(shí)進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換教學(xué)是非常必要的。并且在教學(xué)中進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換的分析不僅能提高學(xué)生對(duì)生理過(guò)程本質(zhì)的直觀認(rèn)識(shí)，而且能領(lǐng)悟到生物模型的科學(xué)美，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

例如在代謝復(fù)習(xí)時(shí)出現(xiàn)下面這個(gè)模型：甲圖表示某適溫下植物葉肉細(xì)胞在光照強(qiáng)度分別為a、b、c、d時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞CO2釋放量和葉綠體O2產(chǎn)生總量的變化（單位略）?？吹竭@個(gè)模型時(shí)，我沒(méi)有直接要求學(xué)生去認(rèn)識(shí)它，而是拿出了平時(shí)代謝教學(xué)中很熟悉的另外一個(gè)模型（坐標(biāo)曲線圖乙），通過(guò)設(shè)置一系列問(wèn)題層層引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這兩個(gè)模型進(jìn)行比較和分析：

問(wèn)題1：甲圖a點(diǎn)代表植株什么生理狀態(tài)？對(duì)應(yīng)于乙圖哪個(gè)點(diǎn)？學(xué)生回答：甲圖a點(diǎn)表示光合速率為0，對(duì)應(yīng)于乙圖A點(diǎn)。

問(wèn)題2：甲圖b點(diǎn)和c點(diǎn)又代表植株什么生理狀態(tài)？分別對(duì)應(yīng)于乙圖哪個(gè)點(diǎn)？經(jīng)過(guò)一番思考與討論，學(xué)生回答：甲圖b點(diǎn)時(shí)，光合速率是3個(gè)單位，呼吸速率不變?nèi)允?個(gè)單位，所以呼吸速率大于光合速率，對(duì)應(yīng)于乙圖AB之間的某個(gè)點(diǎn)（不包括A點(diǎn)和B點(diǎn)）；c點(diǎn)葉綠體O2釋放量為6，葉肉細(xì)胞CO2釋放量為0，代表光合速率等于呼吸速率，對(duì)應(yīng)乙圖中的B點(diǎn)。

問(wèn)題3：甲圖中d點(diǎn)對(duì)應(yīng)于乙圖中的C點(diǎn)嗎？學(xué)生回答：不一定，從圖中信息很難判斷，可能是BC之間的點(diǎn)，也可能是C點(diǎn)以后。通過(guò)上述比較分析，能激發(fā)學(xué)生的思維，提高應(yīng)變能力，使知識(shí)融會(huì)貫通，真正做到“懂一題，會(huì)一類(lèi)”的效果。

教學(xué)體會(huì)：坐標(biāo)曲線比較形象直觀，能清晰地反映出隨光照強(qiáng)度變化各階段葉肉細(xì)胞CO2的數(shù)量變化以及葉綠體O2釋放量的變化，把直方圖模型轉(zhuǎn)換成曲線模型后將兩者進(jìn)行比較分析，能培養(yǎng)學(xué)生模型轉(zhuǎn)換的能力，掌握解答這類(lèi)題目的方法，也增強(qiáng)了自身分析思維能力。

二、 實(shí)踐中的幾點(diǎn)想法

模型轉(zhuǎn)換作為高中生物一種科學(xué)的思維方法，對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力、情感態(tài)度的發(fā)展具有重要意義，該方法的要點(diǎn)是抓住題干中原模型的本質(zhì)特征以及題目的客觀要求，把復(fù)雜的原模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，以構(gòu)建一個(gè)能解決題目客觀要求的新模型，便于學(xué)生解決許多實(shí)際的問(wèn)題，更透徹地理解生物科學(xué)知識(shí)。在具體的教學(xué)實(shí)踐中，筆者有以下幾點(diǎn)想法：

（一） 運(yùn)用的目的要明確

必須有利于學(xué)生對(duì)原模型的理解，這是解題中運(yùn)用模型轉(zhuǎn)換的前提條件。不能立足于表面和形式化，不講究實(shí)效。不能只是了解模型轉(zhuǎn)換的知識(shí)，不掌握模型轉(zhuǎn)換的具體方法，造成學(xué)生只是學(xué)到膚淺的知識(shí)，沒(méi)有真正提高能力。因此，通過(guò)模型轉(zhuǎn)換教學(xué)，必須能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，有效提高學(xué)生的解題能力，提高生物學(xué)素養(yǎng)。

（二） 授之以漁，讓學(xué)生會(huì)學(xué)

俗語(yǔ)說(shuō)得好“授人以魚(yú)不如授人以漁”。因此，在教學(xué)中應(yīng)該積極引導(dǎo)學(xué)生去理解、掌握和運(yùn)用。以學(xué)生為教學(xué)的主體，是模型轉(zhuǎn)換教學(xué)的核心，也符合新課程的理念。當(dāng)題目呈現(xiàn)的材料或模型很難對(duì)該題進(jìn)行分析時(shí)，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換，讓學(xué)生主動(dòng)地參與知識(shí)的運(yùn)用過(guò)程。教師通過(guò)提出一系列問(wèn)題，如進(jìn)行哪種類(lèi)型的轉(zhuǎn)換；這樣轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)；轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該要注意哪些問(wèn)題等，通過(guò)讓學(xué)生相互討論，進(jìn)行必要的思維碰撞，讓學(xué)生學(xué)會(huì)模型轉(zhuǎn)換的方法，認(rèn)識(shí)到通過(guò)對(duì)各種模型的比較、分析和總結(jié)，找出知識(shí)的本質(zhì)聯(lián)系和區(qū)別，提高學(xué)習(xí)的能力。

（三） 不能把模型轉(zhuǎn)換作為絕對(duì)真理去認(rèn)識(shí)和運(yùn)用

模型轉(zhuǎn)換是在一定的條件和范圍內(nèi)操作的，運(yùn)用時(shí)一定要注意條件或做一些必要的修改。且并不是所有的生物模型試題都需要進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換，那些直接利用原模型就能輕松解答的生物試題是沒(méi)有必要進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換的。因此，模型轉(zhuǎn)換作為高中生物教學(xué)一種重要方法，要用得恰當(dāng)、合理，才能在生物試題解答中發(fā)揮其重要的作用。

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作者簡(jiǎn)介：

陶志堅(jiān)，浙江省紹興市，浙江省紹興市柯橋區(qū)柯橋中學(xué)。