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        淺議高中生物教學(xué)中物理模型的制作方法

        2019-05-10 10:17:28劉宗巨
        新課程·下旬 2019年4期
        關(guān)鍵詞:高中生物

        劉宗巨

        摘 要:在高中生物教學(xué)中,構(gòu)建物理模型是一種有效的學(xué)習(xí)方法,能夠豐富生物教學(xué)形式,推動(dòng)學(xué)生的生物探究實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的探究能力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:高中生物;物理模型;制作

        一、物理模型的概念和分類(lèi)

        物理模型不僅包括物質(zhì)模型還包括思想模型。物質(zhì)模型是指以具體的實(shí)物來(lái)展示其原來(lái)的特征,與原型具有一定的相似度,如設(shè)計(jì)生態(tài)缸等。思想模型是指根據(jù)建模的思維方法以形象化、理想化的方法構(gòu)建的模型,如生物膜流動(dòng)鑲嵌模型等。

        二、高中生物教學(xué)中物理模型使用的意義

        1.有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高

        在生物教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)方式發(fā)生了改變,學(xué)生不再是單純地被動(dòng)接受知識(shí),而是從問(wèn)題著手,開(kāi)始探究、體驗(yàn)和創(chuàng)新。構(gòu)建物理模型,有利于同學(xué)之間的交流,在良好的互動(dòng)中使抽象問(wèn)題形象化,學(xué)生能夠直觀地了解生物知識(shí),促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性,使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。物理模型的構(gòu)建還能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)生物的探究興趣,促進(jìn)小組合作的開(kāi)展,讓學(xué)生從探究中收獲成功,提高學(xué)習(xí)效率。

        2.有利于提高教學(xué)效率

        物理模型的使用能夠加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解,比單純的講授和機(jī)械的練習(xí)更有效。而且有利于提高學(xué)生的建模能力,使學(xué)生能夠在遇到新的情景后自主建模。通過(guò)物理建模還能夠?qū)⑾嚓P(guān)生物知識(shí)進(jìn)行直觀剖析,展示知識(shí)的本質(zhì)屬性,加強(qiáng)知識(shí)間的聯(lián)系,幫助學(xué)生形成生物知識(shí)體系,提高生物教學(xué)效率。

        3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)

        在物理模型構(gòu)建的過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)小組合作的方式體驗(yàn)建模的過(guò)程,學(xué)會(huì)了搜集資料和模型構(gòu)建的方法,體會(huì)了探索和發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,提升了科學(xué)精神。同時(shí)在物理模型構(gòu)建的過(guò)程中,學(xué)生必然會(huì)遇到很多困難,通過(guò)困難的解決提高了問(wèn)題解決能力和品質(zhì),提高了學(xué)生的能力。

        三、高中生物教學(xué)中物理模型的制作方法

        1.利用教材中的知識(shí)構(gòu)建物理模型

        物理模型的制作應(yīng)根據(jù)生物的具體形狀、顏色等按照一定的方法來(lái)制作,展示事物正確的位置,揭示事物的本質(zhì),豐富課堂教學(xué)。由于課堂時(shí)間有限,在有限的時(shí)間內(nèi)應(yīng)選擇一個(gè)簡(jiǎn)單的物理模型進(jìn)行構(gòu)建,讓學(xué)生有所收獲,有成就感,進(jìn)而保持物理建模的信心。例如,在“制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”中,教師就應(yīng)讓學(xué)生在了解了細(xì)胞的三大基本結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能后,再讓學(xué)生動(dòng)手制作模型。教師首先讓學(xué)生選擇制作材料,如廢舊報(bào)紙,容易獲得,同時(shí)也有一定的硬度;在選擇液泡時(shí),學(xué)生所選擇的材料有橡皮泥、氣球等,都十分形象。在制作過(guò)程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,如細(xì)胞器的相對(duì)數(shù)量是否科學(xué)等,教師要給予一定的指導(dǎo)和幫助,讓學(xué)生完成自己的作品,然后進(jìn)行互評(píng),指出優(yōu)缺點(diǎn),力爭(zhēng)下次改進(jìn)。通過(guò)此類(lèi)教材內(nèi)物理模型的構(gòu)建能夠讓學(xué)生從枯燥的文字中形象地體會(huì)有關(guān)知識(shí),加深對(duì)教材知識(shí)的理解,更好地構(gòu)建生物知識(shí)體系。

        2.利用課外生物知識(shí)構(gòu)建物理模型

        在課外學(xué)習(xí)過(guò)程中,有很多難題都可以通過(guò)物理模型的構(gòu)建來(lái)解決。例如,在進(jìn)行生物膜的流動(dòng)鑲嵌的物理模型構(gòu)建過(guò)程中,教師可以通過(guò)兩種方式構(gòu)建模型,一種是課堂引導(dǎo),另一種是學(xué)生課后構(gòu)建,課堂演示。第一種,課堂引導(dǎo)構(gòu)建物理模型。在課前,教師應(yīng)給學(xué)生每人準(zhǔn)備一張8K白紙,將紅色卡紙剪成磷脂分子,將綠色卡紙剪成蛋白質(zhì)分子。讓學(xué)生在8K的白紙中間畫(huà)一條線,線上面為空氣,線下為水,讓學(xué)生將磷脂分子放入水中,思考如何排序,然后讓學(xué)生動(dòng)手排列,體會(huì)磷脂分子的性質(zhì),即“腦袋浸水蹺腳”,進(jìn)而提高了學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)的記憶。第二種,學(xué)生課上互評(píng)。教師可以充分利用學(xué)生的課余時(shí)間完成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的物理模型構(gòu)建。首先讓學(xué)生預(yù)習(xí)“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”,然后讓學(xué)生尋找材料制作模型。在課堂講課之后,教師應(yīng)讓學(xué)生展示自己的模型,并介紹制作方法、進(jìn)行自我點(diǎn)評(píng),然后讓學(xué)生進(jìn)行互評(píng)。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下構(gòu)建物理模型,不僅能夠讓學(xué)生學(xué)到生物知識(shí),同時(shí)也能夠掌握生物思維方法。

        四、利用物理模型掌握生物概念

        第一,以科學(xué)史為依據(jù)的物理模型。高中生物教學(xué)的重點(diǎn)之一就是生物概念教學(xué),利用生物科學(xué)史能夠讓學(xué)生掌握更豐富的知識(shí),使概念在一定的背景出現(xiàn),使學(xué)生更好地理解和接受。例如,在“DNA分子結(jié)構(gòu)”教學(xué)中,就能夠根據(jù)科學(xué)史的物理模型建構(gòu),讓學(xué)生以此為依據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)概念本質(zhì)的理解。教師就可以利用科學(xué)家沃森和克里克的研究讓學(xué)生動(dòng)手建模,理解DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),體會(huì)科學(xué)成果來(lái)之不易,掌握一定的科學(xué)研究方法。

        第二,利用對(duì)比構(gòu)建物理模型。在生物概念的學(xué)習(xí)中,經(jīng)常會(huì)遇到抽象的概念,教師可以利用物理建模為學(xué)生提供熟悉的概念,提升對(duì)概念的理解。例如,可以薩頓的比較基因和染色體在細(xì)胞及減數(shù)分裂過(guò)程的變化對(duì)比出基因和染色體存在的平行關(guān)系,進(jìn)而推測(cè)基因在染色體上。

        第三,借助顯性化的物理模型。教師應(yīng)通過(guò)顯性化的物理模型讓學(xué)生的思維顯性化,掌握學(xué)生對(duì)概念的掌握程度,提高概念的教學(xué)效率。例如在學(xué)習(xí)“DNA重組技術(shù)的基本工具”時(shí),教師可以讓學(xué)生利用紙片、剪刀等工具構(gòu)建一個(gè)“DNA重組技術(shù)的模擬操作”,判斷學(xué)生對(duì)有關(guān)概念的認(rèn)識(shí)和理解。

        在高中生物中還有很多知識(shí)能夠用于物理建模,如真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型、血糖調(diào)節(jié)模型等,這里不再一一闡述??傊?,在高中生物教學(xué)中利用物理模型能夠幫助學(xué)生引出問(wèn)題、探究問(wèn)題和理解問(wèn)題,讓學(xué)生重溫科學(xué)探索之路,從中掌握物理建模的方法,提升物理建模的能力。

        參考文獻(xiàn):

        [1]鄭峰.例談在高中生物教學(xué)中物理模型的構(gòu)建[J].亞太教育,2015(15):55.

        [2]萬(wàn)蔡琳.采用自制物理模型構(gòu)建高中生物概念的實(shí)踐探索[D].南京師范大學(xué),2015.

        注:本文系2018年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題《高中生物教學(xué)中物理模型建構(gòu)的行動(dòng)研究》,課題立項(xiàng)號(hào):GS[2018]GHB3534。

        編輯 郭小琴

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