劉祥

【摘要】從簡(jiǎn)單的實(shí)例入手，引導(dǎo)學(xué)生清楚生物模型構(gòu)建應(yīng)遵循的基本原則。

【關(guān)鍵詞】模型構(gòu)建的原則 ?教學(xué)案例

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）18-0170-01

在科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)中，模型是主體與客體之間的一種特殊的中介。一方面，模型是用來(lái)研究客體的工具或手段，另一方面，模型又是客體的替身，是主體進(jìn)行研究的直接對(duì)象。所以，模型具有工具性與對(duì)象性雙重性質(zhì)。

這里我們從三個(gè)方面來(lái)討論建立模型的方法論原則。

1.相似性與簡(jiǎn)單性相統(tǒng)一的原則

建立模型的過(guò)程，也就是對(duì)原型客體進(jìn)行科學(xué)抽象的過(guò)程。所謂科學(xué)的抽象，是指按照所要研究問(wèn)題的性質(zhì)和目的，使模型與原型具有本質(zhì)上的相似性，也就是說(shuō)，要在基本的主要的方面具有相似性。具體說(shuō)來(lái)，首先要盡可能周密地對(duì)原型進(jìn)行具體分析，分清主次;然后，要敢于和善于撇開(kāi)那些次要因素、次要矛盾，突出主要因素、主要矛盾，舍末求本，才能抓住本質(zhì)性和關(guān)鍵性的東西。

從簡(jiǎn)單性來(lái)說(shuō)，就是要化繁為簡(jiǎn)、化難為易，使復(fù)雜事物有可能通過(guò)比較簡(jiǎn)單的模型來(lái)進(jìn)行研究。

2.可驗(yàn)證性的原則

模型具有與原型的相似性，但是是否是本質(zhì)上的相似性呢？模型具有簡(jiǎn)單性，但是是否是合理的簡(jiǎn)單性呢？這些都是需要加以驗(yàn)證的。一般說(shuō)來(lái)，只要模型具有可操作性，就有具體的操作過(guò)程，并能取得具體的研究結(jié)果，這結(jié)果是可以與實(shí)際進(jìn)行對(duì)照和比較的，因而就是可檢驗(yàn)的。如果通過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了模型的缺陷，就要對(duì)模型進(jìn)行修改，甚至代之以新的模型;如果模型經(jīng)受了檢驗(yàn)，還需要進(jìn)而從理論上論證其科學(xué)性，使之更加完善。

3.多種知識(shí)和方法的綜合運(yùn)用原則

建立模型、運(yùn)用模型和檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，都沒(méi)有刻板的程序和固定的方法，需要綜合地、靈活地使用多種多樣的知識(shí)和方法，充分發(fā)揮想象力，善于聯(lián)想和類(lèi)比，也必須充分發(fā)揮科學(xué)抽象和邏輯推理的力量，進(jìn)行認(rèn)真的歸納和演繹，進(jìn)行科學(xué)的分析和綜合。總之，要使經(jīng)驗(yàn)方法與理論方法結(jié)合，邏輯思維與非邏輯思維并用?？茖W(xué)模型凝結(jié)著經(jīng)驗(yàn)、思維、知識(shí)、方法和技巧，是智慧與勤奮的結(jié)晶。

4.“減數(shù)分裂”教學(xué)案例分析

4.1教學(xué)目的（略）

4.2教學(xué)策略

“減數(shù)分裂”為人教版高中生物《遺傳與變異》模塊中第二章的教學(xué)內(nèi)容。由于減數(shù)分裂是微觀、動(dòng)態(tài)、連續(xù)變化的過(guò)程，給準(zhǔn)確認(rèn)知帶來(lái)困難，因此成為教學(xué)的難點(diǎn)。為了突破教學(xué)難點(diǎn)，教師應(yīng)考慮在學(xué)生已有知識(shí)（如有絲分裂）的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)將微觀變?yōu)楹暧^的教學(xué)活動(dòng)?？傮w思路是：根據(jù)高中生物教學(xué)中“模型構(gòu)建”的重要作用，充分利用教材和生產(chǎn)生活中的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生從教材或生活中提煉出問(wèn)題;然后讓全體學(xué)生親自動(dòng)手來(lái)“構(gòu)建模型”，并且歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)。

4.3 教學(xué)片段

4.3.1概念模型構(gòu)建——建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型

（1）制作“同源染色體”（物理模型），概念教學(xué)難點(diǎn)得以突破。學(xué)生兩人一組，利用教師提供的紅黃色橡皮泥制作出已復(fù)制的同源染色體一對(duì)。請(qǐng)學(xué)生在白紙上展示作品，并進(jìn)行介紹。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有的小組不理解顏色所代表的含義，有的不明白長(zhǎng)短為什么必須一致。趁此機(jī)會(huì)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察、思考討論，在爭(zhēng)鳴中更加直觀地對(duì)“聯(lián)會(huì)”、“同源染色體”兩個(gè)概念形成正確的認(rèn)知。

（2）指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建一個(gè)有絲分裂染色體數(shù)目和行為變化的模型。

（3）引導(dǎo)學(xué)生邊討論邊利用模型完成自己猜想的配子形成過(guò)程。期待學(xué)生經(jīng)過(guò)思考和實(shí)踐理解只有在染色體復(fù)制一次細(xì)胞連續(xù)分裂兩次的情況下，才能產(chǎn)生如圖所示的配子。明確這是一種使細(xì)胞中染色體數(shù)目減半的新的細(xì)胞分裂方式。

（4）教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生再次仔細(xì)觀察題圖中配子染色體組成的特點(diǎn)，然后請(qǐng)學(xué)生利用模型說(shuō)明如何能形成如圖所示的配子細(xì)胞。請(qǐng)學(xué)生嘗試歸納形成配子的細(xì)胞分裂（減數(shù)分裂）的過(guò)程與特點(diǎn)。

（5）與此同時(shí)，通過(guò)討論總結(jié)，抽象出減數(shù)分裂過(guò)程中染色體變化的本質(zhì)特征。

（6）利用教材中的哺乳動(dòng)物精子（已有模型）的形成圖解，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的“減數(shù)分裂”的概念。小組合作，利用制作的“同源染色體”演示“減數(shù)分裂”各時(shí)期圖解。

（7）6-8個(gè)小組合作，構(gòu)建一個(gè)減數(shù)分裂染色體的變化的實(shí)物模型。

（8）觀察書(shū)中“哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞形成圖解”，利用模型對(duì)精子形成過(guò)程和卵細(xì)胞形成過(guò)程進(jìn)行比較。

4.3.2減數(shù)分裂過(guò)程中的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建

（1）師生共同探究完成減數(shù)分裂中染色體數(shù)、姐妹染色單體、DNA分子數(shù)、同源染色體對(duì)數(shù)在各個(gè)時(shí)期的數(shù)目變化。

（2）根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出以時(shí)間為橫軸，以各種物質(zhì)分子數(shù)量為縱軸的二維坐標(biāo)柱狀圖或曲線圖，構(gòu)建出減數(shù)分裂中染色體、DNA的數(shù)目變化曲線的數(shù)學(xué)模型。（現(xiàn)以曲線圖為例，如圖1-1所示：）

4.3.3模型運(yùn)用

若有兩對(duì)等位基因，且符合孟德?tīng)柕淖杂山M合定律，在減數(shù)分裂中等位基因是如何分離的？非等位基因又如何自由組合？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)和制作具有兩對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂過(guò)程模型，標(biāo)出兩對(duì)等位基因在染色體的位置，并模擬非等位基因隨非同源染色體自由組合的情況。

4.4課后反思

本教學(xué)設(shè)計(jì)調(diào)整了教材中的教學(xué)順序，將“模型構(gòu)建”活動(dòng)提前，使學(xué)生在已有知識(shí)（有絲分裂）的基礎(chǔ)上，通過(guò)自己的探究體會(huì)減數(shù)分裂與有絲分裂的不同;形成對(duì)減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目和行為變化的直觀印象。雖然教師的組織教學(xué)難度加大，但只要尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，營(yíng)造民主活潑的探究氛圍，精心設(shè)計(jì)各教學(xué)細(xì)節(jié)，一定能取得意想不到的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭娟.高中生物模型構(gòu)建教學(xué)的理論和實(shí)踐研究[D].長(zhǎng)沙：湖南師范大學(xué)，2008：23-24