吳琦玲

（福建省泉州市第五中學(xué)，福建泉州 362000）

模型方法是現(xiàn)代科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中經(jīng)常運用的具有相當(dāng)普遍性的分析研究事物和解決問題的方法之一，它既是一種科學(xué)方法也是一種思維方法。高中生物學(xué)新課程重視模型方法教學(xué)，把模型和生物學(xué)基本事實、概念、原理、規(guī)律并列為必須獲得的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，同時將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法（包括模型方法）、科學(xué)思維及科學(xué)精神等生物科學(xué)素養(yǎng)視為普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的首要基本理念與核心任務(wù)[3]。而依據(jù)核心素養(yǎng)的要素研制的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對高中生物學(xué)的教與學(xué)具有很強的指導(dǎo)作用。高考題關(guān)注生物學(xué)科素養(yǎng)立意，注重對科學(xué)思維和科學(xué)探究等的考查，本文以細(xì)胞代謝專題為例，探討概念模型建構(gòu)在解題中的應(yīng)用。

1 問題驅(qū)動，構(gòu)建概念模型，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

所謂科學(xué)思維，是指為了正確認(rèn)識客觀世界所具有的思辨模式和認(rèn)識方法，它是連接實踐與理論的橋梁。高考題尤為突出體現(xiàn)對“科學(xué)思維”能力的考查，許多題目都在簡單的問題情境下，層層設(shè)問，暗含邏輯。解題過程中，通過設(shè)計問題，以任務(wù)驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生思考，突出學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。教學(xué)中幫助學(xué)生“以科學(xué)家的思維方式或模擬科學(xué)家的研究過程”進(jìn)行學(xué)習(xí)，體驗科學(xué)研究的方法，逐步養(yǎng)成科學(xué)的思維方式。在遇到同類型題時，學(xué)生可以直接用模型解題；也可運用相同的方法提出問題，分析變量，展開探究，得出結(jié)論。

例如“2011年.大綱卷31（節(jié)選）某同學(xué)從溫度為55～65℃的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細(xì)菌，并從該細(xì)菌中提取了脂肪酶?；卮饐栴}：（3）根據(jù)該細(xì)菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路?！?/p>

此題參考答案：在一定溫度范圍（包括55～65℃）內(nèi)設(shè)置溫度梯度，放在相同且適宜的條件下分別測定該細(xì)菌脂肪酶活性，若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應(yīng)的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴(kuò)大溫度范圍，繼續(xù)實驗，直到出現(xiàn)峰值。

對策：此題要求學(xué)生利用歸納與總結(jié)、演繹與推理等科學(xué)思維解題。解題過程中，可引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：1、該實驗的目的是什么2、實驗的自變量是什么？3、實驗的因變量是什么？4、預(yù)期結(jié)果是什么？結(jié)合本題信息，可得以下模型：“實驗思路：設(shè)置自變量+測定因變量+預(yù)期結(jié)果?！?/p>

2 運用模型構(gòu)建的方法解題，發(fā)展科學(xué)探究

作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，科學(xué)探究是指學(xué)生能夠針對有價值的問題、疑問、難題或者想法進(jìn)行研究，基于好奇與困惑來理解生命世界和建構(gòu)知識的意愿和能力?？茖W(xué)探究也是一種學(xué)習(xí)方式，它促使學(xué)生提出問題，獲得證據(jù)并對這些證據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗[2]。學(xué)生通過一系列的探究實驗，感悟知識的生產(chǎn)過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的思想和方法。解題過程中，教師和學(xué)生之間，學(xué)生與學(xué)生之間的協(xié)作和交流，對概念模型的構(gòu)建都有十分重要的作用。

例：2007，重慶卷31(節(jié)選）甘薯和馬鈴薯都富含淀粉，但甘薯吃起來比馬鈴薯甜。為探究其原因，某興趣小組以甘薯塊莖為材料，在不同溫度、其他條件相同的情況下處理30 min后測定還原糖含量.結(jié)果表明馬鈴薯不含還原糖。

(3)為了確認(rèn)馬鈴薯不含還原糖的原因，請完成以下實驗：

實驗原理：

①_____________________________________________

②_____________________________________________

備選材料與用具：甘薯提取液(去淀粉和還原糖)，馬鈴薯提取液(去淀粉)，二苯胺試劑，斐林試劑，雙縮脲試劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的蔗糖溶液等。

實驗步驟：

第一步：取A、B兩支試管，在A管中加入甘薯提取液，B管中加入等量的馬鈴薯提取液。

第二步：70℃水浴保溫5 min后，在A、B兩支試管中各加入__________________。

第三步：70℃水浴保溫5 min后，在A、B兩支試管中再各加入_______________。

第四步：_________________________________。

實驗結(jié)果：_______________________________。

此題參考答案：①淀粉酶水解淀粉產(chǎn)生還原糖 ②還原糖與斐林試劑反應(yīng)，產(chǎn)生磚紅色沉淀 等量淀粉溶液 等量斐林試劑

沸水浴加熱煮沸1-2 min A管出現(xiàn)磚紅色沉淀，B管呈藍(lán)色

對策：此類型題可分為驗證性實驗、探究性實驗和以教材實驗內(nèi)容為背景的實驗，每種題型都有固定的答題模式。敘述時注意用專業(yè)術(shù)語，科學(xué)準(zhǔn)確的表述。解題時通過分析實驗?zāi)康?，假設(shè)和觀測指標(biāo)等得出以下模型：“實驗原理：實驗假設(shè)+實驗假設(shè)和結(jié)果的關(guān)系+實驗結(jié)果（觀測指標(biāo)）”。在設(shè)計實驗的過程中，要注意遵循實驗原則，注意實驗條件。

3 運用構(gòu)建模型的方法解題，增強學(xué)生的邏輯思維，提高語言表達(dá)能力

近年來，高考題突出對學(xué)生邏思維能力和語言表達(dá)能力的考查。但很大一部分學(xué)生得分不高，主要原因是學(xué)生缺乏邏輯推理和分析綜合能力，不善于運用規(guī)范文字表達(dá)。運用建模方法解題，有助于學(xué)生分析，推理，綜合和運用[1]。

例：2017課標(biāo)Ⅰ30（節(jié)選）植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度，已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}：

（1）將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是____________________。

此題參考答案：植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低。

分析思路如下：已知環(huán)境條件是一密閉小室，適宜條件下照光培養(yǎng)；結(jié)果是兩種植物的光合速率都降低。那么，原因應(yīng)該是在已知條件下，兩種植物發(fā)生的生理變化。表述過程中，講清楚在······條件下，植物甲乙因為·······過程，導(dǎo)致······的結(jié)果即可，同時注意邏輯性，完整性。

構(gòu)建模型：

對策：這類題常見有：“原因是”“結(jié)論是”等幾種問法，這類長句表述題要求學(xué)生運用所學(xué)知識和題干中獲取的信息等歸納總結(jié)自己的觀點，要求抓住主干，且要能合理運用生物學(xué)專業(yè)術(shù)語，符合邏輯。

4 反思

課堂教學(xué)中生物模型的構(gòu)建改變了傳統(tǒng)的教師“滿堂灌”局面，加強了師生間、生生間的互動，有助于學(xué)生系統(tǒng)、完整地學(xué)習(xí)和理解新知識，并運用模型解決一些復(fù)雜的問題，實現(xiàn)高等知識初等化、零散知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力、圖文轉(zhuǎn)換能力、邏輯思維能力、知識的再創(chuàng)造能力，體現(xiàn)了師生的共同智慧，體現(xiàn)了新課程改革的理念[3]。但是在教學(xué)中模型的構(gòu)建需要教師了解學(xué)生的知識能力情況，進(jìn)行有目的、有組織、有層次的設(shè)計并實施，才能真正突破難點，取得比較滿意的教學(xué)效果。

在高中生物新課程的教學(xué)過程中，如何利用不同類型的模型構(gòu)建過程引導(dǎo)學(xué)生探究、解決生物學(xué)問題，使模型成為學(xué)生認(rèn)識生物世界的工具，通過對模型的分析、批判與創(chuàng)造性地建構(gòu)，提高學(xué)生的探究能力和思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，尚需我們努力實踐模型方法教學(xué)策略，在課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，積累更多的教學(xué)經(jīng)驗。