陳永生

（安徽省桐城中學(xué) 安徽安慶 231403）

概念模型相對于數(shù)學(xué)或物理模型而言，無法用直觀的圖形曲線或?qū)嶓w體現(xiàn)，需要教師引導(dǎo)、幫助學(xué)生積極思考、總結(jié)歸納，并結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)一步對自己建構(gòu)的知識體系或模型進(jìn)行梳理或調(diào)整，最后才能生成高度凝練又簡約直觀體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的模型。學(xué)生在學(xué)習(xí)中會經(jīng)常遇到難以理解的核心概念及生命活動過程，或者對微觀的生命活動過程把握不準(zhǔn)。教師基于核心概念，幫助學(xué)生建構(gòu)概念模型，可以落實教學(xué)目標(biāo)，更好地讓學(xué)生把握知識的內(nèi)在。下面就以上幾個方面進(jìn)行具體的實踐總結(jié)。

1 基于教材概念模型的再建構(gòu)完成教學(xué)過程

1.1 對自然選擇學(xué)說概念模型的分析

教材對達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主體內(nèi)容呈現(xiàn)，就是以一個概念模型的構(gòu)架來實現(xiàn)的，它包含的內(nèi)容點比較多。在實際教學(xué)中，教師通常以文本描述的過程進(jìn)行教學(xué)。但是，自然選擇學(xué)說的內(nèi)容包含要點多，并且要求學(xué)生能基于各內(nèi)容點進(jìn)行一定的推理，逐步生成結(jié)論，在此基礎(chǔ)上得出物種進(jìn)化的結(jié)果。

1.2 分析模型內(nèi)容引導(dǎo)總結(jié)歸納生成新的概念模型

教師可引導(dǎo)學(xué)生分析自然選擇學(xué)說內(nèi)容，將“事實1：生物過度繁殖傾向”“事實2：物種內(nèi)的個體數(shù)保持穩(wěn)定”“事實3：有限資源”簡化合并為生物進(jìn)行生存斗爭的原因，再將“事實4：個體存在變異”“事實5：許多變異可遺傳”精簡提煉為有利的可遺傳變異。基于這兩個要點，教師促進(jìn)學(xué)生得出結(jié)論：自然選擇適者生存、不適者被淘汰，最后逐代積累有利變異進(jìn)化出新的生物類型。

1.3 學(xué)生課堂歸納生成要點凝練的概念模型

學(xué)生通過課堂活動，建構(gòu)自己的概念模型。教師對模型的結(jié)構(gòu)形式不作具體要求，但一定要具有自然選擇學(xué)說的幾個核心要素和結(jié)論，引導(dǎo)要素不全面或者推理不全面的學(xué)生作出修正。多數(shù)學(xué)生的概念模型如圖1所示。

圖1 自然選擇概念的模型

2 對教材的假說進(jìn)行演繹而建立分析模型

2.1 對自然選擇影響生物種群基因頻率的分析

教材中具有該內(nèi)容的完整文本探究的過程，包括介紹情景、提出問題以及探究思路的假說-演繹過程。許多學(xué)生不理解假說的內(nèi)容導(dǎo)致的結(jié)果之間的邏輯關(guān)系，所以教師要加強(qiáng)學(xué)生對這部分的演繹推理，有利于學(xué)生理解自然選擇的過程。

2.2 基于文本假說分析自然選擇作用于基因頻率的過程

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行假說分析：樹干變黑的情形下，淺色個體的樺尺蠖因為更容易被天敵捕食，不利于生存，而深色個體易生存。故在各代中淺色個體越來越少而深色個體越來越多，進(jìn)而使得種群中的淺色基因（s）頻率遞減而深色基因（S）頻率增加，體現(xiàn)自然選擇通過對表現(xiàn)型的選擇而改變種群的基因頻率。

2.3 師生課堂活動討論建構(gòu)過程總結(jié)生成模型

教師引導(dǎo)學(xué)生分析探究的文本，并結(jié)合達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的模型要素建構(gòu)概念模型。模型的建構(gòu)過程要著重體現(xiàn)環(huán)境改變對生存斗爭的具體結(jié)果的影響，并且體現(xiàn)基因頻率的改變，最后得出符合邏輯的推理結(jié)果。另外，教師要強(qiáng)調(diào)該過程結(jié)果的待驗證性，即仍需使用數(shù)學(xué)演算模擬基因頻率的改變，通過數(shù)學(xué)演算對該模型的正確性進(jìn)行驗證，由此在鍛煉學(xué)生建構(gòu)概念模型的同時，也強(qiáng)化假說-演繹科學(xué)思維的應(yīng)用。師生課堂建構(gòu)、分析各種模型，并生成較為典型的模型作為最終展示的結(jié)果（圖2）。

圖2 自然選擇影響生物種群基因頻率的概念模型

3 通過實施模型建構(gòu)對課題內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)性生成

3.1 分析內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介

內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞生活的直接場所，而生物體是從外界環(huán)境所獲得養(yǎng)料并排泄廢物至外界，因此內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。在教學(xué)中，這一結(jié)論是結(jié)論性的內(nèi)容，教師通常不會用比較感觀的形式來體現(xiàn)，也沒有條理性的分析。如果僅僅用一個結(jié)論進(jìn)行總結(jié)性的描述，學(xué)生對該概念的本質(zhì)仍然理解不清。或者，教師直接在教學(xué)中呈現(xiàn)相關(guān)的概念模型，但模型建構(gòu)的邏輯與教學(xué)過程沒有融合在一起，對于學(xué)生而言，僅僅是一個“新”的需要記憶的大知識點而已，無法起到應(yīng)有的效果。

3.2 結(jié)合知識要點，建構(gòu)模型，實現(xiàn)概念教學(xué)的目標(biāo)

“內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介”這一概念是本節(jié)課的總結(jié)點，涉及總結(jié)歸納全課的知識要點，將內(nèi)環(huán)境的組成及關(guān)系與人體幾個重要的生命活動過程聯(lián)系起來，難度較大。因此，教師引導(dǎo)學(xué)生共同建構(gòu)該概念模型。

教師引導(dǎo)共建模型的關(guān)鍵在于教師的引導(dǎo)方式要有效結(jié)合課堂學(xué)習(xí)的方式。概念模型是高度凝練學(xué)科知識的結(jié)構(gòu)，且各要點之間既要符合邏輯關(guān)系也要具有科學(xué)性，所以教師的建構(gòu)模型的引導(dǎo)過程要分步實現(xiàn)，同時也要緊密聯(lián)系學(xué)科內(nèi)容。

（1）利用教材結(jié)論生成模型的主要關(guān)系。

內(nèi)環(huán)境作為媒介，要勾連細(xì)胞內(nèi)液和外界環(huán)境這兩個主體（圖3）。所以建模第一步就是要讓學(xué)生理解模型的雛形，然后才能使學(xué)生基于這個前提繼續(xù)完善模型。

圖3 模型的雛形

（2）結(jié)合學(xué)科內(nèi)容，將模型主體充實化。

細(xì)胞要進(jìn)行生命活動，要從外界獲取如氧氣、葡萄糖等養(yǎng)料，也需將二氧化碳、尿素等細(xì)胞代謝廢物排出體外。教師要引導(dǎo)學(xué)生分析：在該過程中內(nèi)環(huán)境承擔(dān)什么作用？內(nèi)環(huán)境的三大組分中有哪些成分又與相關(guān)生理過程有聯(lián)系？如氣體交換涉及哪個器官哪個系統(tǒng)？營養(yǎng)物質(zhì)的獲得依賴什么過程？代謝廢物如何排出體外？……基于這些內(nèi)容的分析，學(xué)生先作草稿，調(diào)整它們在模型中的位置和關(guān)系，分析討論是否存在錯誤或矛盾，初步建構(gòu)模型的“粗胚”。分析模型時，教師引導(dǎo)學(xué)生先局部建構(gòu)，然后再統(tǒng)一在一起，分析過程可如下：

氧氣如何獲得？（外界——氧氣——內(nèi)環(huán)境——氧氣——細(xì)胞）

氧氣通過什么器官依賴什么系統(tǒng)進(jìn)入內(nèi)環(huán)境？（肺部進(jìn)行氣體交換，依賴呼吸系統(tǒng)，但是要通過循環(huán)系統(tǒng)才能運(yùn)輸?shù)饺砀魈帲?/p>

葡萄糖如何獲得？它又如何進(jìn)入內(nèi)環(huán)境？二氧化碳要怎樣排出到胞外？尿素如何代謝？通過什么生理過程進(jìn)入外界？

……

學(xué)生思考一系列的相關(guān)問題，從而思考分析模型的局部，理順各部分間的關(guān)系。

（3）聯(lián)系生理過程，將系統(tǒng)器官組織在模型內(nèi)部。

師生通過共同的分析討論，打磨“粗胚”，同時將涉及到的幾個重要生命過程的器官、系統(tǒng)聯(lián)系在一起。這樣既可以讓學(xué)生理解內(nèi)環(huán)境是怎樣作為媒介的，也讓學(xué)生知道人體的生命活動是復(fù)雜的，是許多器官系統(tǒng)共同維持實現(xiàn)的。初步生成模型后，教師還要提醒學(xué)生注意遺漏或不全之處，群策群力共同完成模型的建構(gòu)。

綜上所述，在具體的教學(xué)中教師要改變過去的思維模式，不以模型本身的內(nèi)容為唯一重點，而是要通過模型的建構(gòu)過程來實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，同時培養(yǎng)學(xué)生的分析問題整合知識的能力，真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。