《模型与建模——中学生物学模型教育》读书笔记 新北区龙城初级中学 张婷
发布时间:2024-04-25   点击:   来源:原创   作者:黄伟文培育室

生物学教育中的建模既是一种生物学教学的基本课型,也是一类关于生物学模型与建模的教学内容,更是一种关乎生命科学现象、解释及规律“模型化”的素养目标。

模型的本质:是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述,它蕴藏着对各种对象和系统结构的表征。模型具有主观性、目的性、发展性、功能多样性、非完全复制性、表征对象的多样性、表达方式的多样性。学者们普遍认为模型具有描述、解释和预测功能。

从科学模型的角度,将模型归纳为以下类型:概念模型、物理模型、数学模型。在《模型与建模》一书中,左开俊老师主要以高中教材中涉及的例子来进行分析,通过阅读笔者将初中教材中涉及的相关类型加以补充。

概念模型的分层级呈现,能帮助读者用图或线的形式建立重要概念彼此间的练习。解释类——图文并茂的模型呈现形式可以丰富读者的感性认识,培养阅读者的形象思维,如七上P37“植物细胞结构和功能”,七上P73“根细胞吸水和失水模式”等。结构类——比较典型的就是七下人体各大系统结构图,以图形为载体,有次序地层次化展现物体的结构组成。概括类——精髓是找到事物的共性,可以构建“链式传递”“框架整合”等形式,高效浓缩教材中多章节的知识点,有利于学生对知识的融会贯通,提高复习的效率。

物理模型有静态模型如动植物细胞结构模型、眼球的结构模型等,动态结构模型如七下人体呼吸运动模型。学生构建物理模型,帮助学生把所学知识转化提炼,调动多种感官体验,进一步培养学生的探究和创新能力。

科学合理的构建数学模型,可以在一定程度上培养学生用数学思维区解决生物学实际问题的能力。如八上生态系统的组成就可以表示为:生态系统=生物成分+非生物成分,生物成分=生产者+消费者+分解者。再有遗传学中的概率问题的推演。

“神经调节的基本方式”为例,就教学中如何构建概念模型,促进学生理解和应用生物学概念,发展核心素养进行论述。

“神经调节的基本方式”选自苏教版生物学七年级下册第4单元第12章“人体生命活动的调节”中“人体的神经调节”的第2课时。本节内容主要包括反射的概念、反射的类型、反射的意义等,是对前“神经系统组成”的再深入,同时也是对后续理解“人体生命活动的受到神经调节—激素调节共同作用”奠定基础。

在日常生活中,学生经常经历和体验一些跟神经调节相关的现象。但是他们不能很好的将生活现象与其对应的生理本质联系起来。因此教师既要充分利用学生来自生活的真实体验创设情境,引导学生逐步完成从事实到反射概念的形成,初步构建概念;创设情境支架,在情境中体悟反射的结构基础是反射弧,加深对条件反射本质的理解,深化概念模型;关注生活,运用条件反射原理探索提高学习效率的方法,应用概念模型。

模型建构是实现行为与思维统一的过程,基于大概念进行概念模型教学,引导学生在“建模”中体验概念的形成,在“析模”中深挖概念的内涵,在“用模”中拓展概念的外延,发展学生科学思维,提高初中生物概念教学实效。

 


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