初中生物建模教學(xué)的實(shí)施策略

1、初中生物建模教學(xué)的實(shí)施策略 在傳統(tǒng)生物學(xué)科 教學(xué)中，教師過分強(qiáng)調(diào)理論知識的傳授和原理的應(yīng)用，無意 之中忽視了學(xué)生動手能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。這導(dǎo)致學(xué)生理 所當(dāng)然地認(rèn)為，初中生物學(xué)科的學(xué)習(xí)就是簡單的背誦過程。 結(jié)合我校生物學(xué)建模教學(xué)模式的實(shí)踐研究省級基地校課 題開展研究的契機(jī)，筆者在七年級學(xué)生入學(xué)時(shí)，嘗試引導(dǎo)學(xué) 生從制做植物細(xì)胞模型開始，在課堂教學(xué)中嘗試使用了建模 教學(xué)的策略。1利用元認(rèn)知理論，引導(dǎo)學(xué)生主動參與模型構(gòu)建中學(xué)建模的元認(rèn)知理論認(rèn)為，建模就是在教師的指導(dǎo)下，學(xué) 生通過實(shí)際去體會、領(lǐng)悟、總結(jié)、概括，也就是讓學(xué)生在已 有知識經(jīng)臉的基礎(chǔ)上經(jīng)歷一個(gè)主動構(gòu)建的過程。在初次植物 細(xì)胞模型（類比模型構(gòu)

2、建）制做過程的實(shí)踐中，筆者有意識 地引導(dǎo)學(xué)生遵循先大后小、先簡后繁的原則，由表及里、先 框架后細(xì)節(jié)進(jìn)行逐步建構(gòu)，將課本知識與模型相結(jié)合，鼓勵(lì) 學(xué)生發(fā)揮想象、大膽創(chuàng)新。在學(xué)生建構(gòu)好模型后，開展小組 交流、展示并討論。在突出基礎(chǔ)知識的同時(shí)，教師肯定學(xué)生 的活動成果。由于是初次制做模型，學(xué)生制做的模型只能反映出他們對模 型建構(gòu)的原有認(rèn)識：外形相似。此時(shí)，教師要及時(shí)指出其優(yōu) 點(diǎn)與不足，并要求他們進(jìn)一步審查模型的科學(xué)性和美觀性： 如細(xì)胞器的大小比例、數(shù)量是否科學(xué)？能不能選擇更適合的 頁1第材料，更形象地說明細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的功能？做好的模型如何固 定、保存？學(xué)生學(xué)在其中，樂在其中。討論總結(jié)之后，學(xué)生 根據(jù)教師

3、的評價(jià)，重新修正模型，進(jìn)而初步完成動物細(xì)胞的 模型。同時(shí)，教師把課堂活動制作的模型的照片上傳到班級 QQ群，讓學(xué)生在課后繼續(xù)討論、完善。在“動物細(xì)胞”課堂上，令人驚喜地看到，學(xué)生用五花八門 的材料制作出了各種極富想象力的模型。在小組匯報(bào)中，學(xué) 生詳細(xì)地闡述了模型制作的過程，并對其他同學(xué)提出的質(zhì)疑 進(jìn)行了現(xiàn)場解答，同時(shí)還談了制作過程中的體會與感受。通 過建模實(shí)踐，學(xué)生既實(shí)現(xiàn)了完整的知識體系構(gòu)建，也體會到 小組合作與共享的快樂。課后交流中，許多學(xué)生還談及，模 型制作因?yàn)橐c同學(xué)合作而沖淡初入中學(xué)的陌生感和不適 應(yīng)。從學(xué)生對生物建模課的期待可以發(fā)現(xiàn)：有嘗試就有收獲, 有興趣就充滿希望。當(dāng)然，要提高建

4、模的課堂教學(xué)效果還應(yīng)注意3個(gè)方面。首先， 教師必須在建模之前，引導(dǎo)學(xué)生明確建模的目的：是側(cè)重生 物體的外形和基本結(jié)構(gòu)組成，還是要幫助人們了解生物體及 其運(yùn)行機(jī)制，然后根據(jù)目的選擇模型的表征形式。其次，在 建模過程還要關(guān)注選定的模型與所學(xué)知識是否相關(guān)，構(gòu)建模 型的材料是否熟悉、常見，教師和學(xué)生能否用最直接的視覺、 最簡單的語言來表達(dá)模型。最后，學(xué)生基于自身構(gòu)建模型而 開展小組或全班的討論后，依據(jù)評價(jià)對模型進(jìn)行修正、完善。 頁2第教師在建模之后，根據(jù)學(xué)生反饋的情況，反思模型是否清楚、 有用，能否有助于學(xué)生形成概念。2篩選教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建靈活多樣的建模教學(xué)模式模型的構(gòu)建就是通過模型，抓住事物的最主要的

5、特征和功能, 以簡化的形式去再現(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能，是連接理 論和應(yīng)用的橋梁，可以幫助學(xué)生認(rèn)識客觀世界中最本質(zhì)的東 西，以便預(yù)測和指導(dǎo)實(shí)踐。不同模型在構(gòu)建過程中有所區(qū)別， 但主要步驟還是一致的：明確模型建構(gòu)的目的；選擇模 型表征形式；構(gòu)建模型；對模型進(jìn)行檢驗(yàn)評價(jià)和修正。 在初中生物課堂建模教學(xué)中，常用到的模型有類比模型、尺 度模型、系統(tǒng)模型。學(xué)生在課堂上構(gòu)建生物學(xué)模型，會擠壓 課堂上基礎(chǔ)知識的教學(xué)時(shí)間，因此教師可以讓學(xué)生課前完成 模型建構(gòu)，課上結(jié)合教學(xué)實(shí)際需要，重點(diǎn)選擇模型建構(gòu)的某 個(gè)步驟，進(jìn)行課堂教學(xué)。當(dāng)然，不是所有的知識點(diǎn)都可以實(shí)施建模教學(xué)。所以建模教 學(xué)之前，教師應(yīng)根據(jù)模型建構(gòu)的目

6、的，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，篩選 出適合建模教學(xué)的典型知識，形成教學(xué)案例。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐， 初中生物學(xué)適合建模的內(nèi)容見表1。一般，當(dāng)知識內(nèi)容涉及到解釋現(xiàn)象發(fā)生過程和機(jī)制時(shí)，教師 可以適時(shí)進(jìn)行建模教學(xué)。如水是如何在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)?？?液循環(huán)的途徑、尿液是如何形成等內(nèi)容。當(dāng)知識內(nèi)容用建模 教學(xué)更形象易懂時(shí)，教師也可以進(jìn)行建模教學(xué)。如建構(gòu)肘的 頁3第運(yùn)動模型幫助學(xué)生理解肘部的運(yùn)動；建構(gòu)心臟模型幫助學(xué)生 理解心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制等。而有些內(nèi)容其實(shí)沒有必要 進(jìn)行建模教學(xué)，例如植物的分類、動物的分類、生物和非生 物的區(qū)別等內(nèi)容。不同的模型具有不同的功能和優(yōu)勢，在一些情況下，為了解 釋復(fù)雜現(xiàn)象，需要同時(shí)使用多種模型。

7、因此在課堂教學(xué)中， 教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，依據(jù)不同模型的功能，以一種模型為 主、多種模型并用的方式進(jìn)行建模教學(xué)設(shè)計(jì)。例如，人教版 “輸送血液的泵心臟”教學(xué)中，教師可以通過語言、視 覺、實(shí)物等表征方式對心臟的外部輪廓和結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比模型 構(gòu)建，用構(gòu)建示意圖方式（系統(tǒng)模型）來講解心臟的運(yùn)行機(jī) 制，學(xué)生構(gòu)建的循環(huán)系統(tǒng)模型（圖1）來形成初步概念，最 后在修正模型和呈現(xiàn)用動態(tài)圖（系統(tǒng)模型）的過程中，完成 整節(jié)課的知識體系構(gòu)建。3建模與游戲化教學(xué)相整合，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)共同成長感知覺是學(xué)生認(rèn)識外界事物、增長知識的主要途徑之一。初 中階段的孩子仍然習(xí)慣于用現(xiàn)象、聲音、色彩以及動作來思 考問題，而游戲就是一種通過操作物

8、體來感知事物的過程。 人教版初中教材內(nèi)容主要包括形態(tài)功能部分、原理部分和關(guān) 系部分。但由于客觀條件的限制，學(xué)生不可能都通過觀察與 實(shí)臉，做到事事親歷，而建模課恰好能有效地彌補(bǔ)這一缺憾。 此外，在構(gòu)建過程中如果教師融入游戲化教學(xué)，往往還能收 頁4第到事半功倍的效果。在形態(tài)部分教學(xué)中，動植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、生物體器官 的位置、形態(tài)等，教師可以通過繪制生物簡圖、拼圖等方式 來構(gòu)建類比模型。如在“心臟的結(jié)構(gòu)”授課中，師生可以一 起繪制心臟結(jié)構(gòu)簡圖（圖2）,并在簡圖上注明各個(gè)結(jié)構(gòu)名稱, 通過這種方式形象地說明生物體的形態(tài)構(gòu)造、生理特征，使 教與學(xué)的過程“活”起來，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué) 生的學(xué)習(xí)

9、興趣。在知識點(diǎn)小結(jié)時(shí)，教師可以利用課前準(zhǔn)備的 紙片進(jìn)行拼圖游戲（圖3）,來鞏固提升課堂的教學(xué)效果。由 于整節(jié)課充分調(diào)動學(xué)生多感官合作，孩子們參與的興趣和熱 情高昂，徹底地改變了傳統(tǒng)的教與學(xué)，學(xué)生觀察、動手、模 擬等感知能力得到充分的體現(xiàn)；同時(shí)，他們對知識的記憶也 得以鞏固和發(fā)展，更好地保證了教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在生理學(xué) 知識傳授中，如腎單位的組成、尿液的形成，教師可以通過 模擬游戲、設(shè)計(jì)制作原理模型的方式構(gòu)建類比和系統(tǒng)模型（圖4）。學(xué)生制做模型的過程，實(shí)際上是個(gè)不斷試誤、判斷、 思考的過程，他們在合作、交流、修正的過程中，也大大提 升了在具體情境中解決問題的能力。而在生態(tài)系統(tǒng)教學(xué)中， 學(xué)生則可以通過角色扮演方式，完成生態(tài)系統(tǒng)的組成、食物 鏈、食物網(wǎng)等知識的教學(xué)，這也是最受學(xué)生歡迎的課