【初中生物模型教學(xué)探究文獻綜述5100字】

初中生物模型教學(xué)研究文獻綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u9794初中生物模型教學(xué)研究文獻綜述 172081模型概念及分類的研究 1118152概念模型的理論發(fā)展研究 2178603概念模型的建構(gòu)策略研究 3235724概念模型的教學(xué)應(yīng)用研究 4286424.1設(shè)計教學(xué)案例 496434.2調(diào)查應(yīng)用現(xiàn)狀 441964.3提出教學(xué)建議 5196935研究述評 532355參考文獻 5近年來，我國全面實行課程改革，希望以此提高模型建構(gòu)的教學(xué)水平。據(jù)調(diào)查，國外各階段教育中都廣泛運用了模型建構(gòu)教學(xué)，但國內(nèi)對該教學(xué)模式的應(yīng)用只局限于高中階段。2017年，教育部發(fā)表了《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》，該文件指出學(xué)生要把模型建構(gòu)的方法充分應(yīng)用到日常學(xué)習(xí)中，通過模型研究分析生命發(fā)展和延續(xù)的過程，這就表示高中生物教學(xué)課程應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注學(xué)生的模型建構(gòu)能力。同時，在高中生物課堂中運用物理模型建構(gòu)的方法進行教學(xué)，不但可以豐富課堂活動，還可以利用物理模型深入解析各種生物問題。從建構(gòu)物理模型的實踐中可知，每個學(xué)生都會應(yīng)用不同的建模材料，都有不同的建模方案，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。但是，模型與建模的方法在初中生物課堂上的應(yīng)用并不廣泛。根據(jù)1990年-2021年年底的相關(guān)統(tǒng)計顯示，中國知網(wǎng)一共發(fā)布了452篇關(guān)于模型建構(gòu)用于教學(xué)的報刊文章，其中有212篇是講述模型建構(gòu)的方法，有61篇是介紹模型建構(gòu)在生物課堂的運用，有49篇是模型建構(gòu)教學(xué)的相關(guān)設(shè)計，然而僅有34篇文章涉及物理模型建構(gòu)，綜合以上數(shù)據(jù)可以看出，國內(nèi)需要加強物理模型建構(gòu)方面的研究。1模型概念及分類的研究“模型”這一詞組最早起源西方，它的拉丁文為“modulus”，字面意思指的是樣本、尺寸或標(biāo)準(zhǔn)，也可以把它引申為某一原型的樣本、某個對象的復(fù)制品或者是與有們有一定相關(guān)性的系統(tǒng)[1]。隨著教學(xué)形式的變革，學(xué)者對模型也逐漸有了更加深刻的定義。研究者劉恩山在其發(fā)表的相關(guān)言論中指出：教師在進行生物教學(xué)時，可以利用生物體的自身特征制作生物模型，通過放大或縮小該模型，讓學(xué)生詳細了解生命發(fā)展過程，也能更好的展現(xiàn)生物體各部分的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系[2]。從改革后的人教版教材中可以看出，該教材根據(jù)高中生的學(xué)習(xí)特性把模型劃分成以下三種：一是物理模型，二是數(shù)學(xué)模型，三是概念模型，同時認為模型是對生物性質(zhì)或數(shù)量進行展現(xiàn)的特定方式，通過模型不僅可以對研究過程做出詳細闡述，還可以生動形象的把研究實物展示出來[3]。由此可知，模型建構(gòu)不僅僅是為了展現(xiàn)實物特征，更多的是想要描述物體的性質(zhì)和作用。物理模型是指學(xué)習(xí)者為了了解生物原型的相關(guān)內(nèi)容，通過畫圖構(gòu)建出和生物原型相似的實物模型或類比模型。其中實物模型不僅和生物原型特別接近，還可以通過一定比例來進行放大或縮小，以此展現(xiàn)出生物原型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征。例如DNA模型，它利用一個軸心把兩條脫氧核酸鏈像麻花一樣盤繞起來，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，更容易讓人們明白它的結(jié)構(gòu)特點；而類比模型則是利用一定規(guī)律把生物原型的物理特征模擬類推出來。數(shù)學(xué)模型是學(xué)習(xí)者通過某些數(shù)學(xué)語言進行生物學(xué)研究的一種方式[4]，其中的數(shù)學(xué)語言主要包括各種數(shù)學(xué)公式、代數(shù)關(guān)系、幾何曲線以及各類表格等。學(xué)習(xí)者利用數(shù)學(xué)語言可以把生物學(xué)問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題，通過各種數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計出生物原型特征，從而了解生物結(jié)構(gòu)的發(fā)展特性和組成規(guī)律[5]。例如在生物種群研究中，學(xué)習(xí)者繪制了J和S這兩種增長曲線，完美展現(xiàn)了生物種群在有利條件下的生長速度和增長數(shù)量。概念模型是高中生物教學(xué)中運用比較廣泛的一種模型，它可以根據(jù)文字符號或思維導(dǎo)圖組成生物概念圖形，以此表現(xiàn)出多種概念之間的關(guān)系，同時建立完整的生物學(xué)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，把生物學(xué)概念以圖像的形式生動形象的闡述出來。當(dāng)前高中教學(xué)中最常用的展示生物學(xué)概念的圖像就是E-R圖[6]。2概念模型的理論發(fā)展研究關(guān)于概念模型理論，國內(nèi)主要進行了以下方面的研究：一是概念模型的種類；二是概念模型的基本特征；三是概念模型的作用。然而根據(jù)調(diào)查的資料可知，我國對概念模型的研究要落后于西方國家。通過研究發(fā)現(xiàn)，模型的應(yīng)用開始于系統(tǒng)學(xué)和空間學(xué)兩個方面。在上世紀(jì)三十年代，生物學(xué)家貝塔朗菲[7]就提出利用數(shù)學(xué)語言和模型對生命發(fā)展過程進行研究。之后幾年，英國、美國等部分西方國家也開始在教學(xué)中運用模型[8]。相比國內(nèi)，最早的概念模型研究是于1958年由陸征麟[9]提出的，他認為概念可以從思維表達方式上展現(xiàn)出事物本身的客觀性質(zhì)。經(jīng)過第八次課程改革之后，模型建構(gòu)不僅被普遍運用到各階段教學(xué)中，還受到了大量學(xué)者和教師的重視，同時也提高了我國對生物教學(xué)中的模型運用水平。研究專家施問華[10]根據(jù)相關(guān)研究對生物模型進行了劃分，從思維表現(xiàn)形式上來看，生物模型可以分為四種：一是物理模型；二是概念模型；三是數(shù)學(xué)模型；四是軟件模型。而學(xué)者張海英[11]則從物質(zhì)角度把生物模型分成中類型：一是概念模型；二是物理模型；三是數(shù)學(xué)模型。崔敏霞[12]提出概念模型想要展現(xiàn)出其基礎(chǔ)性質(zhì)必須具備概念圖的組成條件。蔡方平[13]把高中生物教學(xué)中最常用的生物模型再次進行分類整理，他提出的分類依據(jù)是生物模型的組分關(guān)系、概念表達方式和生物研究目標(biāo)。經(jīng)過作者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，蔡方平的生物模型分類對此次研究起到了巨大的指導(dǎo)作用，不僅可以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求，還有助于提高生物學(xué)教學(xué)水平。學(xué)者彭文輝、劉清堂[14]等人指出，通過建構(gòu)模型進行教學(xué)，可以讓學(xué)生接受更廣泛的概念模型知識，便于學(xué)生積極運用概念模型加強生物學(xué)習(xí)，培養(yǎng)更多生物學(xué)興趣。張志強[15]還提出把概念模型充分應(yīng)用到初中生物課堂中，以此提高學(xué)生對生物知識的理解能力，幫助學(xué)生進行高質(zhì)量的生物學(xué)習(xí)。3概念模型的建構(gòu)策略研究研究者薛進[16]提出概念模型的建構(gòu)過程應(yīng)當(dāng)分為以下幾個：一是確定生物概念和各種要素特征；二是明確各要素的關(guān)系和它們產(chǎn)生的影響；三是建立和完善模型。毛繼光[17]利用概念模型對自己的外語課堂進行了教學(xué)設(shè)計，然后從啟動模型到教學(xué)運用再到實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)這一過程中發(fā)現(xiàn)概念模型的建構(gòu)有利于學(xué)生更好的開展高效便捷的學(xué)習(xí)。吳志強[18]在進行人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的能量和物質(zhì)以及生物細胞分裂等方面內(nèi)容的研究時建構(gòu)了概念模型，同時還對生物學(xué)驅(qū)動問題、概念模型的結(jié)構(gòu)變化、模型模擬實物的活動以及概念模型解析等理論知識進行了詳細闡述。徐昕欣（2016）[19]指出想要提高學(xué)生生物學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)效率，必須以學(xué)生為中心建立概念模型，借此加強學(xué)生建構(gòu)模型的能力。李振[20]根據(jù)他對生物學(xué)的研究結(jié)果詳細介紹了概念模型的建構(gòu)過程，并總結(jié)出簡潔的建構(gòu)方式，通過對比其他學(xué)者的研究可知，李振所提出的概念模型建構(gòu)條件有三個：一是獲取模型中的每個概念要素；二是確定各要素之間的關(guān)系；三是明確基礎(chǔ)的概念模型。另外，胡彥[21]、何占全[22]等人也對建立概念模型的步驟進行了仔細研究，認為其過程應(yīng)該包括以下幾步：一是了解每個概念的含義；二是繪制基本概念關(guān)系圖形；三是明確相互概念之間的關(guān)系并對其進行修改和調(diào)整，同時還對概念模型的建立提出了指導(dǎo)意見。4概念模型的教學(xué)應(yīng)用研究最近幾年，高中生物課堂中廣泛運用到概念模型，同時很多研究學(xué)者也調(diào)查了大量資料，對概念模型的研究內(nèi)容進行了總結(jié)：一是通過是哪里分析發(fā)現(xiàn)概念模型在生物教學(xué)上的優(yōu)勢；二是采用問卷調(diào)查或?qū)嵉乜疾斓姆椒私飧拍钅Ｐ偷倪\用情況；三是對概念模型在生物課堂上的運用進行指導(dǎo)和調(diào)整。4.1設(shè)計教學(xué)案例研究學(xué)家Shu-Nu[23]在課堂上利用概念模型對人體血糖調(diào)節(jié)進行了研究分析，以此展現(xiàn)學(xué)生的思想變化過程。張艷[24]通過建構(gòu)概念模型進行一堂生動形象的生物教學(xué)，讓學(xué)生嘗試自行建立人體血糖調(diào)節(jié)模型，大大提高了概念模型的教學(xué)效果。程虹[25]在其人體免疫力調(diào)節(jié)課堂上利用概念模型讓學(xué)生自己繪制概念圖，并對其不足之處進行修改和調(diào)整，由此可知概念圖不僅可以擴大學(xué)生知識面，還可以提升其模型建構(gòu)水平。4.2調(diào)查應(yīng)用現(xiàn)狀國外著名研究專家AbdikarimovaMalika[26]利用問卷調(diào)查的方式統(tǒng)計了很多歐美學(xué)生對概念模型的認知情況，從中看出這些學(xué)生雖然了解概念模型的相關(guān)知識，但對模型的使用度不夠廣泛，甚至不能把概念通過模型簡單展現(xiàn)出來。王晶瑩[27]在相關(guān)報刊中發(fā)表了國內(nèi)教師利用模型教學(xué)的現(xiàn)狀，并分析出概念模型可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，然而每個教師對概念模型的理解能力存在差異，使其在教學(xué)設(shè)計中建構(gòu)的概念模型都不相同，因此教師建立的模型會超出《課程標(biāo)準(zhǔn)》，從而減少了學(xué)生對概念模型的使用效果。程敏[28]對貴州地區(qū)高三生物教學(xué)模式進行了研究分析，并在自己的畢業(yè)論文中提出在教學(xué)課堂中充分運用概念模型，可以提高學(xué)生對復(fù)雜知識的接受能力和自身的表達能力，有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績。目前，國內(nèi)外開展了許多概念模型的運用調(diào)查活動，本文會在第三章進行詳細介紹。4.3提出教學(xué)建議研究學(xué)家SusanneJansen[29]等人對學(xué)生掌握的概念模型知識進行了調(diào)查研究，認為應(yīng)該提高學(xué)生對概念模型的屬性認識，并擴大其運用范圍。錢竹清[30]和韓麗[31]則為了加強學(xué)生對概念模型的理解，推出以下幾個教學(xué)方法：一是在了解概念含義的基礎(chǔ)上建立初步的概念模型；二是創(chuàng)造概念環(huán)境問題，指導(dǎo)學(xué)生進行解答并自主建立概念模型；三是運用概念模型進行反復(fù)訓(xùn)練，提高模型使用效果。陳春紅[32]、陳健健[33]等人加強了概念模型在生物教學(xué)中的運用，以此提高學(xué)生對生物學(xué)的興趣和自身素養(yǎng)。綜合以上內(nèi)容可知，國外研究學(xué)者很早就開始了對概念模型的研究和運用，但在生物教學(xué)領(lǐng)域的分析并不多，研究力度也相對薄弱。對比我國研究者，他們普遍研究分析了概念模型在生物教學(xué)中的運用情況，并根據(jù)其研究結(jié)果對高中生物教學(xué)里概念模型的運用問題進行了預(yù)防和解答，然而也沒有深入研究相關(guān)教學(xué)設(shè)計產(chǎn)生的影響。所以，本文根據(jù)資料調(diào)查結(jié)果仔細研究了概念模型的運用情況，提出了科學(xué)合理的教學(xué)計劃，同時還利用案例分析對概念模型的教學(xué)效果進行了闡述，以此給未來概念模型方面的研究提供借鑒和參考條件。5研究述評通過以上內(nèi)容的論述，我們了解到國內(nèi)對模型教學(xué)的研究相對落后，缺少系統(tǒng)性和廣泛性的研究經(jīng)驗。經(jīng)過新課程的改革，大大提高了模型的應(yīng)用范圍，還在物理模型的基礎(chǔ)上擴展了概念模型和數(shù)學(xué)模型。同時，新課程標(biāo)準(zhǔn)高度重視學(xué)生建構(gòu)模型的能力發(fā)展，并且提出把模型建構(gòu)充分運用到生物教學(xué)中。由于生物課堂上對模型建構(gòu)的應(yīng)用并不廣泛，仍需要加強開發(fā)和實踐，因此，目前生物教學(xué)中高中階段的模型應(yīng)用要高于初中階段。這就要求生物課程改革必須面向初中教學(xué)領(lǐng)域，全面提高模型建構(gòu)在初中生物教學(xué)的發(fā)展水平。綜合本次研究內(nèi)容，作者認為在初中生物課堂普及模型建構(gòu)知識是一項勢在必行的教學(xué)措施，讓初中生了解更多模型建構(gòu)內(nèi)容，不僅可以加強學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣，還能夠培養(yǎng)良好的中心素養(yǎng)，促進模型建構(gòu)全面發(fā)展。參考文獻[1]張瓊.科學(xué)理論模型的構(gòu)建[M].杭州:浙江科學(xué)出版社,1990:2.[2]劉恩山.中學(xué)生物學(xué)教學(xué)論[M].北京:高等教育出版社,2009:118.[3]舒青飛.對高中生物模型的認識[J].中學(xué)教學(xué)參考,2011(80):70-71.[4]張浩.高中生物學(xué)中數(shù)學(xué)模型的研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2013:19-32.[5]張迎春.中學(xué)生物教學(xué)研究與教材設(shè)計[M].陜西:陜西師范大學(xué)出版總社有限公司,2011:6.[6]姚元群.高中生物模型建構(gòu)教學(xué)的初探[D].上海:上海師范大學(xué),2012:5-8.[7]貝塔朗菲.一般系統(tǒng)論—基礎(chǔ)、發(fā)展、應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,1987.[8]陳晴.模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用與實踐研究[D].蘇州大學(xué),2011.[9]陸征麟.概念[M].石家莊:河北教育出版社,1958.[10]施問華.生物模型的分類特點及構(gòu)建方法[J].中學(xué)生物學(xué),2007(07):41-42+48.[11]張海英.新課標(biāo)下的生物模型教學(xué)初探[J].中學(xué)生物教學(xué),2007(10):6-7.[12]崔敏霞.模型構(gòu)建在生物教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].蘇州大學(xué),2011.[13]蔡方平.生物建模教學(xué)的模型分類[J].文理導(dǎo)航(中旬),2019(03):59-60.[14]彭文輝,楊宗凱,劉清堂.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為系統(tǒng)概念模型建構(gòu)研究[J].中國電化教育,2013(09):39-46.[15]張志強.淺談建構(gòu)模型在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程·中旬,2018(2):98.[16]薛進.模型建構(gòu)方法在生物教學(xué)中應(yīng)用例析[J].佳木斯教育學(xué)院學(xué)報,2012(11):262-263.[17]毛繼光.外語課堂教學(xué)三構(gòu)件內(nèi)聯(lián)建模及例析[J].外文研究,2015,3(01):13-17+104.[18]吳志強.圍繞概念模型的生物概念教學(xué)[J].中學(xué)生物學(xué),2015,31(06):62-64.[19]徐昕欣.“性狀遺傳”的模型教學(xué)嘗試[J].生物學(xué)通報,2016,51(10):24-28.[20]李振,周東岱.教育知識圖譜的概念模型與構(gòu)建方法研究[J].電化教育研究,2019,40(08):78-86+113.[21]胡彥.基于核心素養(yǎng)的生物模型建構(gòu)教學(xué)探討[J].人文之友,2020(13):265.[22]何占全.基于核心素養(yǎng)的生物模型建構(gòu)教學(xué)思考[J].學(xué)周刊,2021(04):31-32.[23]Shu-NuChang,Externalisingstudentsmentalmodelsthroughconceptmaps[J].EducationalResearch,2007,(41):107-113.[24]張艷.體驗構(gòu)建模型的方法重視概念的自然生成——“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”教學(xué)設(shè)計[J].中學(xué)生物教學(xué),2017(18):46-48.[25]程虹.應(yīng)用模型構(gòu)建提升學(xué)生的生物知識能力[J].天津教育,2020(30):67-68.[26]AbdikarimovaMalika,TashievaNurzhamal.DevelopingStudentsVerbalCommunica