论文构建生物教学模型培养学生探究能力，本文是生物教学类论文范文资料和模型和生物和培养类论文范文资料.
【摘 要】在学习新课程理论的基础上,作者主要结合基因分离定律和基因自由组合定律中的建模方法以及在教学实际中应用与反思,围绕模型方法教育在生物学科中教学的意义、方法和注意点来阐述了自己的观点.
【关键词】模型方法教育
生物教学
探究性学习
《高中生物课程标准（实验）》中指出："了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的作用,培养学生的建模思维和建模能力,领悟、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用,培养学生的建模思维和建模能力,获得生物学的基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识."可见,建模思维和建模能力在标准中被提到较高的高度,被认为是将来学生从事科学研究的必备能力.而学习方式的转变是生物课程改革在实施中的标志性体现.
转变学生的学习方式就是要改变单一、被动的学习方式,建立和形成充分调动、发挥学生主体性的多样化的学习方式,促进学生在教师的指导下主动地、富有个性地学习,即由被动接受性学习向主动探究性学习的转变.那么,如何在新课程标准实施中加强模型方法教育从而培养培养学生的探究能力呢？现从生物学构建模型方法教育出发,谈谈个人的看法.
1模型方法教育的意义
课程标准在我国中学生物教学史上首次强调学生应"领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用""领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用".
模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,模型方法属于逻辑方法.模型舍弃了原型的一些次要的细节、非本质的联系,以简化和理性化的形式再现原型的各种复杂结构、功能和联系,是连接理论和应用的桥梁.模型可以使研究对象直观化、简约化,使之便于研究；又可以简略地描述研究成果,使之便于理解和传播；还可以用于计算和推导,延伸观察和实验结论,解释、判断、预测实际问题等.引导学生构建模型有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力及简约 、严密的思维品质,有助于培养学生的科学探究能力.
2模型方法教育的方法
2.1模型的类型
模型一般分为物理模型和数学模型两大类.
物理模型可以模拟客观事物的某些功能和性质,它包括物质模型和思想模型.在新课标实验教科书中经常使用的物质模型有实物模型,如生物体结构的模式标本."表现型"也是一种实物模型,相当于生物体某形状的模式标本.思想模型是物质模型在思维中的引申,根据构建模型的思维方法,又可以分为两类：
一类是形象化方法（意想思维方法）构建的具象模型,它是人们在思维过程中通过对生物原型的简化和纯化而构建出来的,具象模型具有一定的形态结构特征,如DNA分子双螺旋结构模型、细胞膜流动镶嵌模型等；
另一类是以理想化方法（或称抽象思维方法）构建模型,是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的,如光合作用的过程图解、自由组合规律图解等.
数学模型有两类：
一类是确定性模型,它用数学方法描述和研究必然性现象,如细胞分裂过程中DNA数量变化曲线,同一植物不同器官对生长素浓度的反应曲线等；
另一类是随机模型,它用概率论和统计方法描述和研究随机现象,如哈代-温伯格定律.
"自由组合规律的实验"一节通过探究活动引导学生运用假说演绎的方法,探究基因的自由组合规律,在此基础上建立基因的自由组合规律的遗传图解模型；并结合减数分裂过程中非同源染色体自由组合的细胞学模型,加深理解非同源染色体上的非等位基因的自由组合,建立基因自由组合定律的细胞学模型；拓展得到的多对基因的杂合体自交产生的后代的基因型、表现型模型,可见本课题蕴涵着不同类型的多种模型方法.
2.2不同类型模型的教学策略
新课程标准实验教科书提供了丰富的模型资源.针对不同类型的模型要选用不同的教学策略,如基因组合规律的遗传图解模型的构建,可采用"引导-探究型"教学策略,引导学生在构建基因分离规律的遗传图解模型的基础上,运用假说中的推测性成分,写出亲代和子一代的基因型及配子类型,用棋盘法推导子二代基因性、表现型及其比例关系.
再引导学生分析该模型,可以发现：四种纯合子在一对角线上,此对角线两侧的基因型和表现型是对称的,而双杂合子在另一对角线上,不在对角线上的组合则是四种单杂合子；还有一些大小不等且含义也不同的的三角形,让学生体会到基因自由组合规律的棋盘模型中表现出的规律之美、内涵之美,其实规律本身就是一种美.这样既能培养学生的审美观,也能激发学生构建模型的兴趣,更有利于运用模型去解释已有的实验结果和预测未知的事实.
2.3借助多媒体技术,优化模型方法的教育
引导学生构建基因自由组合规律的细胞学模型要以减数分裂的知识作铺垫,运用减数分裂过程中非同源染色体自由组合的细胞学模型,制作多媒体课件,分别标出位于两对非同源染色体上的两对非等位基因,动态展示减数分裂过程.
在演示减数第一次分裂后期时,一定要慢慢放同源染色体上等位基因的分离和非同源染色体上非等位基因的自由组合的过程.在演示减数第二次分裂后期时,一定要慢放基因随姐妹染色单体分开而进入不同配子的过程.这样化静为动、化抽象为直观、化虚为实、化繁为简,能有效地帮助学生构建起基因自由组合规律的细胞学模型.
2.4与假说演绎法相结合,培养学生的建模能力
构建模型就是要寻找变量之间的关系,然后依靠模型进行推导、计算,做出预测.构建模型既需要学生理解模型设计所依据的原理,也需要学生具有一定的操作技能、逻辑推理能力和创新能力,这样才能抽取原型中的本质部分并以模型的方式表达.建立模型往往要运用假说演绎法,如"自由组合规律的实验"一节中应引导学生建立F2性状分离比为"9：3：3：1"的数学模型,要详细地演绎这个数学模型的推导过程.这是一个"现象-假设（数学模型的初步构建）-实验验证-结论（数学模型的确立）"的过程."9：3：3：1"可以表示为（3：1）（3：1）,即（3：1）2,推测两对相对性状的遗传结果是它们各自独立遗传结果的乘积.而后借助遗传图解和概率计算检验模型,最终确立模型.这是一个严密的科学建模过程.
3模型方法教育的注意点
3.1注意模型的发展性
随着科学技术的进步,模型始终出在不断地"构建-解构-构建"的动态发展过程,因而模型方法的教育也应该是一个不断发展、修正与完善的过程,使学生认识到模型是一个开放的动态体系.
例如,在进行"生物膜的流动镶嵌模型"教学时,教师应引导学生探讨该模型的不断发展与完善的过程：1959年,罗伯特森提出了"所有的生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子"的模型；1970年,借助荧光标记技术提出了"细胞膜具有流动性"的模型,1972年桑格和尼克森提出了"流动镶嵌模型",该模型还会被新的模型替代.每一个新模型的出现都是对原来模型的修正、完善和发展.
引导学生分析生物膜模型的建立和完善过程,既培养了学生的建模能力,又对学生进行了情感、态度与价值观的教育,使学生体会到科学研究的艰辛历程.
3.2应用多媒体技术构建模型一定要体现原型的本质特征
多媒体技术的确给模型方法教育带来了空前的革命,从宏观领域深入到微观领域,从现存的生物延伸到生命的起源和演化的全过程,有许多模型可借助多媒体来实现.但其中有很多问题值得注意.在应用多媒体技术构建模型时,一定要依据模型的不同类型,正确选择媒体,充分发挥各媒体的优势,达到各媒体的优化组合,精心制作课件,避免只热衷于表面的热闹和美观,要科学地使用课件,以体现原型的本质特征,这样才能真正有利于对学生进行模型方法的教育.
生物模型方法是对学生进行科学方法教育必须贯彻落实的重要组成部分,建模能力是培养学生探究能力必须贯彻落实的重要组成部分.因而,在新课程实施中,一定要充分利用课程资源,优化教学过程,促使学生学会用模型方法来分析与解决问题,切实加强和培养学生的建模能力,这必将有助于提高学生的探究能力,进而提高学生的生物学素养.
【参考文献】
［1］《普通高中生物课程标准（实验）》 北京：人民教育出版社.
［2］《普通高中生物课程标准（实验）解读》 南京：江苏教育出版社.
［3］《中学生物教学》 西安：陕西师范大学杂志社.
［4］《走进新课程》 北京：北京师范大学出版社.
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参考文献：
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