高中生物学教学中模型建构的常见误区与对策.doc

高中生物学教学中模型建构的常见误区与对策?44?生物学教学2011年(第36卷)第6期高中生物学教学中模型建构的常见误区与对策吴志明(浙江省衢州市第三中学324022)摘要本文归纳了高中生物学教学中关于模型建构的几种常见误区,联系实例对其展开了剖析,并提出了相关对策和建议.关键词高中生物学教学模型建构误区与对策在高中生物学教学中,引导学生建构生物学模型,既有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力,又有利于培养学生简约,严密的思维品质.教师领悟模型建构的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成为当前一个新课题.在日常教学中,往往有一些教师因为急于一时求成,或者tl身对模型方法论上的认识不够成熟,导致在模型方法的教学中陷入误区.误区一:只注重引导学生运用模型.不重视引导学生主动建构模型模型建构的过程,往往需要一定的时间,很多教师担心建模过程占用太多的课堂时间,经常过于简单地处理模型建构过程,甚至取消建构过程,生硬地将某些应用模型直接灌输给学生,直接讨论模型的特征与应用.模型例析在探究细胞呼吸类型的相关问题时,教师经常会用到以下实验对照模型(图1)来分析因种子呼吸而发生液滴左移的情境.活塞发芽种子濉zL蓉莩s札装置1装置2图1由于学生平时通过教材学习细胞呼吸内容时,大多是以糖(C6H1206)为底物,无论是需氧呼吸还是厌氧呼吸,装置2液滴应该是不动或右移,为什么装置1与装置2都会左移呢?学生往往很难理解.而当研究对象换成微生物时,又要用到类似模型来分析既有左移又有右移的情况,学生更是不能推理了.如果教学中只是直接将类似的模型生硬地塞给学生,那么学生不但没有领悟到模型方法在认知活动中的作用,而且分析和探究的能力不能得到提高.相反,通过记模型,背模型则可能进一步加重学生的负担.误区分析与对策模型的建构需要一个过程,建构主义理论主张每个人通过借助原有知识和在新的情境中运用旧知识来建构意义与理解.建构主义更强调意义的生成,强调学习者通过与外部信息的相互作用而生成理解,发展智慧,建构自己的经验现实.新课程中关于种群数量增长的数学模型是按如下过程建构的:观察研究对象提出合理的假设一用适当的数学形式对事物的性质进行表达一通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正.从中可以看出,建模过程实际上是一个探究的过程,在具体教学中只有引导学生切切实实地在做中建构模型,让他们在探索科学的过程中发现科学规律领悟模型知识和模型方法,提高探究能力.建议在本例问题中,科学安排建模顺序,让建模实践与理论探究相结合.顺序安排为:序号实验装置实验对象活动安排建模目标1密闭容器对照模型小白鼠课堂师生现场实验需氧呼吸引起(NaOH用滤纸吸附)液滴单向移动2密闭容器对照模型酵母菌课堂师生理论探究需氧呼吸,乙醇发酵(含葡萄糖培养液)引起液滴左,右移动含脂质种子引起3密闭容器对照模型植物种子课堂师生现场实验液滴均左移4密闭容器对照模型未知需氧呼吸,乙醇发酵,(含葡萄糖培养液)微生物课堂师生理论探究乳酸发酵均可能引起的复杂移动现场实验与理论探究相结合,既让学生真实地参与到模型建构的探究过程中,又能呈现完整的建模过程,同时因节省了部分实验时间,能一定程度上缓解时间紧张问题.整个过程符合循序渐进的原则,从简单到复杂,适合学生的认知发展规则.误区二:没有认真钻研模型,建构模型缺乏科学性模型例析2002年某省的高考题中,有这样一道题目:在一个玻璃容器内,装入一定量的符合小球藻生生物学教学2011年(第36卷)第6期活的营养液,接种少量的小球藻,每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线(图2所示).下列4图中能正确表示小球藻种群增长率随时间变化趋势的曲线是图2图3图4误区三:忽视本质模型的运用.建构过多繁琐的应用模型,加重了学生负担日常教学中,教师为帮助学生更快地解决不同实际问题,将一系列模型推给学生,期望学生按不同类型套用.导致针对某一个知识点,教师就要引导学生建构一系列繁琐的模型.殊不知这样做的结果往往既不能达到教师期望,又加重学生的负担.模型例析在学习影响光合作用的环境因素内容时,教师往往会建立一系列曲线模型,而其中关于真正光合速率与表观光合速率会建立下列曲线模型:图5,图6.而当遇到实际问题时,教师往往又会推出新的分析模型.例如,将川弓植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室CO2浓度,在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以co2吸收速率表示),测定结果?45?这道题的答案选D,于是有不少教师根据这道题的答案,构建了S型增长种群的增长率曲线模型(如图D).实际上这是一个错误的模型,而且这样一个因认识误区而形成的模型,至今还被某些教师运用.误区分析与对策教师要引导学生正确建构模型,首先要钻研专业知识,对相应模型要有更广,更深的认识和了解,而模型的建构本身就需要检验和修正,只有不断学习和探究,教师个人在模型知识和模型方法论方面才能更加成熟.本例中,s型增长的种群其增长速率和增长率曲线模型可分别表示为图3和图4.0U0U图5/CO浓埂,图6如图7.下列相关叙述,正确的是A.如果光照强度适当降低,a点左移,b点左移B.如果光照强度适当降低,a点左移,b点右移c.如果光照强度适当增强,a点右移,b点右移D.如果光照强度适当增强,a点左移,b点右移图7有些教师把对此题的分析推出了一个更繁琐的理论模型:本题从4个变量来分析,温度,光照强度,CO2浓度,cO2吸收速率;先假设某一变量恒定,再推导其?46?生物学教学2011年(第36卷)第6期2010年我国台湾地区大学入学考试指定科目考试生物学试卷评析盛文龙(浙江省余姚中学315400)摘要本文结合实例,对2OlO年我国台湾地区大学入学考试生物学试卷的结构和特点进行了评析.关键词我国台湾地区大学人学考试生物学试卷评析1试卷结构2010年我国台湾地区大学入学考试指定科目考试生物学试卷中试题的题型与数量分配大致与2009年相同,题型分为单选题,多选题,阅读题与非选择题四大类,单选题20题,多选题15题,阅读题9题,其中单选题6题,多选题3题,非选择题共四大题,每题有45小题,共计17小题.试题考查的覆盖面较广,基本各个知识点都有涉及.2试卷特点2.1强调学科特点,注重基础能力生物学科是系统性很强的学科,生物学知识是前人大量的观察,研究得出的系统性成果,包括生物体的形态,结构,生理,分类,遗传,变异,进化和生态方面的基础知识;人体结构及其生理卫生的基础知识;生命活动的规律和基本特征,如新陈代谢,生殖发育,演化,与环境相互作用等等.生物学科试题就是应该鼓励学生多读书,提高自己的基本能力,尤其未来要就读医药,农林,生技等领.SlL他变量改变情况过程实在太长,对学生来说甚为繁琐,也难于用学过的模型来理解推理.误区分析与对策模型本来是对复杂原型的高度概括,模型方法就是抓住原型的本质特征,把复杂的原型客体加以简化和纯化,并对抽象的假设或命题进行逻辑转换,以建构一个能反映原型本质联系的模型.对某一个知识点的概括,不应该用太多的,繁琐的模型,而应该尽量抓住本质规律,尽量用同一高度概括的图8瓣翻簧0域的学生,这些基本知识都是念大学所应具备的.48道试题中,难度为易的有18题,难度为中的有29题,只有l道难题.有些试题也要求有适当的生物学知识背景才能作答.如阅读题中第43题考茉莉酸的角色判定,若对动物激素作用的模式不熟悉,光看内文是无法作答的.例1植物虽不能动,但却具有某些防御机制以对抗外界的伤害,如利用体表的毛,刺,几丁质或木栓质来保护植株本身免于受伤害,也会利用囊泡内的次级代谢物(如植物碱和单宁酸等)来防御掠食者,还会分泌化学物质抑制别种植物的种子萌芽或生长,以降低资源竞争.有些植物的次级代谢物可用于制药,如奎宁(quinine).无论草食动物或侵略者是否存在,这些防御构造或化学物质存在植物体内.伤害也可诱导植物产生防御机制,如叶片被寄生蜂咬伤时,植物会快速产生与草食动物消化酵素(消化酶)结合的蛋白酶抑制剂.从番茄的实验结果得知,受.址.L.;t.工IL喜屯善IL.5lL5止本质模型去分析问题,解决问题,这样才能真正体现模型方法在探究过程中促进知识迁移,促进思维发展的功能.本例中,表观光合速率的曲线模型就可以用真正光合速率曲线模型这一本质模型去建构:由于真正光合速率一呼吸速率=表观光合速率,即真正光合速率曲线图纵坐标减去该植物呼吸速率,横坐标上移,就构成了表观光合速率曲线模型(图8一图9)./,一.誊毫毒警誊善藿罨娶毒枣甏图7的应用问题,仍然可以用真正光合速率曲线模型去分析推理(见图10):当光照强度适当降低时,根据真正光合速率模型可得出曲线1,即a点右移,b点左移;当光照强度适当增强时,根据真