让思维的火花在指尖上碰撞——例析“物理模型”在高中.pdf

实 践 与 应 用 中 国 现代孝 装 备 2 0 1 3 年 7 月 让思维的火花在指尖上碰撞 例析 物理模型 王丽群 在高中生物高效课堂中的应用 殷汝军 岳婷婷 有这样一段关于 D N A分子的结构 一课 的授课 片段 教师对着课件中的D NA 平面结构和立体结构给大 家讲述 D N A分子双螺旋结构 的主要特点是 之后 教师开始举例子 同学们都穿着校服 上面都 装有 拉链 D N A的结构就如同这拉链是 由两条单链组 成 教师边说边举起讲桌上早已准备好的拉链 你 们注 意看 我拉动拉锁将拉链拉开 就相当于D NA 解 旋 我再拉动拉锁将拉链衔合 就相当于DNA的复制 同学们在课后可以多拉动 自己衣服上的拉链来理解D NA 的双螺旋结构 笔者听得云里雾里 俯身小声问了身边的学生 老师用拉链作 比喻 你能理解吗 还行吧 大 概因为笔者是听课教师的缘故 他也没多说 笔者接着 又问 如果老师呈现给大家的是D N A双螺旋模型 或 是让你们 自己制作这个模型 效果会怎么样 这次问 话 他来 了精神 笑着说 效果当然会更好 十多年 的教学历程使笔者对D NA 双螺旋结构 已经 是烂熟于心了 不管别人再拿什么作比喻 都会先想起 D N A的真实结构 都不会影响到 自己的认识 但是我们 的学生是第一次学习D N A的双螺旋结构 我们看不到微 小的 抽象 的D NA结构 拉链 的结构跟D NA的结构可 谓是相差甚远 用拉链作比喻 可以理解 D NA 分子是 由两条链组成 但对于 这两条链按反向平行方式盘 旋成双螺旋结构 则无法理解 对于 D NA 分子中的脱 氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 碱基排列在 内侧 则更是无法解释 对于 两条链上的 碱基通过氢键连接成碱基对 教师是这样解释的 这拉链上的拉牙就相 当于碱基 大家通过想象就可 以知道拉牙之间是交替衔合 的 而碱基之间是通过氢键 连接成碱基对 所 以对于学生来讲是很难理解的 也没 法理解 如果能将模型应用到教学中 那么教学效果就 会事半功倍 收稿 日期 2 0 1 2 1 2 0 1 作者简介 王丽群 本科 中教一级 殷汝军 本 科 中教一级 岳婷婷 本科 中教二级 作者单位 1 山东省荣成市第一中学 2 山东省荣成 市第二中学 所谓 模型 是人们为 了某种特 定 目的 对认 识 对象所作的一种简化 的概括性 的描述 高中生物课程 标准 中要求学生学会建立模型 领悟模型在科学研究 中的应用 人教版生物各模块 的教材给教师提供 了丰富 的模型教学资源 建构主义学习理论认为 学习不是学 习者被动接受教师授予的知识 而是在 自身原有知识和 经验的基础上主动建构活动的过程 是新 旧知识相互交 融 形成新知识的过程 生物模型教学是通过解决知识 的建构和编码工作 注重模型建立的过程 来提高学生 的生物科学素养 苏霍姆林斯基曾说过 智慧在手指上 通过模 型的构建活动可实现行为与思维的统一 在提高学生理 解知识能力的同时 提高学生动手能力 高中生物学 科的模型包括物理模型 概念模型和数学模型 下面以 物理模型在生物课堂教学中的应用为例来阐述如何让思 维的火花在指尖上碰撞 一 课前注意选择 让思维成为点燃的火把 模 型使用 的 目的是为 了有效地完成教学任务 实 现教学 目标 是否选用模 型 选择什么样 的模 型 应 视教学 内容及教学 目标实现的需求而 定 比如在讲解 高中生物必修二第三章第二节 D N A分子的结构 一 节时 我们可 以用DNA 双 螺旋结 构模型来理 解D NA 分子 的双螺旋结构的主要特 点 必修二第二章 第一节 减数分裂 的 目的之 一是理解 分裂过程 中染色体 的 变化过程 学生可用橡皮泥模拟 染色体 的活动 来突破 本节教学的重 难点 形成对减 数分裂 过程 中染色体 变化 的正确认识 必修三 第五章第 二节 生态 系统 的 能量流动 为了让学生更好地 理解 生态 系统 中能量 的去 向 我们可 以自制模 型 让学生进 行能量 去向的 定向分析和定量分析 并非每节课都可以用模型来进行 凡能有效促进学 生的认知活动的模型可以选择使用 无益于教学活动 过度分散学生注意力的模型是没有必要使用 的 所 以教 师在课前应注意选择 二 模型 操作 过程 中教 师巧 妙 引导 让 学生 思 维变得有序和高效 减数分裂 是高中生物必修二 遗传与进化 中 较抽象 较难理解 的知识 在新授课 中学生掌握起来 2 0 1 3 年第1 4 期 总第1 7 4 期 2 0 1 3 年 7 月 中国 观代黼 装 备 实 践 与 应 用 很 费劲 答题的效果也不是很理想 在 复习这 一部分 知 识的时候 笔者采用物理模型构建 的方法 将细胞 中染色 体的 自发的变化行为变成 了让学 生来操 作 控 制其变化 的过程 在制作 的过程 中 为 了合作 学习 学生 以小组为单位 每人买来2 种颜色的橡皮泥 分别 代表 父方和母方的染色体 制作程序是 学生先熟悉 减数 分裂 的过程 然后准备一张 1 6 开大 小的 白纸 在 纸 上将各 个时期的细胞轮廓画 出来或是用橡皮 泥捏 出 来 再把所 做的染色体放在其 中 在学生制作 的过程 中 教师 随时观 察学生所做的模型 并将模型展示给 全班学生 以及 时发现 制作过程 中出现 的问题 并给 予订正 以免在以后的制作过程中出现类似 的错误 例如 四分体 时期 先把细胞轮廓画好或是捏好 按照细胞的大小做相应的染色体 用颜色相 同的橡皮泥 搓成长度相 同的两条染色单体 并排放置好后 再用同 种颜色的小块橡皮泥代表着丝点 在两条染色单体中部 用小块橡皮泥粘起来 代表减数分裂 已完成复制 的染色 体 同样再做另外一条颜色的染色体 把做好 的不同颜 色的两条染色体放在做好的细胞内 让长度相 同 颜色 不同的染色体配对 使着丝点靠近 有的学生在完成 四 分体 的图像时将2 对同源染色体用了4 种颜色的橡皮泥来 表示 是因为没有考虑到来 自同一亲本的染色体应该用 同一种颜色的橡皮泥来表示 如图1 所示 图 l 在减 I 后期 中心体和纺锤体可 以用笔画出来 同 源染色体分开 分别移向细胞的两极 学生将染色体随 机组合 可以使同一颜色f 来 自同一亲本 的染色体放在 赤道板的同一侧 也可以使不 同颜色 来 自不 同亲本 的 染色体放在同一侧 通过亲 自操作来理解减 I 中期染色 体的排布决定着后期同源染色体的组合方式 在这一过 程 中 有的学生将赤道板两侧 的同源染色体做成 了同样 的颜色 没有区分开父方和母方 还有的学生在减 I I 后 期将分开的姐妹染色单体做成 了不同颜色 是没有注意 到姐妹染色单体是同一条染色体复制而来的 应该用 同 种颜色 的橡皮泥来表示 通过亲 自动手操作 及 时订正 学生都能做 出正 确的模型 通过模拟实验学生 了解减数分裂过程中染色 体 的变化规律 A 学生在 自我反思中写道 用橡皮泥 做 减数分裂 的模型 充满 了知识趣味 同学们亲 自 2 0 1 3 t F 第1 4 期 总第1 7 4 期 动手操作 动脑分析 既回味了童年时橡皮泥的美好 回 忆 又在其乐趣 中增长 了知识 由于我制作模型时 考 虑不够全面 忽略细节 将模型做得色彩过于丰富 老 师及 时订正了我 的错误 让我更深入 了解到 了 减数分 裂 的相关知识 这种亲 自操作 动手实践的方法 让 我们在玩乐中学会了知识 加深 了印象 将抽象的难点 变得更加形象化 便于我们更好地学习 B 学生这样 写道 自己亲 自 动手制作 减数分裂 的模型感到无 比开心 虽然制作的样子不是很令人满意 但总体上 讲还 是可 以的 从画图再到 自己亲 自用 橡皮泥捏制的 过程 使细胞 内的染色体的形态清楚地 印在我的脑海 中 只是橡皮泥太容易断了 不容易捏成条 而且橡皮 泥还 十分黏手 弄得我满 手都是 不过 我还是乐在其 中 男生在制作过程中出现 了很 多的麻烦 正如C 学 生写道 模 型的制作十 分开发我的智力 又巩固了 知识 是很有意义 的 在这个过程中我遇到了不少困 难 例如手 太大 染色体太小 不好操 作 不容易捏 出好 的形状 但仍然很有 乐趣 的确 他好像 没办 法捏 出好看 的形状 而是用 刀将 一大块橡皮泥分割就 变成了染色单体 建立减数分裂中染色体变化的模型是教材 内容的一 部分 只是以前我们教师为了节省时间把这样一个富有 情趣的环节给省略了 学生做的模型有大有小 颜色各 异 但看得出 一点一滴都是用心来完成的 物理模型的制作不是 目的 只是一种手段 方法 通过模 制作 教师发现学生操作 思维过程中的闪光 点与存 州 参与评价其操作 思维过程合理与否 通过制作 殳能促进学生思维发展并提高学生的语言表 达能力 教学中只有有 目的 有组织地让学生观察 操 作 才能够收到以动启思 培养思维能力 的教学效果 三 模型 构建 过程 中建 立 互动 让 学生 思维进 发美丽的火花 著名教育家陶行知先生说 单纯的劳动 不能算 做 只能算蛮干 单纯的想 只是空想 只有将操作与 思维结合起来才能达到思维之 目的 在 生态系统的能量流动 一节课中 当讲完能量 流经第一和第二营养级的过程之后 教师给学生提供了 下列材料 白板 不干胶粘纸 其