高中生物新課標中的幾種物理模型

淺談高中生物新課標中的幾種物理模型

摘要：本文闡述了人教版新課標高中生物有關物理模型的建構方

法以及本人在實際教學中所采用的三種實物形式的物理模型，介紹

了三種模型在教學中的應用策略及其教學效果，為教師提供一定的

參考建議。

關鍵詞：物理模型；新課標；生物教學

【中圖分類號】g633.91

1.模型和模型方法

人教版高中生物教材中科學探究活動的類型很多，其中有一項探

究活動就是模型建構，要求老師給學生提供一定的指導，由學生動

手動腦建構模型，領悟和運用建構模型的方法及其在科學研究中的

作用。

模型一般可分為物理模型、數學模型和概念模型三大類，以實物

或圖畫形式直觀地表達對認識對象的特征的模型就是物理模型。物

理模型既包括靜態的結構模型，如真核細胞的三維結構模型、細胞

膜的流動鑲嵌模型等；又包括動態的過程模型，如教材中學生動手

構建的減數分裂中染色體變化的模型、血糖調節的模型等。

2.高中生物物理模型建構的探索

2.1.有絲分裂細胞中染色體變化物理模型的建構

有絲分裂的內容可以說是學生對細胞的結構和功能理解和掌握

性──整個過程是一動態變化，而這一過程又是學生用肉眼所不能

直接觀察到的，要讓學生具體把握這個過程中細胞內部所發生的變

化，特別是遺傳物質的變化，這一內容是本節課教學的難點。以往

利用多媒體網絡課件，模

擬細胞分裂的動態過程，學生有如過往云煙的感覺，而我們把微

觀、抽象的過程建構成實際看得見、摸的著的物理模型，讓學生仿

象概括能力。更重要的是

通過模型建構為今后有關減數分裂的學習打下了扎實的基礎。

雙螺旋結構的物理模型的建構

沃森和克里克建立dna雙螺旋結構模型的目的，是為了揭示當時

并不清楚的dna分子的結構。高中生物學中的“制作dna雙螺旋結

構的模型”的模型結構活動，主要是對“dna分子的雙螺旋結構”

這個結論進行具體化的認知，所建立的模型是物理模型，其目的不

是對dna分子的結構進行探索，而是通過建構物理模型，加深對dna

的分子結構的理解，并體驗具體化模型的作用?？梢娮寣W生通過建

構物理模型，掌握和鞏固有關生物學的知識，體驗建立物理模型過

程中的思維過程，并領悟模型方法是高中生物學中模型建構活動的

主要價值。

教學策略：首先，通過教師提問，回憶舊的概念，例如：脫氧核

苷酸的種類及基本組成，堿基的種類和名稱等。然后，學生通過閱

讀了解有關dna的分子結構的內容，有了理性認識。最后將學生分

組，通過現有的材料進行模型結構，通過探索，交流，以及教師的

補充完善模型。

教學效果：學生通過自己制作物理模型，對dna的分子結構又有

了感性認識，并大大加深了對堿基互補配對的理解，組間的相互交

流更是從語言上加深了對概念的認知。學生通過模型建構把相關概

念緊密的聯系起來，不僅記住有關的概念，而且對此過程理解將更

為透徹，有關習題，也就迎刃而解。

2.3.血糖調節的物理模型的建構

血糖平衡的維持，其調節過程和機制非常復雜，“血糖平衡的調

節”在高中生物教材中一直是教學的重點和難點，內容比較抽象，

如果僅憑教師講述，學生很難真正掌握這些知識。引導學生通過建

立血糖調節模型，更好地理解人體內是如何對血糖含量進行調節

的，并在此基礎上理解體內激素如何對生命活動進行調節，同時也

嘗試了解建構模型，尤其是物理模型的基本方法和意義。

教學策略：通過學習，學生對血糖調節的原理已經有了一定的了

解，因而活動中教師要鼓勵學生扮演各種角色，用不同顏色的卡片

3.1.提高學生生物學的學習效率和學習興趣。

在生物教學中運用物理模型能有效地縮短人眼對材料的反應時

間和識別時間，創造了生動的意象，

促進了學生對知識的理解和掌握，從而提高了學習效率。

3.2.實現學生自主、合作學習方式。

給學生提供充分的自主學習的空間和時間，教師只是發揮引導的

作用，然后放手讓學生獨立思考，讓學生自主建模并不斷修改自己

構建的模型，充分發揮每個學生的思維潛力，擴大其思維空間。

3.3.可以使物理模型、數學模型、概念模型三者之間自然結合并

自然轉換。

在生物教學中可以有效地建立起物理模型、概念模型以及數學模