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高中生物教學(xué)中構(gòu)建模型方法的研究論文
摘 要：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達(dá)。
關(guān)鍵詞：模型 種類 重建 轉(zhuǎn)換
實行新課標(biāo)之后，在全國高考生物科考試大綱考試內(nèi)容部分考核目標(biāo)與要求中，關(guān)于實驗與探究能力有如下要求：具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。其中建立模型是新課標(biāo)探究教學(xué)中的一個難點。
下面就模型的種類、構(gòu)建和轉(zhuǎn)換特點進(jìn)行具體的分析。
一、模型的概念和種類
必修1教材對模型的定義是：“模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達(dá)。”《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中的表述是：模型是與真實物體、單一事件或一類事物對應(yīng)的而且具有解釋力的試探性體系或結(jié)構(gòu)。關(guān)于模型的形式或種類，不同論著中的說法有所相同。
下面這道試題就是要求學(xué)生判斷模型種類的：
模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識對象所作的一種簡化的概括性的描述。模型的形式有多種，下列各項中正確的是______。
A、沃森和克里克的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型
B、種群增長模型屬于生物模型
C、血糖調(diào)節(jié)模型屬于化學(xué)模型
D、生物膜的流動鑲嵌模型屬于概念模型
（參考答案與解析：種群增長模型屬于數(shù)學(xué)模型，血糖調(diào)節(jié)模型屬于動態(tài)物理模型，生物膜的流動鑲嵌模型屬于物理模型；選A。）
二、模型的重建
在課本上我們可以看到許多模型構(gòu)建的具體實例，通過具體的構(gòu)建體驗，可以加深對模型特點的認(rèn)識，理解模型在反映事物或過程方面的簡化和直觀性。在原有模型的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步加深或拓展對重點問題的認(rèn)識，可以適當(dāng)進(jìn)行典型模型的進(jìn)一步分析和重建，以提高學(xué)生對相關(guān)模型的認(rèn)知能力。
下面是兩個典型的例子：下圖中，如果橫坐標(biāo)改變，則曲線的變化趨勢最大的是______。
A、①將橫坐標(biāo)的“光照強度”改為“CO2濃度”
B、②將橫坐標(biāo)的“溫度”改為“O2濃度”
C、③將橫坐標(biāo)的“有絲分裂”改為“減數(shù)分裂第二次分裂”
D、④將橫坐標(biāo)的“血糖濃度”改為“內(nèi)環(huán)境溫度”
不難看出，本題的命題意圖就是要通過數(shù)學(xué)模型的重新構(gòu)建來考察學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的掌握情況。
三、模型間的轉(zhuǎn)換
利用模型間的轉(zhuǎn)換來考察學(xué)生對相關(guān)生物學(xué)問題的認(rèn)識水平，也越來越頻繁地出現(xiàn)在高考試題中。例如：下圖表示用3H—亮氨酸標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)的分泌蛋白，追蹤不同時間具有放射性的分泌蛋白顆粒在細(xì)胞內(nèi)的分布情況和運輸過程。其中正確的是_____。
顯然，該題是將課本上的相關(guān)物理模型（見必修1第48頁資料分析：豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞分泌物形成過程圖解）轉(zhuǎn)換成了數(shù)學(xué)模型，考察學(xué)生的模型轉(zhuǎn)換能力。
不難看出，模型的特點就是以簡化和直觀的形式來顯示復(fù)雜事物或過程。培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行必要的模型構(gòu)建、分析和重建，以及嘗試進(jìn)行同一模型不同表達(dá)形式或不同模型間的轉(zhuǎn)換，無疑是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效手段。在教學(xué)中，如果能夠較好地結(jié)合課本上各種模型的講解，有目的地進(jìn)行模型構(gòu)建分析、重建和轉(zhuǎn)換專題訓(xùn)練，學(xué)生完全可以掌握通過模型構(gòu)建解決實際問題的科學(xué)探究方法。
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