《新课改下模型建构在生物教学中的应用电子科技大学试验中学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课改下模型建构在生物教学中的应用电子科技大学试验中学（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新课改下模型建构在生物教学中的应用电子科大实验中学 赵亚特摘要：在新课改的大背景下，如何有效地践行新课程的理念，更好地适应现代教育和当代学生的新形势、新变化，笔者在教学实践过程中做了尝试，本文具体阐述了在实践过程中感触比较深刻、对贯彻新课改理念比较高效的手段模型建构，并辅以课例通过自制模型来说明其在教学中的重要作用。关键词：新课改，模型建构，生物学教学 随着时代的发展和进步，高中课程进行了新一轮的改革，在课程改革中，主要倡导自主学习、探究学习和合作学习，可见新课改更加强调知识的生成过程，这也充分说明了创造知识比应用知识更加重要，而发现问题比解决问题更加重要，新课改理念非常好，但是如何在生物课中
2、实践新课改理念， 这是摆在生物老师面前的一道难题，因为不管从课本编排还是知识内容上看新课改后的教学不能再像以前那样直接给出知识，因为在很多时候学生不再像以前被动地接受知识，而是有着极强的表现欲和创造欲的，所以如何建立好这样的平台，我在不断教学的过程中，发现利用好模型建构可以起到事半功倍的效果，可能相比平铺直叙费时，但是从教学效果来看，却是一劳永逸的饿，除了课本中要求的模型建构外，自己也可以将一些抽象的知识模型化。一、 模型建构模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的的手段，有的则通过抽象的形式来
3、表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型朱正威，赵占良；高中生物必修1M；人民教育出版社。建构主义的思想来源于认知加工学说，以及维果斯基、皮亚杰和布鲁纳等人的思想。建构主义者强调学习的主动性、社会性和情境性，对学习和教学提出了许多新的见解袁维新；论基于模型建构的概念转变教学模式J，教育科学；2009，04期，教学不能无视学习者的已有知识经验，简单强硬地从外部对学习者实施知识的“填灌”，而是应当把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中，生长新的知识经验。就像建造房屋一样，它是一步步地先搭
4、好“框架”，然后再砌墙壁，所以教师在其中起的作用就是引导学生搭好“框架”，在“框架”正确的情况下，由学生自己来建造属于自己的“楼房”，当然楼房的风格可以各式各样，但是框架一定是牢固的，所以模型建构强调的是一种主动地、逐步地学习知识的过程，模型建构主要包含物理模型、数学模型和概念模型。其中物理模型建构往往可以通过实实在在的模型来形象理解抽象的知识，数学模型则通过计算可以揭示生物学中的基本规律，概念模型往往可以使学生通过构建知识框架而使知识系统化。二、 模型建构在生物学教学中的作用 模型建构作为一种科学的学习手段，在生物学教学中有着不容忽视的作用，是践行新课改理念和突破难点的一个强有力地工具赵学杰
5、；模型建构在生物学教学中的作用J；教育实践与研究；2011，02期，主要作用如下：1、 可以激发学生的学习兴趣。虽然模型建构相比直接讲述课前准备要多得多，而且课堂组织也相对比较难，但是每当开展课堂模型建构活动时，学生们的课堂期望及开展活动的热情都非常高，有些同学的表现欲也被激发出来，非常想将自己的构建的模型展示出来，根大家进行交流，而且不同层次的同学都可以参与进来，很好地面向全体学生。2、 能将抽象化为形象，突破学生对于微观或者抽象的知识的理解，可以很好地突破难点。比如在上必修1第三章细胞的基本结构章末模型建构“尝试制作真核细胞的三维结构模型”，学生通过构建模型，使得微观的细胞结构变得真实可见
6、，通过模型制作，学生不仅加深了对于细胞空间结构的认识，也巩固了对细胞器结构特点的认识，比如线粒体和叶绿体的双层膜结构，线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，叶绿体中的类囊体结构，各个细胞器及细胞结构的相对大小等等，再比如说必修2第二章基因和染色体的关系一节中受精作用中模型建构“建立减数分裂中染色体变化的模型”，通过制作模型，不仅加深了对基本概念“同源染色体和四分体”概念的理解，而且突破了在减数第一次分裂后期同源染色体发生分离和非同源染色体发生自由组合的行为，通过模拟整个减数分裂过程，同学们才能将静态的减数分裂过程各时期图像联系成为一个动态的连续的过程，从而加深对减数分裂实质的理解。3、 可以使学生理解知
7、识间的联系。如在第三章第2节DNA分子的结构一节中“制作DNA双螺旋结构模型”，DNA的结构层次，从1个脱氧核苷酸到1条脱氧核苷酸链再到2条脱氧核苷酸链的构建，使得学生不仅清楚深刻地认识了DNA的双螺旋结构，并且知道氢键和磷酸二酯键的作用，从而为整章的学习奠定牢固的知识基础；还有第六章基因工程，通过纸带模型，突破基因工程的基本步骤，从而将工具酶与步骤紧密的结合起来，从而让学生深刻理解基因工程的基本步骤。4、 可以促使学生生成新问题。比如在模拟染色体减数分裂过程中行为变化时，有学生提出非同源染色体是在中期自由组合还是在后期，在减数第一次末期会出现核膜和核仁吗等，在模拟基因工程操作步骤时生成DNA
8、连接酶有无专一性，及它与DNA聚合酶之间的关系等问题。5、 可以促进学生之间的交流和合作。在模型制作过程中，学生自然而然地就会分工，互相讨论合作制作出大家都比较认可的模型，而且大家都是在愉快而紧张的制作过程中自发表现出来的，相比小组讨论模型建构更好地实践了新课改理念。6、 可以使学生形成研究问题的一种手段模型建构。“授之以鱼不如授之以渔”，通过模型建构，学生首先想到的问题便是用什么材料制作模型，如何制作模型，模型的模拟和真实过程有何相同和不同等等，比如第4章细胞的物质输入和输出第2节生物膜的流动镶嵌模型后面的课外制作“利用废旧物品制作生物膜模型”，完全由自己从选材到制作独立完成，不仅增强了思维
9、能力，还加强了动手能力，这些对于学生的全面发展都是大有裨益的。 三、 模型建构在生物学教学中的实践1、 材料准备笔者在此仅以制作DNA双螺旋结构模型为例来说明模型建构的教学实践。在本节课教学之前我一直在纠结用什么做材料代表磷酸、脱氧核糖和含氮碱基呢，又用什么代表氢键和磷酸二酯键呢，在临近上到这一课时，终于有了灵感，考试用过的机读卡，既经济又能非常好地完成模型建构，于是就开始用剪刀剪出圆形来代表磷酸，正五边形代表脱氧核糖，其中一个顶点用笔标记出氧原子，用较长的长方形代表嘌呤，而用较短的长方形来代表嘧啶，用双面胶代表化学键，本来想着构建含四个碱基对的DNA分子，但是一算两位同学一组，就需要剪160
10、个脱氧核糖，而且纸片较软不好连接，所以最终决定构建2个碱基对，由于第一个班级上得快，由于材料的原因所以用的资料分析直接讲述，正好作为对照，下面将教学过程记录如下。2、模型构建过程师：展示资料1，脱氧核糖有5个碳，为了研究的方便，依次标记为1-5号，其中1号碳通过化学键与含氮碱基相连，5号碳与磷酸通过化学键相连。资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。图1生：构建一个脱氧核苷酸，如图1所示。图2师： 展示资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。连接的方式是下一个脱氧核苷酸的磷酸与上一个脱氧核苷酸的核糖3号碳原子通过磷酸二酯键相连，从而连接成一条脱氧
11、核苷酸链。生：构建一条脱氧核苷酸链，如图2所示。师：资料3： 1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的 X射线衍射图谱。图3生：构建DNA双链，通过先连接，发现如果是嘌呤与嘌呤相连，嘧啶与嘧啶相连，显然会导致DNA分子结构不稳定，接着学生自然而然会想到可能是嘌呤和嘧啶相配对。师：展示资料4：查哥夫研究得出：A=T，G=C。生：构建DNA双链结构，如图3所示。学生模型展示如图4.所示。 3、模型分析 通过小组内同学的通力合作，大家争先恐后地将小组内制作的DNA双链模型展示到黑板上，如图4所示，师：大家看下，黑板上的模型有无科学性错误？生：没有。师：好，那我们首先从不同的模型中来看归
12、纳DNA双螺旋结构的共同特征，首先在不同的模型中DNA分子都由两条脱氧核苷酸链构成，这两条链的方向有什么特点呢？从哪些地方能看出来呢？生：两条脱氧核苷酸链反向平行，可以从脱氧核糖和磷酸上来判断。师：在整个DNA分子中，外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，而内侧由碱基通过氢键连接成碱基对，碱基之间的配对有何特点呢？生：A与T配对，C与G配对。师：我们把碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。生：学生通过讲述勾画重点。师：DNA作为遗传物质，首先要稳定，那从模型中大家能说出DNA的稳定性体现在哪里呢？生：在DNA分子的外侧，脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交替连接，在内侧，碱基之间严
13、格遵循碱基互补配对原则通过氢键连接构成碱基对，从而将两条脱氧核苷酸链仅仅连在一起。师：接下来我们看看不同的模型有什么不同？生：碱基排列顺序不同。师：如果一个DNA分子是含有两个碱基对，可能构成多少种不同的DNA分子呢？生：思考后回答，42种。师：如果是n对呢？生：4n种。师：从计算中我们可以发现不同的DNA分子碱基序列不同，由于碱基序列的千变万化体现了DNA分子多样性。对于每一个特定的DNA分子来说，它的碱基排列顺序根其他的DNA分子相同吗？生：不同。师：即对某个特定的DNA来说，它的碱基排列顺序是特定的，体现了DNA分子的特异性，利用DNA分子的特异性就可以识别不同人的身份，如DNA指纹技术
14、。师生总结。图44、教学效果在两个班开展的模型建构教学，在一个班用的常规探究式的教学，现比较如下：第一：从课堂学生的状态来看，模型建构教学更好地落实了小组合作交流以及制作，对于模型的要点和碱基互补配对原则大家从自己所做的模型上归纳得出，因而从学生表情上可以隐约看到其收获知识后成功的喜悦，不同层次的学生都能参与其中，课堂气氛活跃、轻松；而在对照班级则截然不同，大多数学生都能够认真听课，课中有极少数同学有开小差的现象，同学们在老师讲解内容要点时，都能做好笔记，气氛严肃而紧张。第二：从教学效果上来看，我在上下节课前，在课上都做了提问，从回答上来看，用模型建构教学的班级同学能通过回忆迅速讲出DNA双螺
15、旋结构模型的要点，及DNA两条脱氧核苷酸链反向平行，可以从脱氧核糖和游离的磷酸基来判断两条链的方向。而常规教学的班级同学则通过翻看课本或者笔记来顺利回答，从这个比较上来看显然从记忆和理解效果上模型建构教学的班级要更胜一筹。第三：从课后作业上来看，模型建构的班级做作业的欲望强烈，作业正确率及留下做题痕迹多。总之，通过模型建构大大激发了同学们学习生物的热情，也提供给同学充分表现的平台，从材料准备到活动开展，都深深地锻炼着学生的能力和思维，这样的课堂往往会变得高效，而且轻松愉悦，在不知不觉中同学们就会迅速地遨游在知识的海洋，而且眼手脑齐动，教学效果更是可想而知，可能直接讲述会“省时省力，但是从长远来看，可能学生一生都会记住那堂课，记住那堂课的人和事，理解所涉及的知识点。第 5 页 共 5 页
