初中生物建模教学的实施策略

1、初中生物建模教学的实施策略 在传统生物学科 教学中，教师过分强调理论知识的传授和原理的应用，无意 之中忽视了学生动手能力、创新精神的培养。这导致学生理 所当然地认为，初中生物学科的学习就是简单的背诵过程。 结合我校生物学建模教学模式的实践研究省级基地校课 题开展研究的契机，笔者在七年级学生入学时，尝试引导学 生从制做植物细胞模型开始，在课堂教学中尝试使用了建模 教学的策略。1利用元认知理论，引导学生主动参与模型构建中学建模的元认知理论认为，建模就是在教师的指导下，学 生通过实际去体会、领悟、总结、概括，也就是让学生在已 有知识经脸的基础上经历一个主动构建的过程。在初次植物 细胞模型（类比模型构

2、建）制做过程的实践中，笔者有意识 地引导学生遵循先大后小、先简后繁的原则，由表及里、先 框架后细节进行逐步建构，将课本知识与模型相结合，鼓励 学生发挥想象、大胆创新。在学生建构好模型后，开展小组 交流、展示并讨论。在突出基础知识的同时，教师肯定学生 的活动成果。由于是初次制做模型，学生制做的模型只能反映出他们对模 型建构的原有认识：外形相似。此时，教师要及时指出其优 点与不足，并要求他们进一步审查模型的科学性和美观性： 如细胞器的大小比例、数量是否科学？能不能选择更适合的 页1第材料，更形象地说明细胞各结构的功能？做好的模型如何固 定、保存？学生学在其中，乐在其中。讨论总结之后，学生 根据教师

3、的评价，重新修正模型，进而初步完成动物细胞的 模型。同时，教师把课堂活动制作的模型的照片上传到班级 QQ群，让学生在课后继续讨论、完善。在“动物细胞”课堂上，令人惊喜地看到，学生用五花八门 的材料制作出了各种极富想象力的模型。在小组汇报中，学 生详细地阐述了模型制作的过程，并对其他同学提出的质疑 进行了现场解答，同时还谈了制作过程中的体会与感受。通 过建模实践，学生既实现了完整的知识体系构建，也体会到 小组合作与共享的快乐。课后交流中，许多学生还谈及，模 型制作因为要与同学合作而冲淡初入中学的陌生感和不适 应。从学生对生物建模课的期待可以发现：有尝试就有收获, 有兴趣就充满希望。当然，要提高建

4、模的课堂教学效果还应注意3个方面。首先， 教师必须在建模之前，引导学生明确建模的目的：是侧重生 物体的外形和基本结构组成，还是要帮助人们了解生物体及 其运行机制，然后根据目的选择模型的表征形式。其次，在 建模过程还要关注选定的模型与所学知识是否相关，构建模 型的材料是否熟悉、常见，教师和学生能否用最直接的视觉、 最简单的语言来表达模型。最后，学生基于自身构建模型而 开展小组或全班的讨论后，依据评价对模型进行修正、完善。 页2第教师在建模之后，根据学生反馈的情况，反思模型是否清楚、 有用，能否有助于学生形成概念。2筛选教学内容，构建灵活多样的建模教学模式模型的构建就是通过模型，抓住事物的最主要的

5、特征和功能, 以简化的形式去再现原型的各种复杂结构和功能，是连接理 论和应用的桥梁，可以帮助学生认识客观世界中最本质的东 西，以便预测和指导实践。不同模型在构建过程中有所区别， 但主要步骤还是一致的：明确模型建构的目的；选择模 型表征形式；构建模型；对模型进行检验评价和修正。 在初中生物课堂建模教学中，常用到的模型有类比模型、尺 度模型、系统模型。学生在课堂上构建生物学模型，会挤压 课堂上基础知识的教学时间，因此教师可以让学生课前完成 模型建构，课上结合教学实际需要，重点选择模型建构的某 个步骤，进行课堂教学。当然，不是所有的知识点都可以实施建模教学。所以建模教 学之前，教师应根据模型建构的目

6、的，结合教学内容，筛选 出适合建模教学的典型知识，形成教学案例。结合教学实践， 初中生物学适合建模的内容见表1。一般，当知识内容涉及到解释现象发生过程和机制时，教师 可以适时进行建模教学。如水是如何在植物体内运输的？血 液循环的途径、尿液是如何形成等内容。当知识内容用建模 教学更形象易懂时，教师也可以进行建模教学。如建构肘的 页3第运动模型帮助学生理解肘部的运动；建构心脏模型帮助学生 理解心脏内部结构和运行机制等。而有些内容其实没有必要 进行建模教学，例如植物的分类、动物的分类、生物和非生 物的区别等内容。不同的模型具有不同的功能和优势，在一些情况下，为了解 释复杂现象，需要同时使用多种模型。

7、因此在课堂教学中， 教师要结合教学内容，依据不同模型的功能，以一种模型为 主、多种模型并用的方式进行建模教学设计。例如，人教版 “输送血液的泵心脏”教学中，教师可以通过语言、视 觉、实物等表征方式对心脏的外部轮廓和结构进行类比模型 构建，用构建示意图方式（系统模型）来讲解心脏的运行机 制，学生构建的循环系统模型（图1）来形成初步概念，最 后在修正模型和呈现用动态图（系统模型）的过程中，完成 整节课的知识体系构建。3建模与游戏化教学相整合，实现教与学共同成长感知觉是学生认识外界事物、增长知识的主要途径之一。初 中阶段的孩子仍然习惯于用现象、声音、色彩以及动作来思 考问题，而游戏就是一种通过操作物

8、体来感知事物的过程。 人教版初中教材内容主要包括形态功能部分、原理部分和关 系部分。但由于客观条件的限制，学生不可能都通过观察与 实脸，做到事事亲历，而建模课恰好能有效地弥补这一缺憾。 此外，在构建过程中如果教师融入游戏化教学，往往还能收 页4第到事半功倍的效果。在形态部分教学中，动植物细胞的结构与功能、生物体器官 的位置、形态等，教师可以通过绘制生物简图、拼图等方式 来构建类比模型。如在“心脏的结构”授课中，师生可以一 起绘制心脏结构简图（图2）,并在简图上注明各个结构名称, 通过这种方式形象地说明生物体的形态构造、生理特征，使 教与学的过程“活”起来，进而激发学生的求知欲，培养学 生的学习

9、兴趣。在知识点小结时，教师可以利用课前准备的 纸片进行拼图游戏（图3）,来巩固提升课堂的教学效果。由 于整节课充分调动学生多感官合作，孩子们参与的兴趣和热 情高昂，彻底地改变了传统的教与学，学生观察、动手、模 拟等感知能力得到充分的体现；同时，他们对知识的记忆也 得以巩固和发展，更好地保证了教学目标的实现。在生理学 知识传授中，如肾单位的组成、尿液的形成，教师可以通过 模拟游戏、设计制作原理模型的方式构建类比和系统模型（图4）。学生制做模型的过程，实际上是个不断试误、判断、 思考的过程，他们在合作、交流、修正的过程中，也大大提 升了在具体情境中解决问题的能力。而在生态系统教学中， 学生则可以通过角色扮演方式，完成生态系统的组成、食物 链、食物网等知识的教学，这也是最受学生欢迎的课