浅谈模型构建法及其转换在高考备考中的应用

温燕云

【摘要】根据《新课标》要求的，教师要进一步提升学生对生物学的初步探究能力，这其中包括运用观察、实验与调查、假说演绎、模型构建与系统分析等科学研究方法。模型构建是新课标探究教学中研究方法之一。下面就以“遗传的细胞基础”为例，探讨此内容涉及到模型的种类，构建和转换在高考备考中的应用。

【关键词】遗传的细胞基础 模型构建和转换 高考备考

【基金项目】广州市教育科学规划（Guangzhou education scientific research project）2016年度课题模型构建法在生物高考备考中的实践研究（课题编号：1201574559）。

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）37-0143-02

不管是期末复习还是高考前的一轮复习或二轮复习等，都是在为高考备考打基础，都属于高考备考阶段。单调的复习方式常常会让学生产生厌学的情绪，所以为了提高学生的学习兴趣，在复习中就应该尝试进行一些激发学生兴趣的教学方法，其中模型建构则是一个很好的激发学生兴趣的方法。模型建构法运用于高中生物教学还利于培养学生的科学思维品质、促进学生自主学习和发展学生的探究能力。

遗传的细胞基础就是一个相对比较抽象和复杂的内容，我们在复习中就可尝试用多种模型建构来实现。遗传的细胞基础主要包含减数分裂与受精作用和有丝分裂与减数分裂的综合两个考点，根据近几年的高考试题分析，此专题的题型以选择题为主，有丝分裂与减数分裂的比较常结合分裂图像及染色体和DNA的数量变化曲线来考查；配子的形成常结合DNA复制与变异等知识进行考查。所以我们在备考的过程中，应该重点关注细胞分裂图像的识别、细胞分裂过程中染色体、DNA的数量变化，还可以采取并列比较法理解减数分裂和有丝分裂的区别。此内容相对较抽象，通过模型建构，可将抽象知识形象化，加深理解。

一、不同分裂时期细胞分裂图像的物理模型构建

高中生物必須1教材中提到模型的形式很多，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。著名的物理模型当数沃森和克里克制作的“DNA分子的双螺旋结构”，既让他们获得了诺贝尔的生理学学奖或医学奖，也宣告了生命科学从此进入了认识生命本质的新阶段。本文则尝试用纸条作为染色体模型构建不同分裂时期细胞分裂图像。制作方法简述如下：

（1）直接利用学生的单行本根据需要剪成不同长度的小段；纸条部分折叠，折叠后重叠部分表示着丝点，长度不同的纸条纸条或折叠位置的不同可制作形态不同的染色体，即非同源染色体；一条纸条涂上几种不同的颜色可以表示不同的染色体片段，也可表示一条染色体上有多个基因；制作大小、形状和颜色相同的纸条，将两个纸条折叠部分重叠在一起则可代表染色体复制，此时一条染色体有两条姐妹染色单体。

（2）根据班级活动组数剪出相应数量、不同颜色和不同长度的纸条，指导学生自己动手制作染色体物理模型（纸条也可以提前叫学生自己准备好）。

（3）根据需要构建有丝分裂图或减数分裂不同时期的图像

通过体验，可以使学生做到加深认识并理解模型的过程和直观性。以上模型的构建材料仅仅是纸条，材料简单，学生随手可得，一旦学会了此模型的构建，随时可以自己制作，观察和实验，还可根据实际需要任意拆卸、组装，边学边制，既提高了学生的学习兴趣，还有助于培养学生的动手能力、观察能力、思考能力、反思能力。例如图3和图4仅仅是呈现出一个精原细胞经减数分裂产生的4个精细胞两两相同，原因是图3.4是同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合的一种形式而已，据此可以引导学生思考如果非同源染色体重新组合，可能再形成怎样的4个精细胞。从而可以通过表格的形式引导学生思考在不交叉互换的情况下具有n对同源染色体的个体产生配子的情况。如果在巩固练习中遇到相关的知识又有疑惑时也可以随时建构模型，帮助解疑。围绕该模型组织教学有利于学生深刻理解和掌握染色体的相关知识，并更好的区分有丝分裂和减数分裂的主要特色和异同。

二、各种模型间的转换

利用相对应的模型来简化一些生物学的知识，十分有利于学生对问题产生一定的认识，这是一种很有用的方式！在复习中，我们经常遇到遗传的细胞基础此内容不断以图片的形式考查，还有曲线图和柱形图的形式考查。而曲线图是数学模型的一种表现形式，更能直观地反映出亲代与子代的染色体之间的关系，更加具体形象，既能帮助学生加深对知识的理解，激发学生的探索性和创造性，还能提高学生的综合分析能力。我们在复习中不仅仅是指导学生构建细胞分裂各时期的图像，还可根据构建的图像进行画图，在画图中加深对四分体、同源染色体和非同源染色体之间的区别，以上则是同种模型间的转换。

要实现物理模型与数学模型的转换，则可准备好学案，设计好表格，让学生在边构建时边完成相关的表格，然后还要以曲线图的形式表示出来，并有相关的巩固练习呈现。这样既能调动学生复习的积极性，又能让学生在做中学，可以更好的培养学生的思维能力，不但培养了学生思维的灵活性，还培养了学生思维的广阔性。学生在构建物理模型和数学模型的前提，还是需要熟知构建模型的内容，而这些内容之间的联系，还可培养学生构建概念模型，将相关的知识点联系起来。概念模型是高中生物复习备考中常用的模型，常利用概念图组织教学，可以让学生在给出的情境中将已有的知识进行有机整合，形成完整的知识体系。

模型间的转换有利于提升学生的生物学知识水平，而且这些知识越来越多的出现在高考当中。所以我们应能多角度思考，善于发散思维，尽量在教学中帮助学生提升运用所学知识解决问题能力，加强前后知识的联系。

三、模型构建和转换在高考复习解题中的利弊

模型构建和转换虽然能激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习的能力，但高考复习时间紧，学生需要争分夺秒，所以教师不可以从此过多的应用模型，增加学生学习压力，应该有所取舍，根据具体情况具体采取不同的教学策略，例如对于基础好的同学，抽象思维也强，则可注重培养学生用概念模型去构建知识网络；而对于基础较差的同学则可引导其构建物理模型或数学模型。在能激发学生学习兴趣的情况下，尽量做到少花时间有大收货，尽量做到更有效的备考。

参考文献：

[1]《生物课程标准（实验）》，人民教育出版社.

[2]《 5年高考3年模拟》2016B版，教育科学出版社和首都师范大学出版社.

[3]陈林等.数学建模理论应用于高中生物学教学案例研究[J].中学生物教学，2016（10）：31-33.