模型建构在高三生物复习中的运用

蔡基堤

(厦门市第二外国语学校 福建 厦门 361100)

高三学生虽然经过两年多分章节的学习，积累了一定知识，但这些知识是零碎的、不成体系的，很多学生已经遗忘，很难建立起知识的横向、纵向的联系，更不用说综合解决问题的能力。模型建构的方法可针对课本知识重新优化整合,帮助学生建立各知识点之间的联系，形成知识网络，实现知识的迁移，从而在有限的时间内提高高三生物复习效率。

1.利用概念模型，建立知识网络

所谓的概念模型是以文字描述来抽象概括出事物本质特征的模型。它包括：中心概念、内涵和外延。高中的生物学概念众多,概念之间联系紧密,有些难以区分，比如染色体，染色单体，染色质，同源染色体等等，学生理解和识记起来比较困难,在复习中经常混淆。通过概念模型的建立可以把零散知识点联系在一起,辨析知识点之间的区别与联系，构建成“点—线—面”的知识体系,使知识结构化,系统化,从而提高复习效率。高中生物复习课中的概念模型建构主要以概念图的形式体现，表现在以下几种形式：

1.1 左右式。左右式更多体现概念间的从属包含关系，一般可以用大括号和箭号来链接概念间的关系。置于最左边的是最重要的大概念，后面都是从属概念，这种方式条理清晰，方便学生记忆和笔记，也是老师板书最常使用的一种模式。通常在物质组成或者结构组成上使用比较多，比如植物细胞结构，生态系统的结构与功能，组成细胞的元素和化合物等等。

1.2 上下式。上下式某些时候可以看成是左右式的变式，他把重要的大概念置于顶层，从属概念放在下层，这种模式侧重概念间的联系，通过一些连结词把这些概念联系成一张网络，通常适用在一些技术操作流程或者概念间的因果关系，比如基因操作过程，单克隆抗体的形成过程，激素的分级调节和反馈调节等等。

1.3 发散式。发散式把大概念放在中心，从中心向四周发散出各级概念，这些概念往往是并列式，教师可以引导学生在这些概念间进行联系。比如生物的进化。

这个模式有点类似思维导图，这种概念模型通过对知识点的重新整理来构建知识结构,呈现了知识点之间的发散的、立体的、开放的关系。知识点间纵向与横向联系的双重呈现,对学生的思维具有重要的启发与引导作用,有益于学生对知识点的理解与记忆。

无论哪一种模式，概念模型建构应着重引导不同层次的学生按照各自的认知水平和习惯，围绕章节知识点，列出相应概念，理清概念间层级关系，辐射出下一级概念，针对概念间的联系，写上最概括，简短的词语，最终构建出章节甚至整本书的知识网络，并在自己构建的网络里不断完善，把零碎的知识串联成网，把书读薄。由于每个同学的建构方法和思考点、切入点不同，所以构建出来的概念图结构都是不同的，但都是最合适自己的，这样的复习才是最有针对性的，效率才是最高的。

2.利用物理模型化繁为简，突破重难点

物理模型指的是以图画或是实物的形式展示认识内容特点的模型,能够化繁为简,把繁杂、抽象的表述或者微观难于观察的细节以通俗易懂的画面呈现出来,降低学生的理解难度，从而提高复习效率。由于人们对图的记忆效果远远大于对文字的记忆效果，所以高三复习中应该引导学生学会读图、析图和画图，引导学生将教材中的文字转变成各种简洁的物理模型，学会画图建模，加快对相关知识点的理解和掌握，实现对相应知识的内化。比如很多学生分不清减数分裂染色体减半是在第一次分裂还是第二次分裂，为什么会减？老师应当引导学生，以一对同源染色体为例建模整个减数分裂过程，学生在画图中，感受减数第一次分裂同源染色体的联会、分离，减数第二次分裂姐妹染色单体的分离，最终明白染色体减半的原因是因为同源染色体的分离。在此基础上老师继续拓展染色体异常分离的结果：第一次分裂同源染色体没有分离会怎样？第二次分裂异常会怎样？也可以在建构完一对同源染色体减数分裂的基础上，再增加一对染色体，引导学生内化同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合的道理。这样通过建构物理模型,抽象出减数分裂过程中染色体行为变化的本质特征，强化对减数分裂的认知、理解和记忆,又深刻体会了细胞生命活动的动态过程,感悟生命科学的奥妙和真谛。利用绘图进行物理建模同时,也促进了学生观察力、想象力、分析判断力等众多学习能力的提升。

3.利用数学模型揭示本质规律，提高分析和综合能力

数学模型是以数学形式来研究或解释某一系统的性质或规律。常有坐标曲线模型、公式模型，几何模型、线段模型，表格模型等等，通过数学建模可使一些重、疑、难点化繁为简,既深化对知识的理解,又培养学生的数学思维能力。

比如细胞周期的饼图和数轴图表示法，是对细胞概念的有力和阐释，体现连续分裂、从一次分裂开始到下一次结束、间期比较长、分裂期比较短，分裂期又包含前中后末四个时期。

通过建构数学模型,还可以对生命现象进行量化,以数量关系描述生命现象,再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的，在建构过程中使学生能从现象中揭示出本质和规律。

比如：如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量和O2吸收量的变化，请据图回答：(注：实线表示O2吸收量；虚线表示CO2释放量)

(1)在外界氧浓度为10%以下时，该器官的呼吸作用方式是__________

(2)说明无氧呼吸强度与O2含量之间的关系__________

(3)种子储藏最好在____(A,B,C),为什么？

(4)AB段表示CO2释放量减少，其原因是__________

(5)图中阴影部分的面积代表__________

通过对呼吸作用中氧气和二氧化碳的量化，引导学生分析曲线间的起点，交点，趋势等来说明它们之间的关系。

在高三生物复习过程中，三种类型的模型使用不是割裂的，应根据学生实际和所复习内容特点在三者之间自然结合或转换使用。复习中通过概念模型的建构帮助学生建立完善的知识网络，运用物理模型建构，帮助学生更为直观地理解概念，准确解读题干信息，提高解题的速度与正确率。通过数学建模帮助学生对知识的理解和掌握，培养学生的分析、推理与综合运用能力,从而提高复习效率。