基于思维建模的实验教学设计与实践

郑美芬 李丽洁 张琦 常智敏

摘   要：以高中生物学“探究影响酵母菌种群数量变化的因素”实验为例，构建基于思维建模的实验教学设计与实践，需要教师在综合利用多种数字化实验设备的基础上，开放性、多角度、科学地探究温度、溶解氧、营养条件、代谢产物等因素对酵母菌种群数量的影响，以期借此缩短实验周期，提高探究效率，进而培养学生的思维建模能力。

关键词：高中生物;酵母菌种群数量;探究实验;思维建模;数学模型

中图分类号：G633.91   文献标识码：A   文章编号：1009-010X（2021）32-0059-04

思维建模是一种建构性学习方式，即学习者根据自己先前的知识经验，使用所给的工具（软工具和硬工具），建构对当前学习的理解，并将这种理解通过模型表达出来，由此促进学生对知识的深层理解。思维能力和思维建模能力不是一个概念，思维能力不能等同于思维建模能力，思维建模能力其实是将思维过程可视模型化的能力。本文以高中生物学“探究影响酵母菌种群数量变化的因素”实验为例，从实验内容的重构、多角度科学探究建构数学模型、综合运用数字化设备建模、运用思维建模关注生活中的问题四个方面，基于科学思维，引导学生建构相关模型，由此可培养学生的生物学科核心素养。

一、教学过程重实践，发现问题

教学过程要注重实践，并在实践中发现问题。教师通过创新和改革，将课本中需连续耗时7天的实验观察、数据整理，缩短到只需10个小时，如此可使实验更简捷。……