结合生物模型构建与大概念教学提升学生学科素养的实践研究

摘 要：生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。初中阶段，生物课程注重探究与实践，需要学生以生物知识为载体，对生活现象进行研究和分析，进而锻炼思维意识。对于初中生物教学来说，建模思想的渗透不仅能够深化学生对知识的理解，还有助于实现大概念教学，提高教学质量。文章对生物模型构建与大概念教学展开实践研究，旨在提升学生生物学核心素养。

关键词：模型构建；学科素养；大概念教学

作者简介：孙辉（1978—），女，山东省淄博市张店区第七中学。

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》明确指出，要强化课程综合性和实践性，推动育人方式变革，着力发展学生核心素养。义务教育生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、探究实践和态度责任四个方面，它们之间有着非常密切的联系，是科学课程育人价值的集中体现，为全民科学素质的提升和科技创新后备人才的培养提供了具体的、可操作的目标。因此，教师需要积极研究和创新，以克服当前所面临的教学困难。生物模型能够将抽象而繁杂的生物知识点进行可视化呈现，同时也能增加课堂的趣味性，对学生的学习有促进作用。本文以生物模型为切入点，探讨用大概念教学实现学生核心素养培育的策略。

一、相关概念及定义

（一）什么是建模

建模是一种描述对象的方法，旨在帮助人们理解和认识对象。模型可以是定性或定量的，建模的主要目的是将抽象的概念具体化和可视化。建模，顾名思义，就是模型的构建过程，它需要结合特定领域的知识，并依赖于创新能力和严谨的思维。在新课标中，能够构建生物模型是学生素养能力的一种表现，具有重要意义。

（二）什么是大概念教学

新课标背景下，大概念教学强调通过大概念来组织课程内容，倡导“少而精”的教学理念。大概念能作为构建课程框架的核心观念，是理解一门特定科学学科所必需的基本思想。大概念教学旨在让学生更轻松地学习。在面对复杂的生物学知识时，学生需要理解许多知识概念，可能会产生混淆和困惑，而通过采用大概念教学，构建以大概念为基础的知识框架，学生能够全面、科学地进行学习，促进自身能力进一步发展［1］。

二、当前初中生物模型构建与大概念教学所面临的困境

（一）模型构建的挑战

1.教学资源不足

生物模型构建并非一项轻松的任务。通常情况下，学生难以独自构建完整的生物模型，甚至对于教师来说，构建生物模型也颇具挑战。而教学资源的不足则会进一步提高模型构建的难度。如果不对教学资源进行丰富和优化，学生的模型学习效率将受到明显的制约，从而对他们的学习造成负面影响。

2.缺乏模型思维

构建全面的生物模型需要多方面的能力，其中，创新思维和创新能力至关重要。因为模型的建立实际上是一个创新的过程，它需要以模型作为知识的载体。然而，初中生还没能充分发展创新思维，难以全面掌握抽象的建模思维，这常常会限制他们的思路和学习过程，影响他们的学习体验，不利于生物模型构建。

（二）大概念教学的阻碍

1.總结能力不到位

根据新课标要求，生物大概念需要在实际教学中进行总结提炼，我们可以将其理解为多个生物知识点经过整合后生成的综合概念。要实现这一目标，学生一是要对知识内容有较深的理解，二是要具备较强的总结能力。但是在初中阶段，学生的反思和总结能力仍有待提高。

2.学习模式不合理

在传统生物教学中，学生在课堂上处于被动学习的状态，缺乏参与课堂教学的主动性和积极性，学习效率难以提升，甚至出现事半功倍的情况。为改进此类学习模式，教师必须树立“以学生为中心”的教学理念，凸显学生的主体地位，尽量满足学生的学习需求，从而使学生能够全身心投入学习。

三、如何利用基于生物模型构建的大概念教学提升学生学科素养

初中生物知识的模型构建以提升学生的学科素养为目标，所以教师必须鼓励学生积极参与其中。首先，教师要让学生深入思考知识点；其次，要用整体概念引入，使学生学习更具实质性，以激发学生的学习能力。下文探讨利用基于生物模型构建的大概念教学提升学生学科素养的方法，旨在引导学生深入思考和分析，有针对性地进行学习，逐步提升学生的生物学科素养。

（一）基于知识内容，强化基础能力

无论何种模型的构建，都必须以知识内容为基础，只有这样，构建的模型才具有实际意义，课堂教学才能够发挥出应有的作用。当学生对知识点有深刻理解时，他们将能够利用自己所构建的生物模型在学习中收获更多。因此，在以生物模型构建为主要内容的生物教学中，教师应依托基础生物知识，巩固学生的知识基础，让学生更充分地理解生物模型的内涵，以此促进学生核心素养提升［2］。

例如，“人体内物质的运输”这一章前三节分别介绍了血液、血管和心脏，教师可以将这些要素的联系类比成一个物流运输系统，将血液视为运输工具，血管视为运输通道，心脏视为运输动力。教师要结合这些知识内容，鼓励学生一步步构建血液循环模型，深入了解模型每一部分的构成及功能，以巩固他们的基础知识。

（二）基于模型分析，提高学习能力

模型是学生研究生物知识的有效工具，借助模型进行学习，可以让知识更为直观，也可以活跃课堂氛围，进一步提高学习效率。因此，在实际教学中，教师可以将模型构建与概念教学相结合，让学生依托构建的生物模型来思考知识概念，并结合模型构建的思路进行分析。

例如，在教学“绿色植物的呼吸作用”这一知识点时，根据教材的描述，呼吸作用就是细胞利用氧气，将有机物分解成二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动需要的过程。基于学生核心素养的培养，结合生物模型构建和概念教学，教师需要整合相关模型和概念。比如，“有机物+氧气→二氧化碳+水+能量”这一式子可以视为一个简单的模型，教师可以让学生借助这一模型来理解呼吸作用的概念，进一步提高他们的综合能力。又如，在学习“了解生物圈”这一章的知识时，学生可以了解到生物圈是最大的生态系统。该章节的重点是生物与环境的关系以及由此构成的生态系统，为了提高学生的学科素养，教师可以展示一些小型生态系统，并将其作为本节课的生态系统模型，从而引导学生有针对性地进行分析和反思，逐步加深他们对知识内容的理解，培养他们的学科核心素养。

（三）基于模型呈现，提高实践能力

实践性学习是学生理解知识点的重要前提。通常情况下，学生只有积极参与实践性学习，才能深入理解知识内容。学生参与模型构建的过程实际上就是实践性学习，他们可以根据自己对知识点的理解，构建相关的生物模型，从而激发自身的能力。在这个过程中，学生的综合能力将得到全面提升，为后续学习奠定基础。

例如，在学习“绿色植物与生物圈的水循环”这一章节时，学生能了解到，水是生命之源，地球上的生命离不开水，没有水就不會有生命存在，虽然水不是“取之不尽，用之不竭”的，但是它是在水循环中形成的一种动态资源，具有循环性和可再生性。本章节的学习重点是绿色植物与生物圈的水循环的联系，对于相关生物模型的构建，教师可以首先让学生了解植物如何吸收水，以及如何将水释放到大气中。然后，教师可以引出蒸腾作用的知识点，引导学生根据他们对水循环的理解，构建相关模型，并用所学知识来解释模型，从而深化学生对知识内容的理解，锻炼他们的实践能力。

（四）基于概念探究，培养思考能力

在课堂上，学生常常会遇到各种问题，这是不可避免的。如果教师忽略这些问题，很可能会打击学生的学习信心，而如果教师能够合理应对这些问题，它们就可以成为有价值的学习资源，能锻炼学生的探究和思考能力，从而激发学生的学习潜力。因此，在生物教学中，教师可以基于生物知识概念，引导学生进行实质性的探究和思考，逐步解决问题，从问题探究中获取丰富的知识。

例如，“绿色植物与生物圈中的碳——氧平衡”这一章包含两个小节，分别是“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”和“绿色植物的呼吸作用”。在进行这一章的大概念教学时，教师可以先提出关键概念，如光合作用实际上是绿色植物通过叶绿体，利用光能、二氧化碳和水合成储存能量的有机物，并释放氧气的过程；同时展示光合作用的方程式，以更好地呈现这一概念。然后，教师可以引导学生结合光合作用模型提出问题。学生可能会提出问题：光合作用的实质是什么？二氧化碳是光合作用必要的原料吗？教师可选取有意义的问题，带领学生深入分析和探讨，让学生经历概念的生成过程，从而提升学生的核心素养。

四、在生物模型构建与大概念教学中需要注意的问题

（一）注意教学的灵活性

课堂教学容易受到外界因素的影响，尤其是对学生而言，外界干扰可能会分散他们的注意力，降低他们的学习效率。因此，教师应注意教学的灵活性，根据实际情况选择适当的教学方式，以保持学生的学习状态，使他们能更有效地参与学习，促进他们的综合素养能力的提升。

（二）注意学生的自主性

教师需要重点研究如何提高学生的自主学习能力，特别是在生物模型构建方面，学生如果缺乏自主思考能力，就难以理解知识内容，浪费探究时间。因此，教师应注重提升学生的自主性，采用鼓励和引导的方法，使学生更积极地参与课堂学习，提高学习效率。

（三）注意课堂的趣味性

兴趣是重要的学习动力源泉，具有浓厚学习兴趣的学生通常会积极参与课堂学习，实现高效学习。因此，教师应注重课堂教学的趣味性，采用生动有趣的教学方式，提升学生的学习体验，提高学生的学习效率，激发学生对生物课程的学习兴趣。

总之，面对结合生物模型构建与大概念教学提高学生学科素养的教学实践，教师需要摒弃旧有的教学理念，摆脱固有的教学认知，树立与时俱进的新型教育理念，并结合学生的个性特点和学习需求，进行整体性、灵活性的创新设计，尽可能满足每一个学生的学习需求，让学生的学习更加高效。本文阐述了相关概念，分析了影响教学实施的因素，总结了课堂教学出现的问题，并在此基础上探讨了相关的教学方法，期望能够进一步提高学生的学习效率，促进初中生生物学科素养提升。

［参考文献］

郑喜芳.初中生物“模型和建模”引导深度学习［J］.亚太教育，2022（15）：119-121.

陈润华.基于核心素养的初中生物教学策略［C］//廊坊市应用经济学会.对接京津：新的时代 基础教育论文集.廊坊：廊坊市应用经济学会，2022：2223-2225.