生物课堂教学中如何构建模型
高考的题目越来越活，建模的应用越来越广泛，在日常的生物学教学中，有效地运用这一资源，开展模型教学，能够增进学生对模型构建的思想和方法的理解，以及对培养学生用构建模型的方法来解决实际的生物学问题是有益的。下面结合生物学教材中的模型来谈谈本人的思考。 1．模型的理念
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达”。它是人们为了认识自然界中某一复杂的对象（如非常庞大的太阳系或非常微小的细胞），或事物发生的过程、规律等，用形象化的具体实物或抽象的语言文字、图表、数学公式等对认识对象进行模拟或简化描述的一种方法。模型具有3个基本特点：①对实际对象的模仿和抽象；②组成体现认识对象系统中的主要因素：③反映主要因素之间的关系。
模型的种类
模型的种类有很多，高中生物教材中的模型主要有物理模型、概念模型、数学模型等。
物理模型：以实物或图画形式直观反映认识对象的形态结构或三维结构，这类实物或图画即为物理模型。实物模型常见的有DNA双螺旋结构模型、真核细胞亚显微结构模型等，图画模型则有C
3、C4植物叶片结构示意图、三倍体无子西瓜的培育过程图解、池塘生态系统模式图等。物理模型的特点是：实物或图画的形态结构与真实事物的特征、本质非常相像，大小一般是按比例放大或缩小的。
概念模型：以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的生命活动规律、机理进行描述、阐明，这就是概念模型。例如用光合作用图解描述光合作用的主要反应过程，甲状腺激素的分级调节等。概念模型的特点是图示比较直观化、模式化，由箭头等符号连接起来的文字、关键词比较简明、清楚，它们既能揭示事物的主要特征、本质，又直观形象、通俗易懂。
数学模型。用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等称为数学模型。如酶的活性变化曲线、种群增长曲线、微生物生长曲线，还有种群密度计算公式、组成细胞的化学元素饼状图、能量金字塔等。曲线图的特点是在利用坐标系描述2个变量之间的定性或定量关系；柱形图是依据实验数据在坐标系内用柱形方式表示的2个变量之间不连续的定量关系；饼形图通常是百分比含量的圆饼状表示；计算公式或函数式则是根据数学上的等量关系、用字母符号建立起来的变量之间定量关系式。 2．模型的构建应用
建立特定的模型对于帮助我们更好的掌握知识之间的联系，对更好的理解一些抽象的知识是非常有效的，一般可按以下步骤进行：
（1）掌握原理。掌握模型所代表的知识、过程、规律、机理等，弄清模型的构成要素或包含内容之间的逻辑关系。
（2）明确类型。明确所构建的模型属于哪种类型，知道该种模型的特点及表现形式，注意构建这类模型的注意事项。
（3）构建草图(框架)。选择适当的图形、文字、符号勾勒出草图，或用适当的搭建框架。基于模型的通适性、典型性，所以在构建时 只需要考虑大多数情况即可，一般不考虑极少数情况或特例。
（4）修饰完善。对照原理查验所构建的草图(框架)，确保其科学性；然后进一步修饰完善模型，力求规范、简洁、直观、有美感；最后 构建出正式的模型。 （5）补充诠释。对一些模型要添加必要的文字说明、示例、图注等， 使模型更科学、更清楚、更规范。 3．模型之间的转换
采用不同的模型来简化特定生物学问题，帮助学生深刻认识问题的变化规律和实质，是非常有效的一种表达手段。利用模型间的转换来考察学生对相关生物学问题的认识水平，也越来越频繁地出现在高考试题中。
下图甲、乙均为二倍体生物的细胞分裂模式图，图丙为每条染色体的DNA含 量在细胞分裂各时期的变化，图丁为细胞分裂各时期染色体与DNA分子的相对含 量。下列叙述正确的（ ）
C.甲图细胞所处时期对应丙图的BC段和丁图的c时期 D.乙图细胞所处时期分别对应丙图DE段和丁图的b时期
显然，该题将课本上的相关物理模型细胞分转换成了染色体数目的数学模型，考察学生的模型转换能力。
不难看出，模型的特点就是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程。数学模型和物理模型都是通过图解的形式将事物的特点或变化规律勾画出来，也都能够定性和定量地准确描述。但是，数学模型在定量描述上更加直观；而物理模型则在定性描述上更加形象。概念模型由于是文字性高度的概括和归纳，可以很好地帮助我们全面理解相关问题的实质。
在教学中，如果能够较好地结合课本上各种模型的讲解，有目的的进行模型构建分析、重建和转换专题训练，学生完全可以掌握通过模型构建解决实际问题的科学探究方法。
5．模型思想渗透在教学实践中
促进高中生物教学方式的发展，在目前提倡学生主动学习的新课改形势下，将生物学知识与生活的实际结合起来，让学生主动利用已学的知识来尝试解决生活生产中的问题，建立解决问题的模型。 这种以学生能力培养为主体，以应用生物学知识与建模相结合的教学方式，在目前的高中教学中还是少有涉足的, 这就需要我们广大教师的积极参与和探索。例如, 可以让学生通过对生活中的生态现象、人群中的遗传现象进行一定的定量分析，激励他们利用实验数据、逻辑推理进行建模, 改变以往的“传授型”课堂教学，增加“探究型”“开放型”生物课教学，使生物教学方式的改进有内容、有方法、有新意。
有助于学生理解生物学知识，现行高中阶段学生对生物学知识的学习大都集中在陈述知识上，导致学得苦、学得死。如某些学生对遗传学及生态学中出现的计算题不能很好把握，实际上，生物学中的一些计算题用到的数学知识是很简单的，而学生普遍感觉很难，其主要原因是他们没有树立生物学与数学模型的对应关系，对生物学概念与数学模型之间的关系认识不清，只是“教条”的死记硬背。
提高学生的综合科学素养，新课程方案的核心思想是“让每一位学生实现在共同基础上的有个性发展”。普通高中教育是面向大众的，是为了全面提高国民素质，为每位学生的终身发展奠定基础的教育。 新课标把生物科学素养的培养作为高中生物教育的核心任务，且课程在目标设置上，强调基本知识、正面而积极的情感态度价值观和基础能力的达成，并把目标要求和内容标准结合起来，使目标达成更具操作性；在内容标准中，注重选择生物科学领域中和人们生活关系比较密切的基础内容。
用模型来描述生命现象，有助于学生从总体上去认识生命的原貌，把握生命的本质特征。用建模的办法来反映生命活动的规律，则其规律更容易被学生接受，起到事半功倍的效果。
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