模型助力学生跨越知识鸿沟构建生物教与学桥梁
徐娟
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徐娟,. 模型助力学生跨越知识鸿沟构建生物教与学桥梁[J]. 生物学报,20248. DOI:10.12721/ccn.2024.157073.
摘要: 模型是对某一事物的抽象概括,同时也是知识的载体。它将具体事物抽象化、理论化,可以让学生在脑海中形成较为完整的认识。初中生物内容比较抽象,教学时如果能适当引入模型进行教学,可以帮助学生构建起较清晰的认知体系,促进学生更好地掌握相关知识。
关键词: 初中生物;生物教学;模型
DOI:10.12721/ccn.2024.157073
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前言

在初中生物教学中,教师要积极创设情境,引导学生自主学习。在此基础上,教师还应考虑如何进一步提升课堂教学效率,借助合适的模型进行辅助教学,激发学生学习兴趣,帮助学生掌握重点,提高教学效果。本文分析了初中生物教学过程中如何应用模型进行教学,并提出几点建议供参考。

一、运用模型深化概念理解,促进知识内化掌握

概念是学生进行后续学习的基础,在教学过程中如果恰当地引入模型来帮助学生内化概念,可以使学生在学习中更轻松、更高效。例如,教师帮助学生理解“细胞分裂、分化”“组织”等概念时,可通过建模来辅助理解。首先,教师展示一个用超轻粘土制作的二维动物细胞模型,让学生参考教师的模型制作一个形状大小相似的动物细胞模型。接着,教师将细胞模型内的细胞核向两侧拉长,一分为二分布在细胞质中,模拟细胞核被分裂成两个。再用牙签将模型中的细胞膜向内推形成凹陷直至分裂成两个细胞模型,且确保两个细胞核分布在不同的细胞模型中。学生参考老师的操作用自己制作的细胞模型模拟细胞分裂。学生直观感受到细胞分裂时,教师可以引导学生思考:分裂时细胞的那些结构被一分为二了?细胞核和细胞质分裂的先后顺序如何?分裂后细胞的数量有变化吗?细胞的形态结构有变化吗?细胞分裂过程中遗传物质怎样变化才能维持细胞的稳定呢?通过这样的问答,可以让学生对细胞分裂的概念深化理解。接着,教师可以统计全班细胞模型的总数量,引导思考:一个细胞至少需要分裂多少次才能形成这么多?然后,教师展示一些不同形状的细胞模型作为参考,请学生将手中的细胞模型捏成自己喜欢的形状,体会细胞分化的过程并理解细胞分化的本质。最后,让请全班同学将重新改造过的细胞模型与老师展示出来的形状对比并将相同形状地放一起,教师再引导学生观察这些形状相同的细胞模型群,概述出组织的概念。初中生物课堂上很多概念的理解与生成可以借助模型的制作及模拟,会给学生留下深刻的印象。

二、以模型为媒介,引领实验教学的探索和实践

生物学是一门以实验为基础的科学,对学生来说,掌握实验方法和实验技巧尤为重要。有些难以实施的实验可以借助模型来探索,让学生在“做中学”、“学中做”从而缩小理论与实践的差距。例如,“植物的生殖”这节课上,不少学生通过显微镜的观察或者电镜图的分析知道花粉和胚珠中含有生殖细胞,但不知道这两种生殖细胞是如何相遇完成受精的。此时若能利用模型来进行教学,就可以很好地帮助学生进行探索。首先,教师播放植物开花、传粉、受精、结果的视频或者动画,引导学生描述植物生殖的过程。其次,准备相关的实验器材:一个开口孔被剪大的洗耳球(代表一粒花粉)、两粒瓜子(代表雄性生殖细胞),一根一定长度的软管(代表花粉管)、一个立体的有纵剖面的雌蕊模型,教师引导学生说出这些材料所模拟的植物结构,再指导学生尝试组装模型并模拟植物受精的全过程。在模拟实验中,教师可引导学生记录每一步操作步骤,并鼓励学生积极思考问题,寻找解决方案,逐步培养学生借助模型进行探索和实践的能力。所有实验操作完成后,教师应组织学生分享自己小组的设计方案、实施过程及模拟的成果,及时引导学生发现一些问题并得以解决。最后,根据模拟实验推测生物真实的生命状态,并提出合理假设,再逐一验证,从而加深学生对实验现象和结果的认知,并逐步提高学生的思维能力。模型在实验教学中不仅是个工具或手段,更是引领学生深入探索科学现象、实践理论知识的桥梁。

三、运用模型进行多维度对比分析,高效整合复杂信息脉络

在生物学习过程中,学生难免会对不同知识点进行对比分析。如果能够将这些内容整合成模型,有助于让学生通过观察、思考、讨论等方式理解模型背后的知识。例如,在讲“人体的激素调节”时,教师提供一个含人体主要生理系统的简化模型,请同学们找出消化系统,然后圈画出当中的胰腺,再引导学生观察分析胰腺分泌出来的物质几种形态?不同形态的物质去向如何?出去的路径一样吗?通过该模型的分析,帮助学生理解内分泌腺与外分泌腺结构上区别及在生理系统中的不同角色和作用方式,并在此基础上区分简化模型中其他的分泌腺。再如,通过双面板的模型展示光合作用和呼吸作用,学生可以一目了然地看到两者物质转化和能量流动方面的不同,非常直观的帮助学生更好的理解和记忆这两个重要的生命活动。

四、借助模型拓展学习,指引学习者步入深度学习的广阔领域

在实际教学中,使用模型进行拓展学习是一种非常有效的教学方式。将所学知识串联起来,进行深度学习,同时培养学生地批判思维和创新能力。例如,在学习“眼与视觉”时,教师可借助水透镜模拟晶状体,改变水透镜的凸度观察屏上像的清晰度,并移动屏找到清晰像呈现的位置。帮助学生理解长期的眼部肌肉疲劳会使晶状体凸度增大,从而使清晰的像落在视网膜前方导致近视。在学生对成像原理深度理解的基础上,教师引导学生模拟晶状体凸度变化与睫状体之间的关系并提出保护眼睛的有效方案。学生借助模型理解空间关系,培养空间想象力有助于他们进行深度学习,更能在未来的生活和工作中发挥重要作用。

五、精准匹配学生认知水平,精选适宜模型以促学

初中生物教材中很多内容都比较抽象,因此在教学中,教师需要根据学生的实际认知水平,选择合适的模型进行教学,以帮助学生更好地理解知识。例如,在学习“人体的呼吸”这一节内容时,老师可以借助适宜的模型帮助学生理解“肋间肌和膈肌的收缩、舒张引起胸腔内气压的变化,从而使空气进出肺”这一复杂过程,可以通过指导学生制作简易的胸腔呼吸模型进行教学。模型通常由塑料瓶、气球、橡皮筋、吸管等材料组成,学生可通过推拉底部的橡皮膜模拟膈肌的收缩和舒张,也可以通过挤压瓶壁模拟肋间肌的收缩与舒张来观察瓶内气球体积的变化,从而感知人体呼吸时胸廓和肺部的变化理解呼吸机理。这种简单易行的模型不仅能让抽象的知识变得直观形象,同时还能够有效激发学生的学习兴趣,促进学生的全面发展和学习能力的提升。

六、模型引导,培育学生卓越思维能力

生物学很多知识非常抽象,学生如果不经一定量的练习,往往难以掌握。教师可以适当使用模型教学培养学生思维能力。例如,学习“多种多样的生态系统”时,学生利用提供的材料,按照设计规划小组合作制作生态系统模型,教师巡回指导、鼓励学生发挥创意,关注模型的准确性和美观性。每组代表展示小组的生态系统模型,描述模型的组成、特点等,其他学生和老师进行点评和提问,引导学生深入思考和讨论,促进思维的碰撞和交流。鼓励学生根据所学知识对提出的问题进行假设,并设计或模拟实验来验证假设的正确性,最后学生总结反思自己的思维过程中的优点和不足,提出改进建议。通过生态系统模型的构建与思维训练活动,培养了学生的观察力、创造力和整合力等思维能力。未来我们还可以探索更多形式的模型教学活动,提升学生的思维能力和科学素养。

结语

在初中生物教学中,合理运用模型可以有效提升课堂教学效率,帮助学生更好地理解、掌握相关知识,形成系统化的认知体系。教师应充分发挥自身的主观能动性,结合具体教学内容与学生实际情况,积极探索适合的模型,在教学中灵活运用,以提高课堂教学效率。同时,教师还应注重对学生思维能力的培养,引导其主动思考问题,自主解决问题,促进其综合素质的提升。

参考文献

[1]周喜堂.初中生物模型教学法的实践研究[J].智力,2020,(33):63-64.

[2]杨昭君.指向科学思维的初中生物模型建构的教学策略[J].新课程导学,2020,(30):53+87.

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