高三生物二轮复习中模型构建及应用

摘要：高三生物二轮复习中需将零碎的知识模块化，系统化，同时需不断巩固知识，整合知识。本文以案例的形式，介绍了在二轮复习过程中不同类型模型构建的应用，整合生物学中的核心知识，并且探讨了模型构建在二轮复习中的意义

关键词：模型构建； 二轮复习； 应用

教育部2003年颁布的《普通高中生物课程标准（实验）》中，明确将获得生物学模型的基本知识作为课程目标之一，并在内容标准或活动建议部分做了具体的规定。这是我国中学生物学课程发展历史上第一次如此重视“模型”。高考考试大纲也将建立模型的方法列入能力考核的目标与要求。所以不管是课程标准还是高考大纲的要求，模型和模型构建在高中生物教学中具有重要意义。

1 模型与模型构建

所谓模型，是指人们为了达到某种特定的目的，而对研究对象所作的一种简化的、概括性的描述，是科学研究中对复杂事物的一种简单的描述方法。这种描述可以是定性的，也可以是定量的；可以借助具体的实物，也可以通过抽象的形式。所以模型作为一种认识手段和思维方式，是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一。

建立模型的过程，是一个思维与行为相统一的过程。通过对科学模型的研究来推知客体的某些性能和规律，借助模型来获取、拓展和深化对于客体的认识方法，就是科学研究中常见的模型方法。高中生物学课程模型建构与科学研究中的建立模型在思维本质上一样的，但高中生物学课程模型建构活动的主要价值是让学生通过尝试建立模型，体现建立模型中的思维过程，领悟模型方法，并获得或巩固有关的生物学概念和生理过程。

2 高中生物教学中常见的几种模型构建类型

高中生物课本中常见的模型主要包括主要有物理模型、数学模型、概念模型等。表1是三种模型的比较。

3 模型构建在高三生物二轮复习中的具体应用

在高考复习中，常发现许多学生在复习之初游刃有余，但随着知识点的丰富，复杂，尤其是进入第二轮能力提高复习时就会出现知识混乱，特别是解答许多换了情境 的问题，一脸茫然。将模型构建这一方法应用到生物学复习中，让学生构建生物模型，他们可主动参与知识的回顾与提炼过程，整合新旧知识，建构知识网络，浓缩 知识结构，达到灵活迁移知识的目的。

案例一 构建物理模型和概念模型来整合“一切生命活动都离不开细胞”

从复习和考试的层面来看几乎所有的生物学知识（或生命现象）都和细胞有关联，都可以细胞为依托（背景）来理解和记忆或者命题，在复习过程中，笔者将采取以下过程进行：

（一）构建物理模型来整合.细胞的物质和结构基础

要复习细胞的生命活动，首先必须要有扎实的细胞成分和结构知识作基础，其实这就是生命的物质基础和结构基础。这部分知识可以通过构建物理模型来完成，如例1：

例1：下图是细胞亚显微结构示意图，请标注出（说出）图中各结构的名称、结构（包括成分）、功能。

（二）构建物理模型和概念模型来整合细胞的生理

细胞之所以有生命，主要在于细胞内有一系列的生理过程：分泌蛋白的形成过程、物质的跨膜运输、光合作用和呼吸作用的过程、细胞分裂的染色体变化、中心法则（基因复制和表达过程）等。如可以引导学生建立以下的两个模型：

（三）构建概念模型来整合细胞间的信息传递

对于个体来说，不但需要每个细胞的生理活动，更需要细胞之间的生理活动能协调配合，为整个个体的正常生存提供保障，这必然需要细胞间的信息传递。细胞与细胞之间通过什么物质，什么方式进行传递，信息又如何传递。主要的信息传递有神经调节，体液调节和免疫调节等。如可以引导学生建立以下的血糖平衡调节。

通过以上步骤，逐步的把“一切生命活动都离不开细胞”的观点展示给了学生，学生通过模型构建的方式又把课本上的核心知识进行了一次梳理和巩固。更重要的是让学生将所学知识贯穿起来,融会贯通,应用自如,而不是将所学知识孤立、割裂成为一个个片面、零碎的知识点，减少了学生做题时无法及时进行知识迁移、无法自如地取用所学知识的状况。通过多次的训练，使学生对所复习的知识扩展延伸、挖掘内涵，并与以往所学知识联系比较，让复习课取得较理想的效果，

案例二 构建数学模型来解决遗传学中有关“9：3：3：1”的问题

9：3：3：1是基因的自由组合定律中一种典型的子代表现型比例。由于生物界普遍存在的基因之间的相互作用，这一比例又会衍生出9：6：1、13：3等比例。近年的高考遗传题也热衷考察9：3：3：1的各种变式。

（一）建模——展示现象，记住特征

根据孟德尔的豌豆杂交实验，构建以下两种模型：

通过以上两种模型的建立，学生知道了双杂合（YyRr）亲本自交，后代的基因型和表现型的种类极其比例分别是多少，为后续的快速解题奠定基础。

（二）设问——揭示现象，抓住本质

孟德尔的豌豆杂交实验中为什么会出现9：3：3：1的比例呢？导致形成这个比例的最关键的地方又在哪里呢？我们分析上面的棋盘法的模型就会发现，最关键的是F1（YyRr）能产生4种1：1：1：1的配子，并且这4种配子的存活率和随机结合的概率是相同的。那产生4种1：1：1：1的配子的原因可以建立以下模型：

（三）拓展——灵活应用，举一反三

当每对等位基因分别控制一对相对性状且等位基因分别位于不同对同源染色体上时，其遗传学比例表现为孟德尔常规比例。但有时两对等位基因相互作用，共同控制一对相对性状，这时，孟德尔常规比例就被修饰，具体情况有多种，见下表：

虽然遗传学比例的表现形式多样，但其变化都源于孟德尔遗传实验中的常规比例，不同的比例反映的都是基因型与表现型的各种对应关系，其本质是减数分裂过程中染色体的行为变化而导致。我们只有通过构建数学模型，才能快速有效的解决好遗传方面的试题。

4 模型构建在高三生物二轮复习中的意义

模型构建在高三二轮复习过程中，既巩固了知识又培养了知识应用能力。现代教学论认为：教学过程中必须处理好学生掌握知识和发展能力的关系，要防止出现忽视系统知识传授或忽视发展能力的倾向。建构模型中的问题情景是对客观世界中对象的描述，学生需要根据自己头脑中所拥有的知识结构，将实际问题进行抽象，转化为模型。经过这一过程，学生才能真正掌握并深刻理解生物学概念、生命活动规律，提高自己的生物科学素养，同时，提高解决实际问题的能力。

其次模型构建既能促进学生创造性思维的发展，也能培养学生甄别信息的能力。根据认知心理学的理论，学生认知结构的形成是一个不断“同化”或“顺应”的过程，在模型建构学习中的问题情景（原型）具有真实性、开放性、多变性和复杂性等特点，面对一个信息庞杂、客观真实的问题情景，学生没有现成的经验作为指导，只能不断地进行探索、尝试，对所获得的信息进行筛选，有时还得借助于直觉才能抓住原型中的本质，建立模型。这样的过程会不断刺激学生的思维，从而达到培养创造性思维的目的和培养学生甄别信息的能力

再次，教育心理学家布鲁纳认为“认知是一个过程，而不是一个结果”。通过模型构建教学，能让学生积极地参与解决生物学的问题当中，主动地构建知识，从而提高学习生物学知识的实效性。因此，教师在高三二轮复习中合理运用各种模型构建的方法，能够帮助学生在建立知识体系、理解核心概念、将抽象的知识具体化、培养学生综合运用知识能力等方面有一定的作用，为学生的有效高考备考提供保障。

参考文献：

[1] 谭永平，高中生物学新课程中的模型、模型方法及模型建构.生物学教学，2009，1：10-12

[2] 徐捷等，浅谈模型建构在生物学教学中的应用和价值，中学生物教学，2011，3：9-11