高中生物新课标中的几种物理模型

浅谈高中生物新课标中的几种物理模型

摘要：本文阐述了人教版新课标高中生物有关物理模型的建构方

法以及本人在实际教学中所采用的三种实物形式的物理模型，介绍

了三种模型在教学中的应用策略及其教学效果，为教师提供一定的

参考建议。

关键词：物理模型；新课标；生物教学

【中图分类号】g633.91

1.模型和模型方法

人教版高中生物教材中科学探究活动的类型很多，其中有一项探

究活动就是模型建构，要求老师给学生提供一定的指导，由学生动

手动脑建构模型，领悟和运用建构模型的方法及其在科学研究中的

作用。

模型一般可分为物理模型、数学模型和概念模型三大类，以实物

或图画形式直观地表达对认识对象的特征的模型就是物理模型。物

理模型既包括静态的结构模型，如真核细胞的三维结构模型、细胞

膜的流动镶嵌模型等；又包括动态的过程模型，如教材中学生动手

构建的减数分裂中染色体变化的模型、血糖调节的模型等。

2.高中生物物理模型建构的探索

2.1.有丝分裂细胞中染色体变化物理模型的建构

有丝分裂的内容可以说是学生对细胞的结构和功能理解和掌握

性──整个过程是一动态变化，而这一过程又是学生用肉眼所不能

直接观察到的，要让学生具体把握这个过程中细胞内部所发生的变

化，特别是遗传物质的变化，这一内容是本节课教学的难点。以往

利用多媒体网络课件，模

拟细胞分裂的动态过程，学生有如过往云烟的感觉，而我们把微

观、抽象的过程建构成实际看得见、摸的着的物理模型，让学生仿

象概括能力。更重要的是

通过模型建构为今后有关减数分裂的学习打下了扎实的基础。

双螺旋结构的物理模型的建构

沃森和克里克建立dna双螺旋结构模型的目的，是为了揭示当时

并不清楚的dna分子的结构。高中生物学中的“制作dna双螺旋结

构的模型”的模型结构活动，主要是对“dna分子的双螺旋结构”

这个结论进行具体化的认知，所建立的模型是物理模型，其目的不

是对dna分子的结构进行探索，而是通过建构物理模型，加深对dna

的分子结构的理解，并体验具体化模型的作用。可见让学生通过建

构物理模型，掌握和巩固有关生物学的知识，体验建立物理模型过

程中的思维过程，并领悟模型方法是高中生物学中模型建构活动的

主要价值。

教学策略：首先，通过教师提问，回忆旧的概念，例如：脱氧核

苷酸的种类及基本组成，碱基的种类和名称等。然后，学生通过阅

读了解有关dna的分子结构的内容，有了理性认识。最后将学生分

组，通过现有的材料进行模型结构，通过探索，交流，以及教师的

补充完善模型。

教学效果：学生通过自己制作物理模型，对dna的分子结构又有

了感性认识，并大大加深了对碱基互补配对的理解，组间的相互交

流更是从语言上加深了对概念的认知。学生通过模型建构把相关概

念紧密的联系起来，不仅记住有关的概念，而且对此过程理解将更

为透彻，有关习题，也就迎刃而解。

2.3.血糖调节的物理模型的建构

血糖平衡的维持，其调节过程和机制非常复杂，“血糖平衡的调

节”在高中生物教材中一直是教学的重点和难点，内容比较抽象，

如果仅凭教师讲述，学生很难真正掌握这些知识。引导学生通过建

立血糖调节模型，更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节

的，并在此基础上理解体内激素如何对生命活动进行调节，同时也

尝试了解建构模型，尤其是物理模型的基本方法和意义。

教学策略：通过学习，学生对血糖调节的原理已经有了一定的了

解，因而活动中教师要鼓励学生扮演各种角色，用不同颜色的卡片

3.1.提高学生生物学的学习效率和学习兴趣。

在生物教学中运用物理模型能有效地缩短人眼对材料的反应时

间和识别时间，创造了生动的意象，

促进了学生对知识的理解和掌握，从而提高了学习效率。

3.2.实现学生自主、合作学习方式。

给学生提供充分的自主学习的空间和时间，教师只是发挥引导的

作用，然后放手让学生独立思考，让学生自主建模并不断修改自己

构建的模型，充分发挥每个学生的思维潜力，扩大其思维空间。

3.3.可以使物理模型、数学模型、概念模型三者之间自然结合并

自然转换。

在生物教学中可以有效地建立起物理模型、概念模型以及数学模