應用模型建構在初中生物重要概念教學中的實踐

凌紫珊

【摘要】模型建構是現代教學的認知手段和思維方式，一方面可以幫助學習者轉變自身錯誤概念，形成科學的概念內涵，系統、完整地學習和理解新知識;另一方面可以讓更多學生有動手機會，真正在做中學，領悟思維方法，用生物學模型建構方法去解決生物學科自身問題，形成科學學科知識。

【關鍵詞】模型建構;重要概念;價值

一、重要概念的科學內涵以及在教材中具體的分布和要求

新課程標準要求在初中生物教學中重視重要概念的傳遞。重要概念是學科的基本骨架，包括對生命的基本現象、規律、理論的理解和解釋，更高程度凝練出的學科最核心的知識。標準中共有50個重要概念分布在十個一級主題中，其中“生物體的結構層次”“生物圈中的人”“綠色植物”“動物的運動和行為”以及“生物多樣性”這些主題中重要概念的內涵大部分并非抽象概括的原理或規律，更多的是由大量的事實組成概念的內涵。新課標要求初中生物課堂教學的目標不再是單純向學生傳遞學科知識，更重要的是幫助學生將孤立的知識融入知識結構中，建立元認知能力。這樣才能發展學生的思維能力和提高學生面對新的情景解決問題的能力。如果在課堂教學中沒有圍繞重要概念進行教學，而是過于強調對事實的傳遞和記憶，學生對概念的構建和理解就會受到影響，雖然學生憑借記憶可以在考試中取得好成績，但是考試后很容易將事實性知識迅速遺忘。

所以，幫助學生建構重要概念對學習生物學知識非常重要，對學生將來可持續學習的能力發展起到鋪墊作用。教師通過傳遞重要概念組織教學活動，有利于幫助學生掌握學科的知識框架，從而形成較為完善的知識結構，培養學生的生物科學素養。

二、模型建構在初中生物重要概念教學中的案例探索

（一）模型建構是研究生物教學的常用方法

模型一般可分為物理模型和數學模型兩大類。初中生物重要概念教學中主要利用物理模型反映生物體結構、一些生命現象的規律。物理模型不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本質特征。它包括實物模型和思想模型兩類。模型建構的方法能幫助學生以物質或思維方式來發現原型的形態、特征和本質，是學會邏輯方法的一種有效的體驗。

（二）初中生物重要概念使用建構模型的實例

模型作為研究對象的替代物，能夠直觀呈現復雜的事物和過程，幫助學生理解生命活動的復雜性。在初中生物重要概念傳遞的過程中，對于一些微觀的難以理解的事物，盡管一些教師運用各種媒體手段傳遞，細致講解，但實際效果不一定良好。當這些知識再次呈現時，學生的一些錯誤的前概念仍然沒有得到扭轉，解決新的情景問題時仍然感到困難。

例如在人教版八年級上冊第五章“病毒”的教學過程中，很多教師喜歡使用視頻或者直接陳述。筆者圍繞本節課重要概念的內容以及建構的形式瀏覽八年級生物教師用書，并從網絡上收集課件、視頻等資源，發現絕大部分介紹的只是一些支離破碎的下位概念或者事實的教學組織活動，教學的行為仍然以教師為主體，對學習對象的前概念并沒有引起質的認知沖突，學習對象仍然是被動接受概念的傳遞，更不要說對各種資源圍繞重要概念的內涵的效果進行分析，教學效果肯定打折扣。

為了改善這樣低效的重要概念建構的課堂教學，筆者以八年級上冊第五章“病毒”作為研究對象，開展教學研究。

1.解讀重要概念內涵，分析教材編寫的意圖和安排的學習活動。結合課程標準，解讀整個章節所包含的重要概念內涵。

（1）病毒個體微小，借助電子顯微鏡才能觀察到病毒的形態有球形、桿形和子彈三種。病毒沒有細胞結構，結構簡單，由蛋白質的外殼和內部的遺傳物質組成。

（2）病毒營寄生生活，必須寄生在活細胞體內才表現其生命特征，利用寄主細胞內的物質和自己的遺傳物質，制造出新的病毒，這樣的繁殖稱為增殖。

（3）病毒分布廣泛，會使各種生物患上疾病，有一定的危害，但人類可以利用病毒研制出疫苗，預防細菌性疾病。

2.精準分析教學對象以及前概念對教學對象的影響?！安《尽笔侨私贪嫔锇四昙壣蟽缘谖逭碌膬热?，前面學習了生物圈的植物、動物、細菌和真菌的生物。教材從病毒的多樣性、主要特征以及與人類生物的關系等幾個方面進行了介紹。下面是對教學對象的前概念分析。

（1）日常生活中有電腦病毒和引起疾病的病毒，一部分學生很難區分兩類病毒的來源，一類是生物，一類是程序。

（2）病毒非常微小，如何微小，教材中的圖片的感性認識容易誤導學生，因為必須用電子顯微鏡才能觀察。學校沒有配備這樣精密的放大儀器，所以對病毒結構的學習非?？菰?，只能通過觀看視頻學習，但圖片與實際差距巨大，學生很難想象。

（3）病毒生命力的體現也非常抽象，教材上介紹的只有其繁殖方式體現其生物特征。另外，病毒寄生生活的特點在課本上是用分類的方法介紹的，學生容易忽略。這些對學生而言，與前面學習植物、動物、細菌、真菌的生物特征形成強烈的認知矛盾沖突。

3.智慧選擇模型這種支架能幫助學生構建病毒結構，實現形式豐富的例證支持。本節課建構病毒結構模型通過簡單的模型制作，課前布置學生自行創作病毒的簡圖，模擬蛋白質的外殼，用回形針模擬遺傳物質，在白卡紙上粘貼，并標注其結構，看似非常容易實現的操作，實質需要學生在制作模型的過程中仔細觀察教材中的插圖，了解病毒與其他生物本質的區別。關鍵在于只有明白細胞結構這一特點，才能正確表述其結構有蛋白質的外殼和遺傳物質作為核心這一概念的內涵，歸納出“病毒的結構簡單，只能寄生生活，一旦離開活的細胞就會失去生命力”的特點。學生在做中學，在做中學會思考，在做中學會總結。

解釋重要概念，可以按由上位概念到下位概念的順序，學習重要概念時則應由下位至上位。這節課學生參與的活動非常豐富，自主閱讀、建構模型、展示、表達交流等形式穿插進行，學生之間通過交流展示，既可以鞏固病毒的分類以及結構、生命活動和繁殖的方式，也可以利用自己制作的模型呈現過程中出現的小失誤進行充分交流，形成強烈的認知沖突，拋棄原有的認知錯誤。

三、模型建構在初中生物重要概念教學中的價值

在2011版的生物學課程標準中，關于病毒的內容要求為“描述病毒的主要特征以及它們與人類生活的關系”，屬于了解層次。教材中安排了病毒發現的科學史，病毒形態、分類以及其生命活動的特點，還有病毒與人類健康關系等相關的知識，意在引導學生認識技術的進步對于科學發展的促進作用。

2017學年廣州市番禺區考查病毒的四道題共6分，占卷面分的6%，題型分別為選擇題、判斷題和填空題三種。其考查的知識主要是圍繞重要概念，區分四類微生物以及病毒的特征、生命活動的特點、根據寄主的不同進行分類的方法，沒有難度特別大的題目，非常符合課程標準的要求。下面是我校初二年級8個班的得分情況。

從本次全年級的各題得分情況可以看出，本次我區的命題切合課標要求，而本人使用模型建構進行重要概念教學的班級為2班，通過這四道考查的題目的得分對照可知，2班在四道題目中得分最高，與其他班對比明顯，可見模型教學在建構重要概念中的效果顯著。在重要概念的課堂教學中利用建構模型，一方面能夠幫助學習者改變自身錯誤概念，形成科學的概念內涵，系統、完整地學習和理解新知識;另一方面可以提高學生動手能力，讓學生真正在做中學，領悟思維方法，用生物學模型去解決生物學問題。

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