摘要:模型建构注重学生的亲身体验及动手实践,而问题是驱动模型建构活动实施的主要动力。本文围绕如何在高中生物学模型建构活动中设计问题展开探究,结合实践案例,提出从研读教学内容、创设问题情境、规划问题内容、预设学生回答、关注问题细节等方面确定建模类型,激发学生兴趣,帮助其搭建支架,并为其指引方向。

　　关键词:生物学模型建构问题设计策略

　　模型建构法主要是指学生在教师的引领下,借助身边的材料、用具,或通过应用数学方法、图像等对抽象且不可测的事实(过程)加以描述、概括及总结。模型建构是学生学习生物学的一种重要方法,对于强化学生的科学思维与探究能力、发展学生的学科核心素养有重要意义。课堂提问作为师生交流互动的主要形式,与课堂教学质量密切相关。教师应当充分认识到模型建构活动中问题设计的重要性,引领学生参与模型建构活动,让学生顺利获取生物学知识并提高各项素质能力,发展核心素养。

　　一、高中生物学模型建构活动中问题设计的意义

　　在高中生物学教学中,教师把模型建构法运用到课程教学中,结合教学内容进行有针对性的问题设计,让学生在问题引领下建构生物模型,借此理解相关的知识概念。这样一来,可以让学生从“被动接受”变成“主动探究”,给学生创造更多自主思考及合作探究的空间,使学生能够更为深入、透彻地理解所学的知识,还能很好地锻炼学生的科学思维和科学探究能力,逐步促进学生生物学科核心素养的提升。

　　模型建构实质上是教师指导学生借助一定的表征形式对抽象的事实、规律或过程进行概括总结,建立概念体系的过程。在此之间,教师必须与学生频繁地交流、互动,一步一步引导学生探索相关生物模型的构建,而提问则是一种驱动学生思考探究的有效手段。教师在高中生物学教学中实施模型建构活动的同时要做好相关的问题设计工作,变以往的“师讲生听”为“师生交流”,以此营造出和谐的学习氛围,给学生带来更好的学习体验,确保学生保持较高的学习热情,获得良好的学习效果,达到提升学生学科核心素养的目的。

　　二、高中生物学模型建构活动中问题设计的策略

　　1.研读教学内容,确定建模类型

　　高中生物学模型建构活动的开展,主要是为了让学生通过建立模型来理解相关的生物学概念。生物学模型主要包括“物理模型”“概念模型”“数学模型”三种类型,各自有着不同的特点及构建步骤。因此,教师要对教学内容进行认真分析及研读,准确把握核心知识点,并确定与之相适应的建模类型,为有效落实相关的问题设计工作奠定基础。

　　以人教版必修一第二章第五节“核酸是遗传信息的携带者”为例。本课教学的主要问题是“为什么说核酸是遗传信息的携带者?”涉及“核酸的结构特点”“核酸的基本单位”“DNA”“RNA”等多个与“核酸”相关的概念,这些生物学概念之间有着密切的联系。在生物学模型的三种类型中,物理模型主要通过实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,概念模型主要利用文字和符号突出表达对象的特征与联系,数学模型则主要借助适当的数学形式来描述对象的生物本质及运动规律。综合以上信息,学生在探究“核酸是遗传信息的携带者”一课的内容时应进行概念模型的建构,让相关生物学知识形成一张完整的“知识网络”。确定好模型建构的类型,教师才能有针对性地进行问题设计,通过合适的教学问题引领学生明确概念内涵、剖析概念间关系等。

　　2.创设问题情境,激发建模兴趣

　　在高中生物学建模教学活动中,问题是推动学生进行模型建构的重要动力,而问题情境创设则是问题设计的构成要素之一,其主要目的在于激发学生的学习兴趣,引发学生的积极思考与探究。因此,教师要正确认识情境创设的重要性,注意选取与教学内容相关的图片视频、生活案例等,创设恰当的问题情境,充分激发学生的建模兴趣。

　　以人教版必修一第二章第三节“细胞中的糖类和脂质”为例。在本课学习中,学生必须弄清楚细胞中的糖类是什么。为了能够更好激发学生探究问题的兴趣,促使学生积极建构生物模型,高中生物学教师可以结合“不吃早餐”这一事例创设相关的学习情境。待学生完成作答之后,教师可以利用多媒体设备播放生活中常见等图片,并提出问题:“要想让小明迅速恢复过来,应该让他吃哪些东西?”这样可以使本课教学与学生的生活实际联系起来,有效增强学生的学习代入感,提高学生对于相关生物学知识的探究欲望,进而推动学生积极探究教学问题,建构与“细胞中的糖类”相关的概念模型。

　　3.规划问题内容,搭建建模支架

　　问题内容即问题表述本身,它的设计是否科学、合理,与课堂提问的效果好坏有直接关系。可见,要想充分发挥课堂提问的价值,有效驱动模型建构活动的实施,高中生物学教师要理清知识脉络,并以此为依据规划设计问题链,给学生搭建良好的思维支架,使学生能够有条不紊地进行模型建构,获取相关的生物学知识。

　　以人教版必修一第六章第一节“细胞的增殖”中“有丝分裂”为例。这一部分内容涉及大量的数目变化规律,适合借助建构数学模型的方法进行记忆。在具体教学实践中,教师可以把“植物细胞的有丝分裂有什么特点?”确定为本课教学的核心问题,同时规划设计一系列相关的子问题:①植物细胞的有丝分裂由几个环节组成?②与分裂间期相比,有丝分裂的前期出现及消失了哪些物质?③在植物细胞有丝分裂的中期、后期中,染色体行为有什么变化?④在有丝分裂后期中,细胞两极的染色体在形态和数目上有什么关系?⑤对比有丝分裂的前期和末期,二者有什么区别?这五个子问题是层层递进、环环相扣的,可以让学生逐步深入探究植物细胞的有丝分裂过程,了解各个时期的物质变化规律,以便于学生建构相应的数学曲线图模型,牢固掌握相关知识概念。

　　4.预设学生回答,指引建模方向

　　在开展高中生物模型建构活动之时,教师要注重对课堂提问的预设,分析学生有可能说出的错误答案并准备反馈,以更好地面对之后的课堂教学状况,指引学生朝着正确方向建构生物学模型。

　　例如,在人教版必修一第六章第一节“细胞的增殖”中“有丝分裂”的建模教学中,教师主要围绕“植物细胞有丝分裂的过程”这一知识点来设计问题链。对于其中一个子问题:植物细胞的有丝分裂由几个环节组成?不少学生容易把它错误解答为:有丝分裂的过程包括间期、前期、中期、后期、末期五个阶段。根据提前预设的学生回答,教师要认真收集整理相关资料,以便于向学生进行解释,让学生知道:分裂间期是一个为细胞分裂做物质准备的阶段,与分裂无关。对于另一个子问题:对比有丝分裂的前期和末期,有什么区别?有的学生容易回答“有丝分裂的末期多了赤道板”这一错误答案。对此,教师可以这样向学生解释:“赤道板是一个假想的细胞结构,用光学显微镜是观察不到的,而细胞板才是真实存在的细胞结构。”只有提前预设学生的回答并设计相应教学反馈,教师才能避免在建模教学过程中出现措手不及的情况,确保有序引领学生进行模型建构,获取相关知识。

　　5.关注问题细节,保障建模效果

　　在高中生物建模教学过程中,倘若教师的教学用语不够科学严谨,容易让学生产生知识上的误解,致使学生无法构建正确的概念体系。在进行教学问题的设计之时,教师要格外关注相应的语言细节,避免学生产生错误的理解,保障模型建构活动的实施效果。

　　以人教版选修一第五章第一节“植物生长素”中的“生长素的生理作用”为例。这一部分内容主要涉及“生长素”这一学科术语,其与动物进行生命调节所需要的“生长激素”只相差一个字。对于设计好的教学问题,教师一定要再三检查,避免错误使用“生长激素”这一学科术语。再如,在必修一第二章第五节“核酸是遗传信息的携带者”的建模教学中,教师可以设计出“核酸的结构是什么?”“核酸的功能是什么?”两个子问题,这些问题及相应答案所涉及的学科术语主要有“元素组成、化学组成、基本单位、化学结构、核苷酸、DNA、RNA、结构、功能”。教师必须严格使用这些专业的学科术语来设计问题与预设学生的回答,体现生物学语言准确、精练的特点,保证学生掌握正确的知识,助力学生学科核心素养的发展。

　　三、高中生物学模型建构活动中问题设计的反思

　　在高中生物学教学中,教师通过一定的教学问题驱动建构活动实施,可以改变学生的学习方式,让学生更好地获取知识、增长能力。但这同时也给教师带来了更多、更大的挑战。教师要自觉加强理论学习,通过上网搜索资料、查阅专业书籍等方式,不断提高对于“模型建构”及“问题设计”的认识。同时,教师要多与同行进行交流沟通,围绕“如何有效利用教学问题引领学生进行模型建构”等话题进行探讨,以此积累相关的教学实践经验。这样,教师才能不断优化自己的知识结构,更加有效地进行问题设计,以此驱动学生进行模型建构,保证学生能够朝着预期的方向探究,取得切实的发展及进步。

　　在高中生物学建模教学过程中,问题是辅助学生建构模型的重要手段,但前提在于有效集中学生的学习目光,让学生知道“问的是什么?”高中生物教师应当注重对问题呈现方式的优化,把设计好的教学问题提前整理到课件或学案中,同时规划设计相应的提问时间。这样一来,在之后的模型建构教学活动中,教师才能有的放矢地进行提问,使问题内容较为直观地呈现出来,以便于学生进行思考探究,建构相应的生物学模型,保证学生能够学有所获、学有所得,进而实现学生学科核心素养的有效培养。

　　参考文献

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