我国在2003年颁布的《普通高中生物课程标准(实验)》中首次指出,要让学生领悟建立模型的科学方法及其在科学研究中的应用。同时,高中生物人教版必修教材中也设计了相应的模型建构活动,希望通过教学中模型建构活动的开展达到课标的提高学生科学素养的要求。然而,许多生物教师适应了传统地讲授教学方式,在教学中难以正确地开展教材中的模型建构活动。研究通过在知网上查阅相关文献,发现对于模型建构的教学设计的研究较少,大多是中学教师经验的总结,理论分析不够,缺乏可操作性。因此,本研究认为问题的关键就是中学教师不能正确使用以模型建构为中心的教学设计进行生物学教学。针对本研究确定的研究问题,本研究采用文献研究法、调查研究法、实验研究法进行研究。采用了文献研究法对中国知网(CNKI)上近10年的国内外有关生物模型建构教学或基于模型建构的教学设计的文献进行检索,并且从图书馆借阅图书作为参考。通过认真阅读和分析以上文献,分别对教学设计、模型和模型建构的概念、缘起、本质进行了梳理,并对模型的分类进行了整理。采用实验研究法,以物理模型内容为中心设计了模型建构活动,在沈阳市第51中学高一年级的两个班进行准实验研究。对实验班和对照班学生的行为表现除观察记录外,还采用问卷调查的方法进行了全面的数据采集,获得如下研究结果：一是通过梳理教学设计与模型建构教学相关内容,对基于模型建构的教学设计的研究有了深入的认识；二是在他人理论基础上提出了以物理模型建构为中心的高中生物学教学设计的基本程序；三是通过教学设计的实践研究,证实按照本研究中教学设计的基本程序编写的教学设计可以提升基于物理模型建构的高中生物学教学设计的质量；四是通过对课堂观察结果的分析认为基于物理模型建构的教学设计对学生参加学习活动的效果比对照班好；五是问卷调查结果显示实验班学生认为模型建构活动有助于学习生物学知识。六是实验班学生的测试题成绩显著好于对照班学生的测试成绩。本研究通过对研究结果的分析,得出以下结论：一、本研究设计的教学设计的理论步骤及基本操作程序,可以提升生物教师在编写的以物理模型建构为中心的教学设计的质量,对开展模型建构活动是有意义的；二、本研究中研究的以“模型建构”为中心的教学设计进行模型建构活动对学生学习的积极性,学习效果等帮助是显著的；三、本研究中编写的以“模型建构”为中心的教学设计有助于学生掌握与模型建构活动内容相关的生物学知识,帮助学生复习旧课。