【摘 要】在生物教学中以模型建构为突破口，让学生在平等、激励、和谐的课堂气氛中通过“做”科学的过程，把微观抽象的知识简单化、具体化，既落实基础知识、基础原理，又能锻炼学生运用知识、解决问题的能力，必然对实现并提高生物课堂教学的有效性大有裨益。对实现教学目标，促进学生自身发展具有十分重要的意义。
　　【关键词】高中生物；物理建模；教学；学生
　　模型的教育意义需要通过“建构”来实现。在模型建构活动中，往往需要将复杂的事物进行简化、抽象出其本质属性；需要将抽象的概念具体化、形象化并身体力行，因此要借助与一些载体来表现模型。在《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，模型的教育意义需要通过“建构”来实现。高中生物学课程中的模型建构活动，其主要价值是让学生通过尝试建立模型，体验建立模型中的思维过程，领悟模型方法，并获得或巩固有关生物学概念。
　　一、提高学生学习兴趣
　　兴趣是最好的老师，教学效果不仅和学生的智力水平有关，更重要的是和他们对这一学科的学习兴趣有关。模型本身展示给学生的是非常直观、生动的印象，它使静止的文字变得活跃、生动，是能够激发学生学习兴趣的感性材料。在应用模型方法进行教学的过程中，不是教师硬性灌输给学生知识，而是让学生在学习的舞台上亲自去想象，去动手构建模型。在进行人教版必修2“减数分裂过程中染色体变化”的教学时，教师引导学生用橡皮泥构建染色体、姐妹染色单体的模型，明确染色体、姐妹染色单体的概念关系，学生通过小组合作，用橡皮泥构建“减数分裂过程中不同时期的染色体变化模型”。学生通过讨论、观察、自己动手操作，更好地理解减数第一次分裂前期同源染色体联会，形成四分体；后期同源染色体分离，染色体数目减少一半等减数分裂各个时期染色体变化的特点。学生在做模型的过程中学习生物知识，激发学生的学习兴趣，促使学生为之，愉悦、兴奋，同时体验到建构探究成功后的喜悦感、自豪感。
　　二、实现自主、合作学习方式
　　高中课程改革的重要突破口之一是转变学习方式，由过去被动的学习方式变为自主的学习方式，完成由以教师、知识为中心，向以学生发展为中心的转变。生物模型的建构是学生进行动手实践、自主探索、合作交流学习的有效方式。模型的建构往往是在一定的情景中通过学生的自主学习来完成的。 “生物膜结构模型”的教学时，先给学生提供这样的教学情景：科学研究发现，脂溶性物质极易通过细胞膜，并且细胞膜易被脂溶性溶剂所溶解；细胞膜易被蛋白酶水解。分析得出细胞膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂。然后教师鼓励学生大胆想象，尝试建构磷脂在空气和水面的排列方式，以及它们是如何构成细胞膜的，给学生提供充分的自主学习的空间和时间，并引导学生不断修改自己构建的模型，引导和促进学生主体性发展。教师在放手让学生独立思考、自主建构的基础上组织全班学生进行合作交流。通过交流合作使学生能从不同的角度去思考问题，能对自己和他人的成果进行反思，在合作交流中相互启发、共同发展，培养合作精神和参与意识。在模型建构的课堂中有一种和谐、宽松的学习氛围，教师成为学生学习活动的引导者、组织者，学生真正成为学习的主人。
　　三、化抽象为直观，训练学生创新能力
　　“细胞的分裂和分化”很难、很抽象，怎样将抽象的知识通俗地呈现给学生？首先给学生阅读一段资料，即一个成年人大约拥有100万亿个细胞，这些细胞都源自一个细胞。当学生阅读了这段资料后，最大的疑惑是：人为什么要这么多的细胞，而不能由几个巨大的细胞组成？答案是因为细胞很小。紧接着学生又有疑惑了：细胞为什么这么小？仅凭学生已有的生物学知识，要解释清楚“细胞的体积只能很小”是不可能的。教师利用数学建模的方法可以让学生轻松地理解“细胞的体积为什么只能很小”。第一步，假设细胞为立方体形（便于计算）；第二步，分别设立方体的边长为1cm、2cm、3cm和4cm；第三步，先分别计算每个立方体的表面积和体积，再计算表面积和体积之比。表面积代表细胞膜的大小，体积代表细胞的大小，将计算结果列表呈现。当学生看了表中数据后，对“细胞体积只能很小”的原因一目了然：细胞长大需要通过细胞表面从外界吸收营养物质，表面积越大，吸收的营养物质越多。随着细胞的长大，其表面积与体积之比却在变小，即表面积增大没有体积增大得快。当细胞长到一定大时，由于细胞得不到足够的营养物质而无法继续长大。因此，细胞的体积只能很小。
　　总之，通过生物教学过程中开展创新式学习教学方式的一些方法的尝试，力求在传授知识的同时，发挥学生的主体地位，创造机会让学生通过自主学习，掌握获取知识的科学方法，培养学生各种能力。通过开展探究性学习教学，极大地调动了学生的学习积极性和主动性，而且起到为知识拓路的作用，还能培养学生的科学态度和毅力，发展学生智力，提高学生综合能力，落实了素质教育。