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中图分类号：G642.421
模型建构是根据相似性原理通过模拟的方法制成研究对象的模型，用模型来代替被研究对象，模拟研究对象的实际情况，来进行实验研究。模型建构是生物学教学中一种能体现新课程改革理念的重要教学方法。而目前许多教师认为课本中的模型建构活动并不是非做不可，这是实际教学时模型建构活动开展不够的根本原因。事实上，在课程标准中已经将模型建构提升为高中生物学课程的基本内容之一，模型建构的教学活动并不是可有可无的。
1 模型建构在提高学生能力方面发挥的作用
1.1通过模型建构，提高学生形象思维能力
形象思维在学生的生物学习过程中起着极为重要的作用。如果学生对物质的微观结构、对特定条件下的生物现象和生理过程，在头脑中没有建立起正确的形象，就难以把文字叙述和现实过程有机地联系起来，也就难以正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。例如，如果学生头脑中没有建立起生物膜的流动镶嵌模型，就难以理解生物膜流动镶嵌模型的主要内容和分析生物膜的结构和功能特点。有一些学生学不好生物，其概念对他们来说既神秘又玄妙，难以入门，重要原因之一，就是他们的头脑中没有形成正确的生物形象。要提高学生的形象思维能力，必须加强直观教学，以丰富学生的表象储备。由实验和观察形成的表象最生动、最具体、最真实，实验是形成生物表象的最有效途径。由于生物学中很多研究对象直接用来实验很困难或者不可能，因而模型建构成为生物学中一个重要的方法。因此，在中学生物教学中，要帮助学生轻松学习，教师应当通过引导学生进行模型建构，培养和提高学生形象思维能力。
1.2通过模型建构，培养学生的创新能力
在高中生物学教学中可以充分利用模型建构的机会来培养学生的创造能力，从而达到培养学生创新精神的目标。例如，必修l第4章“细胞的物质输入和输出”第2节“课外制作──利用废旧物品制作生物膜模型”，虽然教材中所给出的模型建构都是经典和较成熟的理论，但仍可利用这些素材作为基础，通过深化来培养学生的创新精神并丰富流动镶嵌学说，例如：在制作膜的模型过程中，可就如下问题进行个性化的讨论：①制作模型的选材还可以有哪些？②糖蛋白在膜的两侧都有分布吗？③温度的高低与膜的流动性有关吗？有怎样的关系呢？上述问题，有的可以找出答案，有的没有定论，但这些问题却可以使学生在制作生物膜模型时，加深对生物膜学说的理解，激发学生学习生物学的兴趣。同时，制作的过程，也是学生根据自己所获取的知识进行创新思维的过程。
1.3通过模型建构，培养学生的建模思维和建模能力
例如必修2模块中减数分裂过程染色体的行为和数目的变化是这节内容的难点，大多数教师在解决这个难点问题时更喜欢借助多媒体课件的演示来组织教学，其实我们可以通过建构模型，弄清减数分裂過程中染色体变化的本质特征，效果很理想。
在教学第1课时结束后，教师提出学习任务：请同学们观察教科书中的图片，结合老师课堂上所讲解的减数分裂的过程。以两对同源染色体为例，用合适的材料在课外进行建立减数分裂中染色体变化的模型。教师要不失时机地提出相关问题：① 染色体数目减半发生在什么时期？原因是什么？②减数第一次分裂结束时细胞中染色体有何特点？③减数第二次分裂过程染色体行为与有丝分裂异同点？④ 交叉互换对配子种类有何影响？⑤非同源染色体的自由组合对配子的种类又会产生怎么样的影响？请同学们带着相关的问题进行模型建构。
第2课时学生小组展示模型构建的成果，师生展开交流和研讨，共同对学生的模型进行修改、分析和评价，师生逐步归纳出规范的模拟模型。在此过程中，师生先讨论得出上节课问题的答案后，教师提出进一步的学习任务：请同学们根据模型，找出减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的规律。并引导学生将上述数据转换成曲线图。
以上案例中模型构建活动强化了学生对减数分裂过程染色体变化规律的理解，再通过引导学生建立染色体和DNA数目规律性变化的数学模型，达到对减数分裂本质深层次认识的目的。这样的教学活动不仅帮助学生很好地解决了学习上的难点问题，也很大程度上培养了学生的建模能力和建模思维，这对他们日后的学习有很大的帮助。
2 关于模型建构的课堂教学的几点反思与建议
2.1在模型建构中思维提升是关键
在教学实践中进行模型建构活动时，要避免一味地强调形成一个具体化的模型的倾向，而忽略了在建构活动中必要的思维过程。例如，在必修3课本中的“构建人体细胞与外界的物质交换模型”，如果老师在指导时把主要的精力放在模拟活动中演示文稿或flash动画的制作上，通过形象化展示无法直接观察到的过程，而忽略了形象基础上的理论提升的话，那就成了本末倒置。事实上，这个模型建构活动，模拟过程的关键是：一要体现内环境在人体细胞与外界环境进行物质交换的过程中所起的作用，二要体现该过程中各个器官系统的作用。如果在活动中缺少思维过程，往往使这个活动最终无法达成教学目标。
2.2教师可以创造性地丰富模型建构活动
模型建构不单单局限于课程标准要求的实验，教师可以创造机会让学生进行更多的模型建构。例如：蛋白质结构多样性的原因分析，可用小磁球代表氨基酸通过不同颜色小球的排列顺序的千变万化，以及多种多样的扭曲形式让学生直观地认识到蛋白质结构的多样性，还有在学习生物膜的流动镶嵌模型关于磷脂的排列问题时，可简单地用卡纸做成磷脂分子的结构模型，让学生自己来排列并说出其原因。诸如此类的模型建构活动的开展，不仅可以活跃课堂的学习气氛，提高学生的习兴趣，也能在教学过程中重难点问题的解决上起到意想不到的效果。
2.3关注模型间的相互转化
例如（2007年，全国卷I）下图表示用3H—亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是 （ ）
显然，该题是将课本上的相关知识（见必修1第48页）转换成了数学模型，考察学生的模型转换能力。类似地，利用模型间的转换来考察学生能力的题目，越来越频繁地出现在高考试题中。培养学生进行同一模型不同表达形式或不同模型间的转换，无疑是我们在教学中必须考虑的。在教学中，如果能够较好地结合课本上各种模型的讲解，有目的的进行模型构建、分析和转换专题训练，学生完全可以掌握通过模型构建解决实际问题的科学探究方法。
总之，生物模型建构在高中生物教学中有非常实用的价值。教师在课堂教学中应该对模型建构的教学予以充分的重视。
模型建构是根据相似性原理通过模拟的方法制成研究对象的模型，用模型来代替被研究对象，模拟研究对象的实际情况，来进行实验研究。模型建构是生物学教学中一种能体现新课程改革理念的重要教学方法。而目前许多教师认为课本中的模型建构活动并不是非做不可，这是实际教学时模型建构活动开展不够的根本原因。事实上，在课程标准中已经将模型建构提升为高中生物学课程的基本内容之一，模型建构的教学活动并不是可有可无的。
1 模型建构在提高学生能力方面发挥的作用
1.1通过模型建构，提高学生形象思维能力
形象思维在学生的生物学习过程中起着极为重要的作用。如果学生对物质的微观结构、对特定条件下的生物现象和生理过程，在头脑中没有建立起正确的形象，就难以把文字叙述和现实过程有机地联系起来，也就难以正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。例如，如果学生头脑中没有建立起生物膜的流动镶嵌模型，就难以理解生物膜流动镶嵌模型的主要内容和分析生物膜的结构和功能特点。有一些学生学不好生物，其概念对他们来说既神秘又玄妙，难以入门，重要原因之一，就是他们的头脑中没有形成正确的生物形象。要提高学生的形象思维能力，必须加强直观教学，以丰富学生的表象储备。由实验和观察形成的表象最生动、最具体、最真实，实验是形成生物表象的最有效途径。由于生物学中很多研究对象直接用来实验很困难或者不可能，因而模型建构成为生物学中一个重要的方法。因此，在中学生物教学中，要帮助学生轻松学习，教师应当通过引导学生进行模型建构，培养和提高学生形象思维能力。
1.2通过模型建构，培养学生的创新能力
在高中生物学教学中可以充分利用模型建构的机会来培养学生的创造能力，从而达到培养学生创新精神的目标。例如，必修l第4章“细胞的物质输入和输出”第2节“课外制作──利用废旧物品制作生物膜模型”，虽然教材中所给出的模型建构都是经典和较成熟的理论，但仍可利用这些素材作为基础，通过深化来培养学生的创新精神并丰富流动镶嵌学说，例如：在制作膜的模型过程中，可就如下问题进行个性化的讨论：①制作模型的选材还可以有哪些？②糖蛋白在膜的两侧都有分布吗？③温度的高低与膜的流动性有关吗？有怎样的关系呢？上述问题，有的可以找出答案，有的没有定论，但这些问题却可以使学生在制作生物膜模型时，加深对生物膜学说的理解，激发学生学习生物学的兴趣。同时，制作的过程，也是学生根据自己所获取的知识进行创新思维的过程。
1.3通过模型建构，培养学生的建模思维和建模能力
例如必修2模块中减数分裂过程染色体的行为和数目的变化是这节内容的难点，大多数教师在解决这个难点问题时更喜欢借助多媒体课件的演示来组织教学，其实我们可以通过建构模型，弄清减数分裂過程中染色体变化的本质特征，效果很理想。
在教学第1课时结束后，教师提出学习任务：请同学们观察教科书中的图片，结合老师课堂上所讲解的减数分裂的过程。以两对同源染色体为例，用合适的材料在课外进行建立减数分裂中染色体变化的模型。教师要不失时机地提出相关问题：① 染色体数目减半发生在什么时期？原因是什么？②减数第一次分裂结束时细胞中染色体有何特点？③减数第二次分裂过程染色体行为与有丝分裂异同点？④ 交叉互换对配子种类有何影响？⑤非同源染色体的自由组合对配子的种类又会产生怎么样的影响？请同学们带着相关的问题进行模型建构。
第2课时学生小组展示模型构建的成果，师生展开交流和研讨，共同对学生的模型进行修改、分析和评价，师生逐步归纳出规范的模拟模型。在此过程中，师生先讨论得出上节课问题的答案后，教师提出进一步的学习任务：请同学们根据模型，找出减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的规律。并引导学生将上述数据转换成曲线图。
以上案例中模型构建活动强化了学生对减数分裂过程染色体变化规律的理解，再通过引导学生建立染色体和DNA数目规律性变化的数学模型，达到对减数分裂本质深层次认识的目的。这样的教学活动不仅帮助学生很好地解决了学习上的难点问题，也很大程度上培养了学生的建模能力和建模思维，这对他们日后的学习有很大的帮助。
2 关于模型建构的课堂教学的几点反思与建议
2.1在模型建构中思维提升是关键
在教学实践中进行模型建构活动时，要避免一味地强调形成一个具体化的模型的倾向，而忽略了在建构活动中必要的思维过程。例如，在必修3课本中的“构建人体细胞与外界的物质交换模型”，如果老师在指导时把主要的精力放在模拟活动中演示文稿或flash动画的制作上，通过形象化展示无法直接观察到的过程，而忽略了形象基础上的理论提升的话，那就成了本末倒置。事实上，这个模型建构活动，模拟过程的关键是：一要体现内环境在人体细胞与外界环境进行物质交换的过程中所起的作用，二要体现该过程中各个器官系统的作用。如果在活动中缺少思维过程，往往使这个活动最终无法达成教学目标。
2.2教师可以创造性地丰富模型建构活动
模型建构不单单局限于课程标准要求的实验，教师可以创造机会让学生进行更多的模型建构。例如：蛋白质结构多样性的原因分析，可用小磁球代表氨基酸通过不同颜色小球的排列顺序的千变万化，以及多种多样的扭曲形式让学生直观地认识到蛋白质结构的多样性，还有在学习生物膜的流动镶嵌模型关于磷脂的排列问题时，可简单地用卡纸做成磷脂分子的结构模型，让学生自己来排列并说出其原因。诸如此类的模型建构活动的开展，不仅可以活跃课堂的学习气氛，提高学生的习兴趣，也能在教学过程中重难点问题的解决上起到意想不到的效果。
2.3关注模型间的相互转化
例如（2007年，全国卷I）下图表示用3H—亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是 （ ）
显然，该题是将课本上的相关知识（见必修1第48页）转换成了数学模型，考察学生的模型转换能力。类似地，利用模型间的转换来考察学生能力的题目，越来越频繁地出现在高考试题中。培养学生进行同一模型不同表达形式或不同模型间的转换，无疑是我们在教学中必须考虑的。在教学中，如果能够较好地结合课本上各种模型的讲解，有目的的进行模型构建、分析和转换专题训练，学生完全可以掌握通过模型构建解决实际问题的科学探究方法。
总之，生物模型建构在高中生物教学中有非常实用的价值。教师在课堂教学中应该对模型建构的教学予以充分的重视。