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[摘要]模型构建不仅能有效突破教学的重点和难点,降低学生学习的难度,而且也能使学生深刻理解生物概念,充分提高学生的动手能力和观察能力。作为高中生物教师,应基于核心素养培养,引导学生进行模型构建,从而发展学生的理性思维,培养学生的核心素养。
[关键词]核心素养;模型构建;减数分裂;有丝分裂
核心素养是学生在解决真实情境中的问题时所表现出来的必备品格和关键能力,生物学核心素养主要包含四个要素:生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。生物作为一门实验性学科,更能有效培养学生的核心素养。笔者通过对不同教学模式的课堂教学进行比较,发现在高中生物教学过程中,尝试引导学生进行模型构建,既能使学生充分理解和阐释生物学的基本理论和知识,提高学生的动手能力和观察能力,又能让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法,发展学生的理性思维,培养学生的核心素养。
一、模型构建的尝试运用
在生物的有性生殖中,配子是联系亲代和子代之间的桥梁,减数分裂中染色体的数量和运动规律性变化在生物的遗传和变异中起了重要的作用。同时,减数分裂作为一种特殊方式的有丝分裂,它与有丝分裂既有相同点也有不同之处。这部分内容知识点抽象、繁多而琐碎,学生较难掌握。因此,本专题内容不仅是本册书的重难点,也是高中生物教学的重点和难点。笔者在实际教学中,努力尝试结合模型构建,模拟染色体的行为变化规律,力求突出重点、突破难点。
1.构建遗传的细胞基础思维导图
思维导图可以帮助学生迅速抓住关键点,掌握重点。在复习减数分裂和有丝分裂的相关知识前,教师可引导学生构建遗传的细胞基础的思维导图,列出相关知识点,同时引导学生在头脑中搜索与之相关的其他知识点,明确知识之间的联系,将生物学琐碎的知识点串成知识网,从而提高复习效率。同时,让学生通过小组间的比较和讨论,从中发现自己的薄弱之处。
2.构建减数分裂和有丝分裂过程的物理结构模型(体细胞为4条染色体)
(1)材料的准备:超轻粘土、毛绒条、铁丝、磁性教具、展板等。
(2)模型的构建:学生根据手头材料,分小组模拟减数分裂和有丝分裂的动态过程;安排一展示小组在黑板上展示,其余分小组自主构建。
(3)模型的展示:各小组分别派代表解释本组模型构建的过程,小组间进行相互质疑。
学生利用模型模拟减数分裂和有丝分裂过程中染色体的行为变化规律,教师展示动态图。
学生绘制表格(如表1)并借助模型比较减数第一次分裂、减数第二次分裂、有丝分裂的过程和精子和卵细胞的形成过程。通过比较减I、减II、有丝分裂过程中的前期、中期、后期,有助于学生进一步熟悉减数分裂过程,正确区分减I、减II、有丝分裂各个时期,从而达到识图目的。
3.构建数学模型,归纳变化规律
建立数学模型是生物科学研究中运用的重要方法。一般用符号、公式等数学语言来表现生物学现象、特征和状况。如教材中种群增长的“J”型和“S”型曲线,遗传问题的计算,基因控制蛋白质的合成碱基数目的计算等,都可以通过建立数学模型来表示和计算。
建立减数分裂和有丝分裂过程中染色体和DNA的数量变化的数学模型是为了更好地阐明减数分裂和有丝分裂的特点,深化学生对概念的理解。教学过程中,教师可安排某学生在黑板上绘制相关数学模型(如圖6和图7),其余学生在白纸上绘制,并借助实物投影展示。
二、关于模型构建的思考
模型方法作为一种科学认知手段,对学生的知识、能力和情感态度的发展有重要的意义,该方法的重点是要抓住原型的本质特征,把复杂的客体简单化,把微观的对象形象化和具体化。模型构建不仅能引导学生很好地认识生物学的基本概念和原理,在构建、修改、分析和评价的过程中还能培养学生的探究能力、小组合作能力和抽象思维能力。但是模型的构建也要注意几个问题:建立模型的目的要明确,不能将模型完全等同于原型去理解,要根据教学内容合理选择模型进行运用。
(责任编辑 黄春香)
[关键词]核心素养;模型构建;减数分裂;有丝分裂
核心素养是学生在解决真实情境中的问题时所表现出来的必备品格和关键能力,生物学核心素养主要包含四个要素:生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。生物作为一门实验性学科,更能有效培养学生的核心素养。笔者通过对不同教学模式的课堂教学进行比较,发现在高中生物教学过程中,尝试引导学生进行模型构建,既能使学生充分理解和阐释生物学的基本理论和知识,提高学生的动手能力和观察能力,又能让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法,发展学生的理性思维,培养学生的核心素养。
一、模型构建的尝试运用
在生物的有性生殖中,配子是联系亲代和子代之间的桥梁,减数分裂中染色体的数量和运动规律性变化在生物的遗传和变异中起了重要的作用。同时,减数分裂作为一种特殊方式的有丝分裂,它与有丝分裂既有相同点也有不同之处。这部分内容知识点抽象、繁多而琐碎,学生较难掌握。因此,本专题内容不仅是本册书的重难点,也是高中生物教学的重点和难点。笔者在实际教学中,努力尝试结合模型构建,模拟染色体的行为变化规律,力求突出重点、突破难点。
1.构建遗传的细胞基础思维导图
思维导图可以帮助学生迅速抓住关键点,掌握重点。在复习减数分裂和有丝分裂的相关知识前,教师可引导学生构建遗传的细胞基础的思维导图,列出相关知识点,同时引导学生在头脑中搜索与之相关的其他知识点,明确知识之间的联系,将生物学琐碎的知识点串成知识网,从而提高复习效率。同时,让学生通过小组间的比较和讨论,从中发现自己的薄弱之处。
2.构建减数分裂和有丝分裂过程的物理结构模型(体细胞为4条染色体)
(1)材料的准备:超轻粘土、毛绒条、铁丝、磁性教具、展板等。
(2)模型的构建:学生根据手头材料,分小组模拟减数分裂和有丝分裂的动态过程;安排一展示小组在黑板上展示,其余分小组自主构建。
(3)模型的展示:各小组分别派代表解释本组模型构建的过程,小组间进行相互质疑。
学生利用模型模拟减数分裂和有丝分裂过程中染色体的行为变化规律,教师展示动态图。
学生绘制表格(如表1)并借助模型比较减数第一次分裂、减数第二次分裂、有丝分裂的过程和精子和卵细胞的形成过程。通过比较减I、减II、有丝分裂过程中的前期、中期、后期,有助于学生进一步熟悉减数分裂过程,正确区分减I、减II、有丝分裂各个时期,从而达到识图目的。
3.构建数学模型,归纳变化规律
建立数学模型是生物科学研究中运用的重要方法。一般用符号、公式等数学语言来表现生物学现象、特征和状况。如教材中种群增长的“J”型和“S”型曲线,遗传问题的计算,基因控制蛋白质的合成碱基数目的计算等,都可以通过建立数学模型来表示和计算。
建立减数分裂和有丝分裂过程中染色体和DNA的数量变化的数学模型是为了更好地阐明减数分裂和有丝分裂的特点,深化学生对概念的理解。教学过程中,教师可安排某学生在黑板上绘制相关数学模型(如圖6和图7),其余学生在白纸上绘制,并借助实物投影展示。
二、关于模型构建的思考
模型方法作为一种科学认知手段,对学生的知识、能力和情感态度的发展有重要的意义,该方法的重点是要抓住原型的本质特征,把复杂的客体简单化,把微观的对象形象化和具体化。模型构建不仅能引导学生很好地认识生物学的基本概念和原理,在构建、修改、分析和评价的过程中还能培养学生的探究能力、小组合作能力和抽象思维能力。但是模型的构建也要注意几个问题:建立模型的目的要明确,不能将模型完全等同于原型去理解,要根据教学内容合理选择模型进行运用。
(责任编辑 黄春香)