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模型建构是一种重要的科学方法

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模型建构是一种重要的科学方法,也是课标中首次提出要求重视的一种能力。《美国国家科学教育标准》中也要求学生“运用逻辑和证据来构造和修改科学解释和科学模型”,将其作为进行科学探究所需要的基本能力(9-12年级)。人教版高中生物新教材选择的内容充分体现了这种要求,其中含有丰富的模型建构的素材。用好这些素材,充分发挥模型的作用,渗透模型建构的方法迫在眉睫。 1解读模型和模型建构的价值 必修 1教材对模型的定义是:“模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达”。模型分三类:物理模型、概念模型、数学模型。物理模型如真核生物的三维结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型、DNA分子双螺旋结构模型;概念模型如血糖平衡调节的模型、达尔文的自然选择学说的解释模型等;数学模型如“J”型种群增长的数学模型N t=N0λt 、基因分离与自由组合定律,有丝分裂中DNA含量变化曲线等。 高中生物学中的模型建构活动与科学研究中的建立模型不完全等同,它是为学生更好地掌握具体生物学内容而服务的。例如,沃森和克里克建立 DNA双螺旋结构模型的目的,是为了揭示当时并不清楚的DNA分子结构。高中生物学中的“制作 DNA双螺旋结构模型”的模型建构活动,主要是对“DNA分子的双螺旋结构”这个结论进行具体化,所建立的模型是物理模型;其主要目的不是探索 DNA分子的结构,而是通过制作物理模型来加深对 DNA分子的结构的理解,并体验具体化的模型的作用。可见,让学生通过尝试建立模型,掌握或巩固有关生物学概念,体验建立模型过程中的思维过程,并领悟模型方法是高中生物学中的模型建构活动的主要价值 。 2.模型建构在教学中的实践 2.1在建构模型中掌握新知识 就《DNA的分子结构》这部分内容来说,DNA、脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基等是前概念,但是DNA的双螺旋结构、碱基对、碱基互补配对原则、DNA的基本骨架则是新的概念。在教师引导下,学生通过自己动手,构建物理模型,展示作品进行交流、互评,能有效地掌握相关的概念。 具体教学策略如下: 1.回忆前概念:通过教师提问的方式进行。要使学生能画出脱氧核苷酸的结构,说出脱氧核苷酸的种类和名称,并且能与核糖核苷酸进行区分。 2.学生阅读课本自学DNA的分子结构,初次接触新概念。 3. 将学生分组,小组成员合作,利用现成的材料(磷...

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