生物学中物理模型认识与应用论文

浅谈生物学中物理模型的认识与应用[摘要]中学生物学的教学应努力模型方法应用于课堂教学之中，以提高学生的科学素养和科学探究能力。构建物理模型能有助于学生系统地，完整地学习和理解新知识，有利于运用物理模型解决生物学问题。[关键词]模型物理摸型生物学课堂作品在高中生物新课标大纲（前言）指出：“高中生物课程的基本理念倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程，勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力，重在培养创新精神和实践能力。”于是构建模型是高中课标和教材对学生提出的新要求，它不仅对学习生物科学有帮助，对学生其他科目及科学研究、未来社会工作、日常生活都有有效的指导作用，同时有效促进学生情感态度和价值观的发展，是一项有得的教学资源力，是一种重要的学习方法。一、认识物理模型1.模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括的描述，是科学研究中对复杂事物的描述方法，这种描述可以是定性的，也可以是定量。[物理模型具有3个基本物点：①对实际对象的模仿和抽象；②组成体现认识对象系统中的主要因素；③反映主要因素之间的关系。通常生物学中的模型可分为两大类：物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例大小或缩小制成的模型，其状态变量和原事物基本相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质。②物理模型是现代生物科学研究中被才是广泛应用，如细胞模型、细胞器模型、生物膜模型、动植物有丝分裂和减数分裂中染色体变化模型，其中詹姆士。沃森和弗朗西斯.克里克制造的dna双螺旋结构模型是一个成功的范例。二、了解构建物理模型在生物教学中的优点及意义①深入了解及掌握生物学知识学生在构建物理模型过程中需要把原本认知的知识转化提练上升为理解水平，并对抽象、复杂的原型进行深加工、分析转换为简单和纯化的自己模式的模型，这样可以加深学生对所学知识的记忆、理解，而且能引导学生进行发散思维，提高学生的探究能力，学会科学研究的基本方法。②激发良好的学习动机学习最好的刺激乃是对所学材料的兴趣—布鲁纳（美国教育学家）：构建物理模型可以说是一种动手学习过程，在动手过程中能有效的提高学生学习的兴趣，古人亦云：知之者不如好之者，好知者不如乐之者。兴趣对学生的学习有着神奇的内驱动作用，能变无效为有效，化低效为高效。③亲身畅游知识海洋构建物理模型过程中能让学生体验到一种自己在亲自参与掌握知识的情景，乃是唤起青少年物胡的对知识的兴趣的重要条件—苏霍姆.林斯基（前苏联教育理论家和实践家）：“活动是认知的基础，智慧从动作开始。”动手构建物理模型是学生学习的一种循序渐进的探究过程，能调动学生的多种感官参与活动，让学生拥有主动权，使学生得到自主探究、主动发展的机会。④能培养学生的科学精神科学精神与科学知识、科学方法一样，均属科学素质的基本要求，科学精神是科学技术的灵魂，能为科技进步和创新提供强大的精神动力。三、有丝分裂过程物理模型的制作流程及学生作品展示建构物理模型的前提是以客观事实为依据，删繁就简，以伪存真。在构建物理模型前需通过观察、统计、查阅等方法掌握模型对象的特征以最合适的方式展示出来。在必修一“细胞增殖”是高中生物教材中的一个重难知识点，其中有丝分裂是生命科学重要的基础，但在过往的教学过程中学生对有丝分裂各个分裂时期的过程及染色体、染色单体的行为变化，数目变化不能深刻理解。因此，尝试制作有丝分裂各时期的平面物理结构模型，主要包括以下几个步骤。①选定建构模型的对象，分组收集资料，讨论分析模型的物征，设计初步设计方案。（选定有丝分裂各个分裂时期为对象，把全班分成五小组分别收集分裂间期，分裂前期、分裂中期、分裂后期、分裂末期的资料，讨论分析模型特征，设计初步方案）②选择模型建构材料（选择橡皮泥、毛线、卡纸、a4纸作建构材料）③针对材料细化方案中各个步骤，确定模型制作的实施过程和具体分工。（在每组选定一个小组长，针对本组的设计方案确定每组员的具体分工）④按照分工制作各部配件，然后将配件组合（落实每组员制作分配的各部配件，如a同学制作细胞膜、b同学制作细胞器、c同学制作染色体等）⑤对照设计方案，处理细节，查漏补缺，完美模型（组合完成后，本组员对照设计方案，处理细节完美模型）⑥与其他各组交流比较，作出合理评价（五个小组进行交流比较，各组员对其他的物理模型进行分析提出评价意见，教师作出点评。）如下是本人把有丝分裂物理模型构建应用到必修1《有丝分裂》教学中的学生作品。植物有丝分裂间期：植物有丝分裂前期：植物有丝分裂中期：植物有丝分裂后期：植物有丝分裂末期：构建物理模型过程中，开始时很茫然，团队的互助、研究、探究的共同努力下，一个又一个的问题迎刃而解，如染色体每个时期的运动趋向；细胞核、细胞膜的出现时期，用哪种材料比较适合；着丝点应如何表示出来等问题。因此她们所能收获的成果远远超过一张纸与黏土所能展示的效果。作为教师，在教学过程中，我希望从模型的构建、发展与完善方面来构建课堂教学，从多方面多角度横向地促进学生的认知能力发展，让学生学得快乐、学得轻松，从而提升课堂的教学效率。参考文献：[1]杨学哲：新课程背景下学生建模能力的培养。【j】，中学生物学[2]谢燕娟：探索高中新课程生物模型建构教学[j]，福建基础教育研究[3]广州市教育局教研室生物科《广州市生物科高中新课程实验指导意见》[4]夏聘聘.2006.模型方法在生物高考复习中的应用.新高考（理科版）[5]朱正威，赵占良主编，普通高中课程标准实验书生物1《分子与细胞》北京人民教育出版社