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【摘 要】新课程标准中重视倡导探究性学习，培养学生的创新精神和实践能力。物理模型的构建，可以将生物学习与现实生活紧密联系在一起，从而面向全体学生，提高学生的生物科学素养。构建物理模型有助于提高学生的生物学习兴趣，促进学生之间的相互交流，有助于提高学生对信息的分析和理解能力以及语言表达能力。在进行实际教学中发现人教版高中生物教材中的少数物理模型存在不足，教师在教学中对教材中的物理模型修改后使用，有助于提高教学效果和学生的学习效率。
【关键词】物理模型；高中；生物教学
【中图分类号】G633.91【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089（2018）24-0155-02
苏霍姆林斯基曾经说，“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童、青少年的精神世界中，这种需要尤其强烈”。
在《普通高中生物课程标准（实验）》（2003 年版）中，有17处提到了模型，在课程的基本理念中，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、勤于动手和動脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。
人民教育出版社高中生物必修1《分子与细胞》对模型的定义为人们为某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性，也可以是定量的。模型主要包括物理模型、概念模型和数学模型等，以实物或图画的形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。
在实际的教育教学工作中，人教版高中生物教材中有许多物理模型，主要以图画的形式展现出来，将微观的细胞结构通过图画的形式展现出来，这些模型有助于学生对微观的结构进行感性认识，变抽象为具体。但在实际的教学过程中，一些物理模型却给学生增加了理解的难度，存在的问题主要有以下几点。
一、各个物理模型之间相互独立，缺乏内在的联系
在人教版教材必修1《ATP的主要来源——细胞呼吸》这一节内容中，教材中构建的线粒体的结构示意图和有氧呼吸过程图解之间相互独立，缺乏一定的联系。真核细胞有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体，部分学生对于有氧呼吸的场所只知道线粒体，而经常忽略细胞质基质。没有将结构和功能很好地结合在一起有关系。为了更好地突出细胞之间的内在逻辑联系，教师在教学过程中可以将细胞质基质、线粒体和有氧呼吸的过程相互结合，并用文字进行标注，说明三者之间的内在关系。
二、个别模型的难度设置不合理
学生在学习中，一种是已经达到的发展水平；另一种是儿童可能达到的发展水平，表现为儿童还不能独立地完成任务，但在成人的帮助下，在集体活动中，通过模仿，却能够完成这些任务”。这两种水平之间的距离，就是维果斯基提出的“最近发展区”。老师在教学过程应重视创设最近发展区，提出问题。在必修2减数分裂和受精作用中，哺乳动物精子的形成过程图解这一物理模型中，绘制了减数分裂的模型图，并配有这一过程中细胞名称的变化。一个初级精母细胞中画出了4对同源染色体，染色体数目较多，细胞体积较小。且这4对同源染色体的类型较多，根据着丝粒在染色体上的位置，染色体分为了三种类型等臂染色体、近端着丝粒染色体和端着丝粒染色体。而初级精母细胞中的4对同源染色体中就包括了这三种类型的染色体。为学生理解减数分裂这一抽象过程增加了难度。导致部分同学产生了在减数第一次分裂的后期既有同源染色体的分离又有姐妹染色单体的分开的疑问。对学生理解减数第一次分裂后期同源染色体分离造成了很大的干扰。
在实际的生物教学课堂上，教师在构建物理模型中可以将初级精母细胞中同源染色体画出2对，染色体的形态仅为一种常见的等臂染色体，以方便学生对减数分裂过程中染色体的行为和数量的认识，降低难度。进行物理模型和适当的文字说明，帮助学生理解减数分裂过程中的一些重要概念。
三、物理模型与文字结合紧密程度太低
教材必修1植物和动物有丝分裂模式图这两个理想模型，将植物细胞有丝分裂进行了理想化过程的构建，重点强调的主要结构有细胞壁、核膜、核仁、纺锤体和染色体，对于染色体的形态、结构进行了重点描绘。并以插图的形式呈现在课本上，在每幅图下都标注了具体的细胞周期。由于该过程是一个复杂的、动态的变化过程，学生在预习有丝分裂的过程中对于染色体上的着丝点、姐妹染色单体和染色质之间的关系，仍然是一头雾水，不知所措，无法将课本上的文字与图像进行相互结合。少数同学在建构的植物有丝分裂过程中，将纺锤丝标在染色体上，着丝点标在纺锤体上。建议教师在教学过程中构建物理模型时，将图文相互结合，在图像中将重要过程的一些物质变化、结构变化和重要概念在图上标注清除。使文字和图像两者之间相互结合，增强学生对信息理解的准确性和图像理解的具体性。
构建物理模型有助于学生养成思考问题、解决问题的能力，构建物理模型的过程，是学生对原型相关知识的搜集、提取、呈现和应用的过程，修改和完善模型的过程也是学生将知识内化、完善知识体系的过程。学生在制作细胞膜的流动镶嵌模型时，对于塑料袋、普通布和弹力布这三种材料材料的选择，与塑料袋相比，弹力布和普通布更能体现细胞膜的选择透过性，与普通布相比，弹力布更能体现细胞膜的结构特点流动性。仅仅一个选材的变化体现了学生对于细胞膜认识的不断提高，培养了学生独立思考和解决问题的能力。
通过构建物理模型可以提高学生对信息的查找和获取能力。学生在进行真核细胞的三维结构模型的建构过程中，在设计模型方案时，确定各个细胞器的数量和位置，通过网络资源获取了相关信息，核糖体不仅存于内质网、细胞核的表面还分布在线粒体和叶绿体中。从而提出问题：线粒体和叶绿体可以进行蛋白质的合成吗？学生在制作模型的过程中不断思考，层层深入，学生在不断提出问题、相互交流和解决问题中对细胞中的各种细胞器的结构和功能有了深入的思考，完善了自己的知识体系。
在物理模型的制作过程中，同学们积极参与、相互合作，在模型的展示中，学生相互交流、探讨，形成质疑、求实、创新以及勇于实践科学态度。在构建模型过程中，对老师的简笔画的要求较高，有助于教师提高自身的专业知识素养和现代教育技术。
【关键词】物理模型；高中；生物教学
【中图分类号】G633.91【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089（2018）24-0155-02
苏霍姆林斯基曾经说，“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童、青少年的精神世界中，这种需要尤其强烈”。
在《普通高中生物课程标准（实验）》（2003 年版）中，有17处提到了模型，在课程的基本理念中，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、勤于动手和動脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。
人民教育出版社高中生物必修1《分子与细胞》对模型的定义为人们为某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性，也可以是定量的。模型主要包括物理模型、概念模型和数学模型等，以实物或图画的形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。
在实际的教育教学工作中，人教版高中生物教材中有许多物理模型，主要以图画的形式展现出来，将微观的细胞结构通过图画的形式展现出来，这些模型有助于学生对微观的结构进行感性认识，变抽象为具体。但在实际的教学过程中，一些物理模型却给学生增加了理解的难度，存在的问题主要有以下几点。
一、各个物理模型之间相互独立，缺乏内在的联系
在人教版教材必修1《ATP的主要来源——细胞呼吸》这一节内容中，教材中构建的线粒体的结构示意图和有氧呼吸过程图解之间相互独立，缺乏一定的联系。真核细胞有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体，部分学生对于有氧呼吸的场所只知道线粒体，而经常忽略细胞质基质。没有将结构和功能很好地结合在一起有关系。为了更好地突出细胞之间的内在逻辑联系，教师在教学过程中可以将细胞质基质、线粒体和有氧呼吸的过程相互结合，并用文字进行标注，说明三者之间的内在关系。
二、个别模型的难度设置不合理
学生在学习中，一种是已经达到的发展水平；另一种是儿童可能达到的发展水平，表现为儿童还不能独立地完成任务，但在成人的帮助下，在集体活动中，通过模仿，却能够完成这些任务”。这两种水平之间的距离，就是维果斯基提出的“最近发展区”。老师在教学过程应重视创设最近发展区，提出问题。在必修2减数分裂和受精作用中，哺乳动物精子的形成过程图解这一物理模型中，绘制了减数分裂的模型图，并配有这一过程中细胞名称的变化。一个初级精母细胞中画出了4对同源染色体，染色体数目较多，细胞体积较小。且这4对同源染色体的类型较多，根据着丝粒在染色体上的位置，染色体分为了三种类型等臂染色体、近端着丝粒染色体和端着丝粒染色体。而初级精母细胞中的4对同源染色体中就包括了这三种类型的染色体。为学生理解减数分裂这一抽象过程增加了难度。导致部分同学产生了在减数第一次分裂的后期既有同源染色体的分离又有姐妹染色单体的分开的疑问。对学生理解减数第一次分裂后期同源染色体分离造成了很大的干扰。
在实际的生物教学课堂上，教师在构建物理模型中可以将初级精母细胞中同源染色体画出2对，染色体的形态仅为一种常见的等臂染色体，以方便学生对减数分裂过程中染色体的行为和数量的认识，降低难度。进行物理模型和适当的文字说明，帮助学生理解减数分裂过程中的一些重要概念。
三、物理模型与文字结合紧密程度太低
教材必修1植物和动物有丝分裂模式图这两个理想模型，将植物细胞有丝分裂进行了理想化过程的构建，重点强调的主要结构有细胞壁、核膜、核仁、纺锤体和染色体，对于染色体的形态、结构进行了重点描绘。并以插图的形式呈现在课本上，在每幅图下都标注了具体的细胞周期。由于该过程是一个复杂的、动态的变化过程，学生在预习有丝分裂的过程中对于染色体上的着丝点、姐妹染色单体和染色质之间的关系，仍然是一头雾水，不知所措，无法将课本上的文字与图像进行相互结合。少数同学在建构的植物有丝分裂过程中，将纺锤丝标在染色体上，着丝点标在纺锤体上。建议教师在教学过程中构建物理模型时，将图文相互结合，在图像中将重要过程的一些物质变化、结构变化和重要概念在图上标注清除。使文字和图像两者之间相互结合，增强学生对信息理解的准确性和图像理解的具体性。
构建物理模型有助于学生养成思考问题、解决问题的能力，构建物理模型的过程，是学生对原型相关知识的搜集、提取、呈现和应用的过程，修改和完善模型的过程也是学生将知识内化、完善知识体系的过程。学生在制作细胞膜的流动镶嵌模型时，对于塑料袋、普通布和弹力布这三种材料材料的选择，与塑料袋相比，弹力布和普通布更能体现细胞膜的选择透过性，与普通布相比，弹力布更能体现细胞膜的结构特点流动性。仅仅一个选材的变化体现了学生对于细胞膜认识的不断提高，培养了学生独立思考和解决问题的能力。
通过构建物理模型可以提高学生对信息的查找和获取能力。学生在进行真核细胞的三维结构模型的建构过程中，在设计模型方案时，确定各个细胞器的数量和位置，通过网络资源获取了相关信息，核糖体不仅存于内质网、细胞核的表面还分布在线粒体和叶绿体中。从而提出问题：线粒体和叶绿体可以进行蛋白质的合成吗？学生在制作模型的过程中不断思考，层层深入，学生在不断提出问题、相互交流和解决问题中对细胞中的各种细胞器的结构和功能有了深入的思考，完善了自己的知识体系。
在物理模型的制作过程中，同学们积极参与、相互合作，在模型的展示中，学生相互交流、探讨，形成质疑、求实、创新以及勇于实践科学态度。在构建模型过程中，对老师的简笔画的要求较高，有助于教师提高自身的专业知识素养和现代教育技术。