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摘要：构建模型是学生理解高中生物学概念、原理和过程的有效手段之一。本文以专题复习的形式，在教学中通过构建物理模型，整合选考复习与模型构建，提高复习教学有效性。
关键词：构建模型；物理模型；教学有效性
物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，它既包括静态的结构模型，又包括动态的过程模型，常用来代表非常庞大或者微小事物的三维结构，可以帮助学生更好地理解微观知识和三维结构。在教学过程中采用模型构建活动，不但能提高学生的学习兴趣，而且能使微观的、抽象的问题具体化，有利于问题的解决，提高复习效率。实践证明，构建模型过程能使学生更容易理解概念及其内涵，使零散的知识系统化。
一、构建模型，开展概念教学
基因是生物学中的核心概念之一。课本中指出：它是遗传的一个基本功能单位，在适当的条件下它控制生物的性状；从本质上讲，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段——在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。
教学中，笔者通過构建由简单到复杂、由宏观到微观的物理模型进行了选考复习的一次尝试。
课前准备：毛线、硬纸板、彩纸、双面胶、剪刀、透明胶等，分给6个小组。上课后由学生根据自己所学，自由选择材料在纸板上制作基因模型。
各小组构建的模型总体上分为三类：（1）结合DNA双螺旋模型把碱基、磷酸、脱氧核糖、磷酸二酯键都详细的粘贴出来，并标出基因片段；（2）简单地把两根细线一搓就算是双螺旋，然后用不同颜色的笔把基因标出；（3）剪了三根毛线，用其中的两根搓在一起表示DNA，并在DNA上标出基因片段，另外一根表示RNA，并在RNA上也标出了基因（图1）。
虽然此建模过程本身比较简单，但通过模型构建，更能使学生集中注意力。学生从看书、分析、动手中充分享受获得知识的乐趣，激发大家对纯概念知识的复习兴趣，从而一改以往复习时对概念一带而过、简单背诵的学习方式，激发学生主动复习的动力。
二、围绕核心，开展系列教学
基因是一个核心概念，与基因有关的其他内容有遗传信息的表达、基因突变、基因重组等。
1.遗传信息的表达
遗传信息的表达包括转录和翻译两个阶段。在课堂上，笔者给每组下发各种标有氨基酸、酶、tRNA、核糖体等字样的卡片，继续使用自己建成的基因模型完成转录和翻译过程。有的组只是简单呈现由两根线表示DNA到由一根线表示的RNA，再由氨基酸卡片表示多肽链；有的组则详细地制作了由双链DNA在RNA聚合酶的作用下解旋、转录出单链RNA，再用两张纸条制作了一个有多个孔的双层膜构成的细胞核，RNA由核孔出来，核膜外面的RNA比核内的短，表示已经过加工，再在标注有核糖体卡片上用转运RNA搬运氨基酸，脱水缩合形成多肽，制作过程考虑到各个细节（图2）。最后由各小组演示转录和翻译的动态过程，小组间进行互评。特别是互评环节，让大家发现在各自建模过程中存在的许多问题，也暴露出平时所学的知识缺陷。互评过程学生提出了以下问题：（1）转录过程需要解旋酶吗？（2）转录是不是沿着整个DNA长链进行的？在自己制作的DNA中具体是哪一段？（3）RNA聚合酶的启动部位在哪里？（4）真核生物细胞核中转录而成的RNA是否马上可以进入细胞质进行翻译？（5）原核生物转录出的RNA是否要加工后进行翻译？问题的提出不但使大家对概念的内涵、外延掌握更到位，而且能区别对待真核生物和原核生物的转录和翻译，实现了跨章节间知识的对比。
将问题深化，把模型转换成图形，实现概念学习的提升。各小组讨论后，将自己的模型简化成图形，加深了对模型化知识的印象（图3）：
通过图形模型的再次构建，深化了学生对基因功能的深入理解。
2.基因突变
基因突变是指由于基因内部核苷酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。教材也指出，DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换都可以引起核苷酸序列的变化。笔者准备了3个基因模型片段，要求学生用模型的变化来解答基因1突变的三种状况（图4）。各组基本上能准确表示出因碱基对的缺失、增加和替换造成的基因突变情况。
将问题提升：若发生染色体结构变异中的缺失，染色体上的基因又如何变化呢？要求各小组结合染色体上的基因构建染色体缺失模型。起初，部分小组成员把基因缺失和碱基对缺失混淆了。但通过小组间互评后，这些学生很快发现基因突变只是基因内部某个碱基对的改变，基因数目是不变的。而染色体缺失则是整个基因跟着变，使位于染色体上的基因的数目和基因间的排列顺序发生改变。通过模型变化，学生对不同概念之间的区别得到深化。
3.基因重组
基因重组是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。从概念描述上来说，基因重组首先是要发生在有性生殖过程中的，要求大家构建模型演示在减数分裂过程中发生自由组合和交叉互换两种能导致基因重组的动态变化过程，由此模型学生还联想到易位的概念也可以用类似的模型表示。
图5是其中一个小组构建的用自己的笔形象地表示交叉互换和易位现象。他们用2支红色外壳、红色笔套和2支黑色外壳、黑色笔套的圆珠笔作为一对同源染色体的两条染色单体，将其中的1个黑色笔套和红色笔套交换位置表示交叉互换部位。用套有红色笔套的2支圆珠笔和套有黑色笔套的2支签字笔分别表示2对同源染色体，将其中的1个黑色笔套和红色笔套交换，表示非同源染色体之间交换部分染色体的片段，即易位。
这一模型的制作，使大家对易位和交叉互换现象发生的对象、时间更明朗，而且不易混淆。经过互相点评和补充，有的学生还进行了拓展，提出转基因育种和肺炎双球菌转化实验也涉及了基因重组。
可见，构建物理模型能发挥学生的主观能动性，大大提高学生的学习动力，使学生能主动关注知识之间的联系和发展，真正使课堂教学更有效。
参考文献：
徐捷，郑近.浅谈模型构建在生物学教学中的应用和价值[J].中学生物教学，2011（3）：9-11.
关键词：构建模型；物理模型；教学有效性
物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，它既包括静态的结构模型，又包括动态的过程模型，常用来代表非常庞大或者微小事物的三维结构，可以帮助学生更好地理解微观知识和三维结构。在教学过程中采用模型构建活动，不但能提高学生的学习兴趣，而且能使微观的、抽象的问题具体化，有利于问题的解决，提高复习效率。实践证明，构建模型过程能使学生更容易理解概念及其内涵，使零散的知识系统化。
一、构建模型，开展概念教学
基因是生物学中的核心概念之一。课本中指出：它是遗传的一个基本功能单位，在适当的条件下它控制生物的性状；从本质上讲，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段——在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。
教学中，笔者通過构建由简单到复杂、由宏观到微观的物理模型进行了选考复习的一次尝试。
课前准备：毛线、硬纸板、彩纸、双面胶、剪刀、透明胶等，分给6个小组。上课后由学生根据自己所学，自由选择材料在纸板上制作基因模型。
各小组构建的模型总体上分为三类：（1）结合DNA双螺旋模型把碱基、磷酸、脱氧核糖、磷酸二酯键都详细的粘贴出来，并标出基因片段；（2）简单地把两根细线一搓就算是双螺旋，然后用不同颜色的笔把基因标出；（3）剪了三根毛线，用其中的两根搓在一起表示DNA，并在DNA上标出基因片段，另外一根表示RNA，并在RNA上也标出了基因（图1）。
虽然此建模过程本身比较简单，但通过模型构建，更能使学生集中注意力。学生从看书、分析、动手中充分享受获得知识的乐趣，激发大家对纯概念知识的复习兴趣，从而一改以往复习时对概念一带而过、简单背诵的学习方式，激发学生主动复习的动力。
二、围绕核心，开展系列教学
基因是一个核心概念，与基因有关的其他内容有遗传信息的表达、基因突变、基因重组等。
1.遗传信息的表达
遗传信息的表达包括转录和翻译两个阶段。在课堂上，笔者给每组下发各种标有氨基酸、酶、tRNA、核糖体等字样的卡片，继续使用自己建成的基因模型完成转录和翻译过程。有的组只是简单呈现由两根线表示DNA到由一根线表示的RNA，再由氨基酸卡片表示多肽链；有的组则详细地制作了由双链DNA在RNA聚合酶的作用下解旋、转录出单链RNA，再用两张纸条制作了一个有多个孔的双层膜构成的细胞核，RNA由核孔出来，核膜外面的RNA比核内的短，表示已经过加工，再在标注有核糖体卡片上用转运RNA搬运氨基酸，脱水缩合形成多肽，制作过程考虑到各个细节（图2）。最后由各小组演示转录和翻译的动态过程，小组间进行互评。特别是互评环节，让大家发现在各自建模过程中存在的许多问题，也暴露出平时所学的知识缺陷。互评过程学生提出了以下问题：（1）转录过程需要解旋酶吗？（2）转录是不是沿着整个DNA长链进行的？在自己制作的DNA中具体是哪一段？（3）RNA聚合酶的启动部位在哪里？（4）真核生物细胞核中转录而成的RNA是否马上可以进入细胞质进行翻译？（5）原核生物转录出的RNA是否要加工后进行翻译？问题的提出不但使大家对概念的内涵、外延掌握更到位，而且能区别对待真核生物和原核生物的转录和翻译，实现了跨章节间知识的对比。
将问题深化，把模型转换成图形，实现概念学习的提升。各小组讨论后，将自己的模型简化成图形，加深了对模型化知识的印象（图3）：
通过图形模型的再次构建，深化了学生对基因功能的深入理解。
2.基因突变
基因突变是指由于基因内部核苷酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。教材也指出，DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换都可以引起核苷酸序列的变化。笔者准备了3个基因模型片段，要求学生用模型的变化来解答基因1突变的三种状况（图4）。各组基本上能准确表示出因碱基对的缺失、增加和替换造成的基因突变情况。
将问题提升：若发生染色体结构变异中的缺失，染色体上的基因又如何变化呢？要求各小组结合染色体上的基因构建染色体缺失模型。起初，部分小组成员把基因缺失和碱基对缺失混淆了。但通过小组间互评后，这些学生很快发现基因突变只是基因内部某个碱基对的改变，基因数目是不变的。而染色体缺失则是整个基因跟着变，使位于染色体上的基因的数目和基因间的排列顺序发生改变。通过模型变化，学生对不同概念之间的区别得到深化。
3.基因重组
基因重组是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。从概念描述上来说，基因重组首先是要发生在有性生殖过程中的，要求大家构建模型演示在减数分裂过程中发生自由组合和交叉互换两种能导致基因重组的动态变化过程，由此模型学生还联想到易位的概念也可以用类似的模型表示。
图5是其中一个小组构建的用自己的笔形象地表示交叉互换和易位现象。他们用2支红色外壳、红色笔套和2支黑色外壳、黑色笔套的圆珠笔作为一对同源染色体的两条染色单体，将其中的1个黑色笔套和红色笔套交换位置表示交叉互换部位。用套有红色笔套的2支圆珠笔和套有黑色笔套的2支签字笔分别表示2对同源染色体，将其中的1个黑色笔套和红色笔套交换，表示非同源染色体之间交换部分染色体的片段，即易位。
这一模型的制作，使大家对易位和交叉互换现象发生的对象、时间更明朗，而且不易混淆。经过互相点评和补充，有的学生还进行了拓展，提出转基因育种和肺炎双球菌转化实验也涉及了基因重组。
可见，构建物理模型能发挥学生的主观能动性，大大提高学生的学习动力，使学生能主动关注知识之间的联系和发展，真正使课堂教学更有效。
参考文献：
徐捷，郑近.浅谈模型构建在生物学教学中的应用和价值[J].中学生物教学，2011（3）：9-11.