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正确理解生物教学模型的内涵是在教学实践中运用模型构建教学方式的前提和基础。通常，生物教学模型可以划分为数学模型、抽象模型、实物模型及物理模型四类，其中数学模型法指的是以符号、公式等数学语言来表征生物学的知识、现象；抽象模型法指的是通过抽象得到生物原型方面的本质属性而使研究对象得以简化；实物模型是采用相关实验器材或者自制器材来形象展示教学相关内容的方法；物理模型指的是依照类似原理，将真实事物依照一定比例缩小或者放大成为模型，其状态变量与原事物保持一致，但是能够通过其模拟该事物的性质和功能，更加形象地来解释认识对象。在新课程理念的指导下，上述三种模型已经开始应用到高中生物教学中。教师在教学实践中应用此方式，需首先了解和把握各类模型的本质和演变方法。
2. 于课堂教学全过程中贯穿模型构建的方法
2.1 新授课程
“形象大于思维”。对于新授课程，学生在概念和理论知识理解方面存在较大困难，所以教师应该最大程度利用模式图、实物标本、形象化图片等具象或者实物模型来帮助学生理解新知识。以细胞教学内容为例，本文体会到：教材上描述的均是在显微镜下才能观察得到的细胞结构，对刚刚接触这些内容的学生而言，缺乏形象化认识。但是，通过让学生自己模拟制作"细胞立体结构模型"则有助于增强学生的感性认识、理解相关理论内容，而且可以激发其求知欲望。实物模型不仅能够诠释生物科学的特征，而且有利于学生认识生物事物的原貌，对其记忆、理解、归纳、总结所学知识具有重要作用。教师基于实物模型组织教学能够更加形象、直观地阐述教学内容，符合学生的认知规律，有助于帮助学生建立知识联系，把握知识重点，避免产生杂乱感、琐碎感，提升教学效果。
2.2 复习课程
生物教学中，复习课质量主要取决于教师能否有效地归纳和总结已 授课程。实际上，在复习课上，依据知识之间的内在关联构建抽象模型能够实现有效地归纳和总结已授课程的目标。这样构建的抽象模型有助于学生把握生物知识之间的内在联系，达到融会贯通的学习效果。生物教学的主要内容在于阐述生命运动的形式及规律，而生命运动属于自然界中最为复杂的运行形式，只有将其纳入一个系统或者模型之内才能真正地理解其中各元素的联系。因此，在生物教学实践中，按照教学思路将知识循着一条主线贯穿在一起，有助于学生基于宏观角度把握知识点，同时正确理解知识点之间的联系与区别，达到事半功倍的教学效果。例如，关于动物的激素调节，可以让学生分析人们对激素的认识过程，从而建构激素的概念；再联系日常生活中的实例，如吃饭后大量的葡萄糖吸收到体内，但血液中的葡萄糖浓度只有短暂的升高，很快就恢复正常，让学生讨论吸收到体内的大量葡萄糖到哪里去了，为引出胰岛素的知识作铺垫；然后做模型建构的活动：用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素，以小组为单位模拟吃饭后和运动后体内葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素的变化，建构血糖调节模型。
2.3 习题课程
在习题课程中，教师可以引导学生以模型的思想解答题目或者指导学生基于题干条件自主构建模型解答。在教与学的过程中，很多生物现象限于客观条件，不能通过直接实验的方式来认识问题。所以，高中生物教师应该在习题课堂中重点培养学生解决问题的能力，包括各种解题思想和方法，不断拓展学生思维，避免让学生陷入题海之中而产生厌烦、无助的情绪。我在必修二的多堂习题课上曾引导学生构建数学模型来解答问题，让学生自主地将解答内容转化为图示或者公式形式，以数量关系、空间关系等来描述解题思路。例如，引导学生从数学角度分析两对相对性状遗传中后代基因型、表现型的种类以及概率是两对相对性状独立遗传结果的乘积。
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1.物理模型在生物教学中的应用
1.1光合――呼吸的图像模型
绿色植物的光合作用是在叶绿体内完成的，而细胞呼吸主要在线粒体内进行。两者之间的关系从物质交换的角度来看，主要涉及的是O2和CO2的去路与来源问题。通过构建物理模型可以进一步加深对光合作用强度与呼吸作用强度之间的内在联系的理解和认识。
1.1.1模型构建
1.1.2模型解读
绿色植物进行光合――呼吸过程中，O2和CO2的去路与来源：（1）叶绿体光合作用产生O2的去路：①用于植物呼吸；②释放到周围的环境中。（2）叶绿体光合作用利用CO2的来源：①来自植物自身的呼吸作用；②从外界环境中（若是水生植物，则从周围的水中吸收）。光合作用强度与呼吸作用强度间的关系，可参见下表：
2.生物模型在教学中的应用
光合作用和呼吸作用是高中生物教材的主干知识，高考热点。常以各种生物模型为载体，围绕两者的生理过程以及内在联系进行命题。因此，在教学中有意识的指导学生构建生物模型，能够让学生更透彻的理解这部分生物学的核心知识。下面以光合作用测定方法的模型建构为例：
3.数学模型在生物教学中的应用
运用数学模型能定量地或定性地分析生物学问题，能分析生物之间的联系，生物个体或群体的发展变化规律。在描述某些特定的生物学现象，如种群增长率和种群数量之间关系上，数学模型发挥着不可替代的作用。下面以光合――呼吸呼吸速率为例。
3.1光合――呼吸速率的数学模型构建
3.2模型解读
3.2.1界定总光合速率、呼吸速率与表观（净）光合速率
（1）呼吸速率：单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率；表示方法：单位时间内，释放的CO2量或吸收的O2量；测定条件：黑暗条件下。
（2）表观（净）光合速率：光照下测定的CO2吸收速率（或O2释放速率）。
（3）实际（总）光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。
3.2.2光合速率与植物生长的关系
（1）当净（表观）光合速率>0时，植物积累有机物而生长；（2）净光合速率=0时，植物不能生长；（3）净光合速率
4.模型构建教学的反思
模型方法作为一种有效的研究手段，在很多领域已经得到了验证。运用模型和模型方法进行教学能够促进学生的认知水平的发展，促进学生对知识的理解。
随着新课程改革的深入，模型方法的实施对教师也提出了更高的要求，要求教师具备运用模型方法教育的能力，开发模型的能力，应用模型方法教学的能力等等。这就需要教师进一步提高自身的业务水平，加强研究，才能更好地运用好模型建构教学。
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一、物理模型的建构
以实物或图画形式直接表达认识对象的特征，这就是物理模型。教材中最著名的就是沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型。
1.实物物理模型的建构活化了抽象知识
建立真核细胞的模型，教材中并没指定具体的材料用具和详细的活动步骤，这给学生发挥各自的创造潜能留出了空间，也为教师的创新教学提供了机会。学完相关内容后，笔者布置学生8人一组，其中4个小组构建动物细胞模型，3个小组构建植物细胞模型。
学生制作的模型中，细胞质材料有白色橡皮泥、面团、琼脂和白色泡沫塑料等。细胞膜材料也是多种多样，如塑料袋、纱布、弹力布等，有一组同学采用废弃可乐瓶瓶口部分做细胞膜，突现细胞三维效果。细胞器的制作，大多采用各色彩泥，如内质网是捏一条扁平的彩泥之后折叠在一起而成；高尔基体则用二个扁平的彩泥和三个小球表示；核糖体则用若干小球体表示，形状最小，较多的放于细胞质中，一部分固定内质网上。也有同学用各色彩纸折成各种细胞器。细胞核的制作也是各式各样，有的在细胞质中央挖一圆，放上一个圆形彩泥；有的则用一个乒乓球代替，也有的用半个蛋壳倒扣在细胞质中表示。很难得的是大多数小组制作的模型能体现细胞器结构和功能的联系。
通过这第一次模型构建，充分发挥学生的积极性和创造性，按学生自己的思路，自主动手、相互协作，在制作中把握细胞模型的科学、环保、准确等原则，领悟细胞结构与功能特点，更好地掌握细胞的结构，活化了抽象知识。生物膜的流动镶嵌模型、DNA分子的双螺旋结构模型的构建，也都取得了良好的效果。
2.图画物理模型的构建提高了识图能力
以图画形式构建物理模型相当普遍，如呼吸作用和光合作用、转录与翻译、噬菌体侵染细菌等过程模型，各种细胞器结构的静态模型，人体细胞与外界环境的物质交换模型等。通过多次模型的构建，学生养成了一种思维习惯，凡遇抽象的结构或过程，都会尝试用简易的图画帮助理解、思考。而且，在高中生物中，识图能力极为重要。图表是生物科学研究成果的一种重要表现形式，所以在生物高考中注重考查学生读图、识图、析图和绘图的能力。平时学习中养成构建图形的习惯后，对图形考题的解读也会更胸有成竹。
二、概念模型的构建
概念模型是指以文字表述来抽象概括事物本质特征的模型。构建概念模型有利于综合理解知识体系。
1.构建概念模型，整合零碎知识
图1是引导学生构建的细胞膜概念模型，是将相关内容整合在一起，使零碎的知识系统化，这有利于学生对某单元、某模块知识进行加工、理解、储存，全面系统地掌握和记忆知识要点，有利于学生形成完整、清晰、系统、科学的知识体系，同时也促进了学生感知、记忆、想象能力的发展。内环境的成分和理化性质、分泌蛋白的合成运输加工和分泌等，都可通过构建概念模型，使学生更系统地掌握知识。
2.构建概念模型，简化复杂知识
血糖调节是一个重要知识点，且与人体健康有密切的联系，但这一内容既“看不见，摸不着”，又极为复杂。故教材中安排了一个“建立血糖调节的模型”活动，意在引导学生更好地理解人体内血糖的调节过程，并理解激素如何对生命活动进行调节,同时，引导学生初步了解建构概念模型的基本方法和意义。目前看到的不少教学设计和案例中，大多把主要精力放在模拟活动上。事实上，在模拟活动后，根据活动中的体验，构建图解式概念模型才是本活动的重点。
血糖调节一课中，笔者在介绍胰岛、胰岛A细胞和胰岛B细胞及分泌的激素、作用后，和学生一起通过模型建构理解“胰岛素和胰高血糖素调节血糖平衡的过程”。请一组同学利用事先做好的“糖卡、胰岛素卡、胰高血糖素卡”示范，接着全班同学分组活动，依次探究饭后半小时及运动时机体是怎样恢复正常血糖水平的，并用卡片进行演示。通过构建动态的物理模型，学生根据活动中的体验，构建出了图解式概念模型，通过各组代表交流最后归纳如图2。通过模拟构建，学生对血糖的调节有了更深的理解。利用这一概念模型，学生学会了分析一些涉及到血糖变化的生理现象。
体温调节、水和无机盐平衡、免疫调节、生态系统的能量流动等都可用概念模型归纳。通过构建概念模型，将复杂的生理过程简化，不但有利于识记，还能培养分析、综合、概括的能力，学会把看似复杂的知识进行整理，找到相关知识的联系，提高灵活运用知识的能力。
三、数学模型的构建
数学模型是根据具体情景，抽象出数学规律，并用公式或图表的形式表达。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径。引导学生建构数学模型，有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力，同时，通过科学与数学的整合，有利于培养学生简约、严密的思维品质。
1.构建数学模型，辨析易混知识
高中生物学中概念多，学生易混淆。用适当的数学模型可帮助学生理清概念。如，DNA经n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数和第n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数的区别，学生常混淆不清。课上，通过图解分析，师生一起构建了数学模型：n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数=（2n-1）m（注：m为1个DNA分子所含某种脱氧核苷酸数和第n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数=2n-1m，难题立即迎刃而解。
2.构建数学模型，化解重难点
有丝分裂、减数分裂均是微观的变化，虽然我们常用flash动态展现整个过程，但对于染色体、DNA的变化规律，学生总觉得很难领悟。学习有丝分裂时，笔者先引导学生构建表格式数学模型，然后转化成直观的坐标曲线，最后再让学生把染色体与DNA的变化曲线集合在一张坐标图上，让学生归纳后加以比较，掌握染色体和DNA变化规律的特点和区别，从而化解难点。减数分裂的学习也是如此。为了让学生更好地理解有丝分裂与减数分裂过程中染色体、DNA变化的差异，笔者还设计了这样一个问题情境：某精原细胞经一次减数分裂后产生的一个顺利地与一个卵细胞发生了受精作用，形成的受精卵经过了一次有丝分裂，请你画出这个过程中的染色体、DNA变化曲线。于是，学生尝试着把两个分裂过程的染色体、DNA变化规律图整合在一起，通过比较分析，更深刻地理解掌握了难点。
生物学中很多难点知识都可通过数学模型来化解，如酵母菌呼吸作用过程中随氧浓度变化所释放的CO2与吸收的O2之间的变化特点、恒定温度条件下测某植物随光照强度变化所释放或吸收的CO2、种群的“J”型增长与“S”型增长、单因子因素与多因子因素对光合作用的影响……
构建数学模型，有利于学生理解和掌握知识，也使学生认识到在生物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示，很好地培养了学生的逻辑思维能力。
通过建构模型能使生命现象或过程的揭示得到简化、纯化，对生物系统的发展状况有了更准确的认识。引导学生建构模型，既利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力，又有利于培养学生简约、严密的思维品质，对提高学生的理科素养具有重要作用。
【参考文献】
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1、物理模型
物理模型就是以实物或图画形式直接表达认识对象的特征，细胞立体结构图，细胞膜结构的实物模型，就可以看做物理模型。建构物理模型使抽象的知识具体化、形象化。
在学习人教版《分子与细胞》中“细胞器──系统内的分工合作”时，我布置学生8人为一个小组，其中4小组构建动物细胞模型，4小组构建植物细胞模型。我要求学生利用周末时间完成，周一课上展示各小组的模型并进行点评。
周一课上交上来的模型中，有的同学用白色橡皮泥捏成半圆做成细胞质，有的同学则用面团，有的同学则用琼脂来做细胞质基质。细胞膜的材料也是多种多样，如塑料袋、纱布、弹力布等。细胞核的制作也是各式各样，有的同学在细胞质中央挖一个小圆，放上一个圆形彩泥；有的同学则用一个乒乓球代替，也有的同学用半个蛋壳倒扣在细胞质中表示。细胞器的制作，大部分同学采用了各色彩泥，捏制成各种细胞器之后，用大头针固定于细胞质基质上。如内质网是捏一条扁平的彩泥之后折叠在一起而成；高尔基体则用几个扁平的彩泥和三个小球表示；核糖体则用若干红豆表示，有的放于细胞质中，一部分固定内质网上。也有同学用各色彩纸折成各种细胞器。在课上，我让各个小组派出代表，展示本组的作品，并介绍一种细胞器的结构与功能，其他小组同学有不清楚的问题提出后由负责介绍的小组同学负责解答。通过小组间的建模、模型展示与释疑，同学们不仅对目标知识掌握的非常透彻，而且还没明白了制作动植物细胞模型时要考虑细胞器种类，细胞核、细胞器大小比例，如何体现细胞器之间的协调配合等等。
2.概念模型
概念模型指通过分析大量的具体形象，分类并揭示其共同本质，将其本质凝结在概念中，把各类对象的关系用概念与概念之间的关系来表述，用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。
2.1构建概念模型提高了读图能力
例如，用光合作用图解描述光合作用的主要反应过程，就是一种概念模型[2]。
在学习光合作用的过程及影响因素时，我经常运用概念模型进行教学。我让学生把课本合起来，和我一起思考、动手：首先，光合作用是否需要光，谁吸收光，在哪吸收光，吸收的光能用来干什么？由此一步步就完成了光合作用第一阶段的知识建构。其次，有光合作用第一阶段的产物[H]和ATP的用途想到第二阶段的两个反应即CO2的固定和C3的还原以及场所条件等进而完成了第二阶段的知识建构。第三，通过建构的光合作用过程图，轻易的就能理解两阶段间的物质联系和能量关系。用一个椭圆将进入反应体系的物质和光圈在外面，这样就可以把椭圆内看成叶绿体，也就容易掌握了光合作用的原料和产物以及影响光合作用的因素，还能进一步掌握提高光合作用效率的方法。通过多次这样的概念模型的构建，学生养成了一种思维习惯，凡遇抽象的结构或过程，都会尝试用简易的图画帮助理解、思考。
2.2构建概念模型，整合零碎知识
例如，在学习《分子与细胞》模块的细胞结构内容后，我利用学案中事先设计好的框架，让学生构建了概念模型，将课本中细胞壁的成分、结构、功能、特点，细胞膜的成分、结构、结构特点、功能及功能特性、物质跨膜运输方式，细胞核的结构、各部分结构的功能、染色体、DNA等知识整合在一起，使零碎的知识完整化。模型如下：
构建这样的概念模型，有利于学生对某个单元、某个模块知识进行加工、理解、储存，全面系统地掌握和记忆知识要点，有利于学生形成完整、清晰、系统、科学的知识体系，同时也促进了学生感知、记忆、想象能力的发展，使学生更系统地掌握、理解生物学知识。
3.数学模型
引导学生建构数学模型，有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力；同时，通过科学与数学的整合，有利于培养学生简约、严密的思维品质。例如，用Nt=N0λt表示种群的“J”型增长，就是一种数学模型。
高中生物学中概念较多，学生易混淆。用适当的数学模型可以帮助学生理清概念。如减数分裂中同源染色体、四分体、染色体等之间的关系就可以用数学模型来表示：1个四分体=1对同源染色体=2条联会的染色体=4条染色单体=4个DNA分子=8条脱氧核苷酸链，学生通过构建这样的数学模型，很容易地掌握了这几个极易混淆的概念。再如，DNA经n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数和第n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数的区别，学生常常混淆不清。课上，通过图解分析，师生一起构建了数学模型：n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数=（2n-1）m和第n次复制所需游离的某种脱氧核苷酸数=2n-1m（注：m为1个DNA分子所含某种脱氧核苷酸数），难题迎刃而解。
模型方法是人们认识自然界的一种重要方式，也是理论思维发展的重要方式。在进行具体的课题研究时，模型方法在人们理解事物的本质、探索未知规律的过程中，都起着重要作用。中学生物课中的模型建构活动，一方面是能让学生通过模型建构活动，理解模型方法的重要作用，并在以后的学习和生活中懂得适当应用这一重要方法；另一方面，也可以让学生通过探究活动，更好地理解和把握生物学的核心概念。
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谈到生物，不得不讲的核心概念肯定是细胞结构。细胞是生物体结构和功能的基本单位，但细胞体积小，结构复杂，只有借助电子显微镜才能一探究竟，学生建构这个核心概念就很有难度。而通过自己制作物理模型，就可以将这些问题解决，同时还能对微观世界有较形象的了解。
2.生物膜的流动镶嵌模型
这个核心概念的得出是众多科学家长期探索而来的。了解探索过程就是培养学生的科学思维过程，因此笔者采取了绘图的方式来进行模型建构。
科学史是从19世纪欧文顿做的植物细胞的通透性实验开始的，顺着科学史的展开，学生依次画出了混乱排列的脂质和蛋白质、四种结构的磷脂双分子层的排列模式、蛋白质在两侧磷脂在中间且磷脂尾对尾排列的暗―亮―暗结构、蛋白质部分嵌入或贯穿磷脂的模型四种变化的图，绘图体现了探究的历程。最后，我引申了一下问学生：“你们建构的模型可以变成动态吗？”最后还是有同学奇思妙想，呈现了磷脂分子在流动（尾部摆动），蛋白质分子在运动（箭头表示蛋白质从一处运行到另一处）的“流动镶嵌模型”。
二、巧用物理模型突破难点概念
1.输血、血型、凝集现象
初中生物中有一节内容是“输血与血型”，ABO血型有四种，输血过程中会发生凝集现象，但是对于血型怎么回事，凝集是如何发生的，学生并不是很清楚。笔者曾有幸在一次初中对外公开课中看到了一位老师精心制作的模型：她用橡皮泥制作了三种类型的红细胞，一种是红细胞上无抗原的，一种是红细胞上有用蓝色三角捏上去的抗原的，还有一种是红细胞上有用黄色圆球捏上去的抗原；相对应的只能与蓝色三角相结合的蓝色抗体（在血清中）和只能与黄色圆球相结合的黄色抗体。老师用四只小烧杯呈现了四种血型，让学生观察从而分析清楚了四种血型的组成。而当不同的血混在一起后，相应的抗原抗体就会结合（蓝色的三角和蓝色形状的抗体结合，黄色圆点和黄色形状的抗体结合），这就是凝集现象，学生也就懂得了输血要输同型血的原则。通过这样一个模型学生自己观察，亲自操作，难点概念自然迎刃而解。
2.解旋酶、限制酶和DNA连接酶
在高中生物中，这三种酶是学生容易搞错的难点。其实，在清楚DNA结构组成后这就不算难点，但由于DNA结构本身比较抽象，学生没有空间概念。而模型就有这个好处，可以通过学生的摸索建立空间概念。笔者曾经在上课过程中用纸做的模型来解决这个难点，显示详细的结构，然后让学生用剪刀来进行操作，进而解决多种酶作用位点。通过合作摸索和互相对比，学生就理解了这几种酶的概念。
三、妙用物理模型辨析易混概念
1.DNA连接酶和DNA聚合酶
借助我们的纸模型，这样的易混概念也就清晰明确了。当然，这两个概念主要借助了透明胶黏合来表示酶作用的位点。通过已经“切”好的DNA的片段，让学生用胶带黏合，通过操作，学生很轻易地就明白了连接酶是连接两个DN段的，作用位点是两个特定位置的磷酸二酯键；而聚合酶的作用位点，是将单个的脱氧核苷酸连接成DN段的，作用位点是每个脱氧核苷酸间的磷酸二酯键。
2.染色体和染色质
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模型建构教学活动以学生为主体，以建构模型为主线，让学生在探究过程中交流、学习。它重视学习过程的主动性和建构性，强调学生以个体的学习经验建构对新事物的理解，从而形成新的概念，掌握解决问题的方法和技能。教师在教学过程中用好模型建构，对提高学生生物科学素养有很大帮助。
数学建模是指通过数据解释实际问题，并接受实际的检验。生物学教学建模时，教师引导学生利用生物学基本概念和原理，理解用数学符号和语言表述的生物学现象、本质特征和量变关系。生物学数学建模一般包括5个基本环节：模型准备、模型假设、模型建构、模型再建构和模型应用。
2 数学模型建构教学在初中生物课堂教学中的实践
以“生态系统的稳定性”为例，阐述初中生物数学模型建构的教学实践与思考。
2.1 模型准备
建构数学模型，首先要了解问题的背景，明确建模的目的，收集必要的各种资料和信息，弄清对象的特征。
“生态系统的稳定性”这节课选自北师大版八年级下册第二十三章第四节，可分为生态系统稳定性的概念、稳定性形成的原因以及稳定性的破坏三个部分。第三节中的生态系统的食物链和食物网以及生态系统的物质循环、能量流动为本节学习基础。生态系统的稳定性形成的原因既是本节课的教学重点，也是教学难点。通过数学建模的方法，可以把生物之间通过捕食形成的数量变化关系，更加直观、有效地呈现出来，有利于学生对生态系统自我调节能力的理解和掌握。
2.2 模型假设
合理提出假设是数学建模的前提条件。在本节教学内容中，教师引导学生尝试建立生态系统中各生物之间通过捕食关系所形成的数量变化曲线图模型，引导学生提出合理的假设。
2.3 模型建构
根据所作的假设，教师分析学生的学情，创设问题情境，引导学生逐步建构出数学模型。
八年级的学生已经具有利用曲线统计图统计、描述、分析数据的能力，具备建模的知识基础。教师在教学中通过创设由易到难、层层深入的问题情境，引导学生提出问题、分析问题。学生在教师的引导下，逐步建构数学模型。
教师利用导学案，引导学生分析凯巴森林中鹿与狼的数量变化，并启发学生思考：
不同生物之间通过捕食关系如何相互影响？
分析二者数量峰值不同步的原因是什么？
分析当狼的数量上升时，鹿的数量会发生怎样的变化？
如果鹿的数量变化了，又对狼产生怎样的影响？
继而，学生进一步分析：狼的数量下降的话，鹿的数量会发生怎样的变化？引起该变化的原因是什么？
教师引导学生分析得出：生物之间通过捕食关系相互影响和相互制约。
这样引导学生归纳生态系统稳定性形成的原因，逐步建构数学模型。
2.4 模型再建构
个人或小组最初建构的模型是否科学、合理，必须经过模型检测。教师可以引导学生分析其他生态系统生物之间的数量关系，进一步验证模型是否科学合理。课堂上师生之间通过相互交流和评价，完成模型的再建构。
课堂上学生代表展示自己建构出的数学模型，并进行合作交流。
2.5 模型应用
模型应用是运用建构的数学模型解决生产实际、生活实践中生物学的疑难问题。教师启发学生围绕凯巴森林应用模型解决生活中的实际问题，并要求学生思考：生态平衡受到严重破坏的凯巴森林，要恢复到1906年以前的状态，可采取哪些措施？
学生在对问题的思考中，进一步深化概念理解，并应用自主建构的数学模型，分析解决实际问题，感悟数学模型建构方法在研究生物学问题上的重要价值。
3 数学建模教学的教学收获
3.1 数学建模教学培养学生的动手动脑能力
数学建模是一个创造性的活动过程，要经过不断的分析、讨论和修改。应用数学建模的方法进行教学，不是教师硬性灌输知识，而是学生在教师的引导下，动脑动手建构数学模型。
3.2 数学建模教学实现学生学习方式的蜕变和提升
新课程改革的重要突破口之一就是转变学生的学习方式，由过去的被动学习转变为主动学习，完成由以教师、知识为中心，向以学生发展为中心的转变。教师在课堂上给学生充分的自主学习的时间和空间，并通过一系列的问题引导学生逐步建构出数学模型，促进学生的主体性发展。教师在放手让学生独立思考、自主建构的基础上，组织学生开展合作交流。通过合作交流使学生从不同角度思考问题，对自己和他人的成果进行反思，在合作交流中相互启发、共同发展，培养合作精神和参与意识。
3.3 数学建模教学引导学生更加直观、科学、有效地建构新的知识体系
数学建模教学的目的是让学生在建构模型的过程中，理解生物学核心知识，提升自己的生物素养。数学模型本身又给学生一个直观、生动的印象，使静止的文字变得活跃、生动。例如：生物之间通过捕食关系形成的动态的数量变化，是一个奇妙而抽象的复杂现象，通过数学模型可以更加直观、简单地呈现这一现象。数学楗模教学也能够用于指导解决生活、生产中的实际问题。
3.4 数学建模教学有利于提高学生学习生物的兴趣
学生在建构模型的过程中学习生物知识，同时体验到模型建构成功后的喜悦感、自豪感。
篇7
那什么是物理模型呢？物理模型就是以实物或图画形式直接表达认识事物的特征。根据相似原理，把真实事物制成相关模型，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。物理模型包括：实物模型、模拟模型、图画。通过下面以三个具体实例来阐述本人对物理模型的理解与探索。
一、模拟模型建构能将抽象化的知识活化为具体直观
主题举例：植物细胞的模型模拟建构。
材料的选择：一次性方型塑料盒，透明塑料袋，带壳核桃或熟鸡蛋，清水和有颜色的水，气球，不能水溶的绿色胶囊若干，长粒香大米若干粒。
设计方案：学生根据自己对植物细胞的结构和功能的理解，小组成员利用教师所提供的材料制作模型，小组成员展示模型并介绍，同时接受其他小组成员点评，并答疑。
具体实施过程：一次性塑料盒充当细胞壁，透明塑料袋可充当细胞膜，带壳核桃或熟鸡蛋可充当细胞核，清水可充当细胞质，气球可充当液泡，有颜色的水可充当细胞液。
评价：在班级内部交流小组制作模型，从科学性、技术性、正确性等方面进行评价。小组成员根据班内成员的评价完善自己的设计。
解释：模拟模型，就是根据系统或过程的特性，按一定规律，用实物材料模拟系统原型的方法。形象大于思维，七年级学生对细胞的认识较浅显，由于细胞很小，他们通过显微镜的观察认识细胞的形态以后，再通过自己制作植物细胞模型建构，如，液泡的形态、位置应该是什么样的，大小如何，叶绿体用什么来制作，线粒体又是怎样的，这样将抽象的知识形象化，让学生动手操作，感悟、体验、理解生物结构和生命形状。在初中生物的课程安排中有很多可以进行模拟模型的制作活动，如，动物细胞的建构、呼吸过程、肾单位示意图等。通过模拟模型的创建，学生可以更容易地认识、了解、理解事物原貌，为突破教学难点找到了支点。
二、实物模型的建构利于科学探究的有效开展
主题举例：“光能否影响鼠妇分布”实验装置创新实物模型建构。
材料的选择：糖果盒子、鞋盒或其他纸质盒子、胶带、线。
设计方案：将糖果盒子、鞋盒或其他纸质盒子，做成明亮和阴暗两种环境的实验装置，然后放若干只鼠妇，静置一段时间后观察记录鼠妇的分布情况。
具体实施过程：以一款糖果盒子为例，将装糖果内盒最里边的一块硬纸板拆掉，将内盒拉出直至靠近外盒的边缘，将拆掉的硬纸板竖直插在靠近外盒与内核的交界处，在盒底留有一定的空隙，然后用线固定好，这样，就形成了明亮和阴暗的两种环境。接下来就可以探究“鼠妇喜欢明亮还是阴暗的环境”的研究了。不用的时候把内盒推进去，体积立即变小了，携带很方便。学生的实验设计堪称一绝，整个装置小巧玲珑，实用性强，又不失美观。鞋盒或其他纸质盒子也可以进行类似的模拟制作，效果很好。
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1.1通过模型建构，提高学生形象思维能力
形象思维在学生的生物学习过程中起着极为重要的作用。如果学生对物质的微观结构、对特定条件下的生物现象和生理过程，在头脑中没有建立起正确的形象，就难以把文字叙述和现实过程有机地联系起来，也就难以正确地进行分析、推理、判断等逻辑思维活动。例如，如果学生头脑中没有建立起生物膜的流动镶嵌模型，就难以理解生物膜流动镶嵌模型的主要内容和分析生物膜的结构和功能特点。有一些学生学不好生物，其概念对他们来说既神秘又玄妙，难以入门，重要原因之一，就是他们的头脑中没有形成正确的生物形象。要提高学生的形象思维能力，必须加强直观教学，以丰富学生的表象储备。由实验和观察形成的表象最生动、最具体、最真实，实验是形成生物表象的最有效途径。由于生物学中很多研究对象直接用来实验很困难或者不可能，因而模型建构成为生物学中一个重要的方法。因此，在中学生物教学中，要帮助学生轻松学习，教师应当通过引导学生进行模型建构，培养和提高学生形象思维能力。
1.2通过模型建构，培养学生的创新能力
在高中生物学教学中可以充分利用模型建构的机会来培养学生的创造能力，从而达到培养学生创新精神的目标。例如，必修l第4章“细胞的物质输入和输出”第2节“课外制作──利用废旧物品制作生物膜模型”，虽然教材中所给出的模型建构都是经典和较成熟的理论，但仍可利用这些素材作为基础，通过深化来培养学生的创新精神并丰富流动镶嵌学说，例如：在制作膜的模型过程中，可就如下问题进行个性化的讨论：①制作模型的选材还可以有哪些？②糖蛋白在膜的两侧都有分布吗？③温度的高低与膜的流动性有关吗？有怎样的关系呢？上述问题，有的可以找出答案，有的没有定论，但这些问题却可以使学生在制作生物膜模型时，加深对生物膜学说的理解，激发学生学习生物学的兴趣。同时，制作的过程，也是学生根据自己所获取的知识进行创新思维的过程。
1.3通过模型建构，培养学生的建模思维和建模能力
例如必修2模块中减数分裂过程染色体的行为和数目的变化是这节内容的难点，大多数教师在解决这个难点问题时更喜欢借助多媒体课件的演示来组织教学，其实我们可以通过建构模型，弄清减数分裂过程中染色体变化的本质特征，效果很理想。
在教学第1课时结束后，教师提出学习任务：请同学们观察教科书中的图片，结合老师课堂上所讲解的减数分裂的过程。以两对同源染色体为例，用合适的材料在课外进行建立减数分裂中染色体变化的模型。教师要不失时机地提出相关问题：① 染色体数目减半发生在什么时期？原因是什么？②减数第一次分裂结束时细胞中染色体有何特点？③减数第二次分裂过程染色体行为与有丝分裂异同点？④ 交叉互换对配子种类有何影响？⑤非同源染色体的自由组合对配子的种类又会产生怎么样的影响？请同学们带着相关的问题进行模型建构。
第2课时学生小组展示模型构建的成果，师生展开交流和研讨，共同对学生的模型进行修改、分析和评价，师生逐步归纳出规范的模拟模型。在此过程中，师生先讨论得出上节课问题的答案后，教师提出进一步的学习任务：请同学们根据模型，找出减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的规律。并引导学生将上述数据转换成曲线图。
以上案例中模型构建活动强化了学生对减数分裂过程染色体变化规律的理解，再通过引导学生建立染色体和DNA数目规律性变化的数学模型，达到对减数分裂本质深层次认识的目的。这样的教学活动不仅帮助学生很好地解决了学习上的难点问题，也很大程度上培养了学生的建模能力和建模思维，这对他们日后的学习有很大的帮助。
2 关于模型建构的课堂教学的几点反思与建议
2.1在模型建构中思维提升是关键
在教学实践中进行模型建构活动时，要避免一味地强调形成一个具体化的模型的倾向，而忽略了在建构活动中必要的思维过程。例如，在必修3课本中的“构建人体细胞与外界的物质交换模型”，如果老师在指导时把主要的精力放在模拟活动中演示文稿或flas的制作上，通过形象化展示无法直接观察到的过程，而忽略了形象基础上的理论提升的话，那就成了本末倒置。事实上，这个模型建构活动，模拟过程的关键是：一要体现内环境在人体细胞与外界环境进行物质交换的过程中所起的作用，二要体现该过程中各个器官系统的作用。如果在活动中缺少思维过程，往往使这个活动最终无法达成教学目标。
2.2教师可以创造性地丰富模型建构活动
模型建构不单单局限于课程标准要求的实验，教师可以创造机会让学生进行更多的模型建构。例如：蛋白质结构多样性的原因分析，可用小磁球代表氨基酸通过不同颜色小球的排列顺序的千变万化，以及多种多样的扭曲形式让学生直观地认识到蛋白质结构的多样性，还有在学习生物膜的流动镶嵌模型关于磷脂的排列问题时，可简单地用卡纸做成磷脂分子的结构模型，让学生自己来排列并说出其原因。诸如此类的模型建构活动的开展，不仅可以活跃课堂的学习气氛，提高学生的习兴趣，也能在教学过程中重难点问题的解决上起到意想不到的效果。
2.3关注模型间的相互转化
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1. 正确理解生物教学模型的内涵
正确理解生物教学模型的内涵是在教学实践中运用模型构建教学方式的前提和基础。通常，生物教学模型可以划分为数学模型、抽象模型、实物模型及物理模型四类，其中数学模型法指的是以符号、公式等数学语言来表征生物学的知识、现象；抽象模型法指的是通过抽象得到生物原型方面的本质属性而使研究对象得以简化；实物模型是采用相关实验器材或者自制器材来形象展示教学相关内容的方法；物理模型指的是依照类似原理，将真实事物依照一定比例缩小或者放大成为模型，其状态变量与原事物保持一致，但是能够通过其模拟该事物的性质和功能，更加形象地来解释认识对象。在新课程理念的指导下，上述三种模型已经开始应用到高中生物教学中。教师在教学实践中应用此方式，需首先了解和把握各类模型的本质和演变方法。
2. 于课堂教学全过程中贯穿模型构建的方法
2.1 新授课程
"形象大于思维"。对于新授课程，学生在概念和理论知识理解方面存在较大困难，所以教师应该最大程度利用模式图、实物标本、形象化图片等具象或者实物模型来帮助学生理解新知识。以细胞教学内容为例，本文体会到：教材上描述的均是在显微镜下才能观察得到的细胞结构，对刚刚接触这些内容的学生而言，缺乏形象化认识。但是，通过让学生自己模拟制作"细胞立体结构模型"则有助于增强学生的感性认识、理解相关理论内容，而且可以激发其求知欲望。实物模型不仅能够诠释生物科学的特征，而且有利于学生认识生物事物的原貌，对其记忆、理解、归纳、总结所学知识具有重要作用。教师基于实物模型组织教学能够更加形象、直观地阐述教学内容，符合学生的认知规律，有助于帮助学生建立知识联系，把握知识重点，避免产生杂乱感、琐碎感，提升教学效果。
2.2 复习课程
生物教学中，复习课质量主要取决于教师能否有效地归纳和总结已 授课程。实际上，在复习课上，依据知识之间的内在关联构建抽象模型能够实现有效地归纳和总结已授课程的目标。这样构建的抽象模型有助于学生把握生物知识之间的内在联系，达到融会贯通的学习效果。生物教学的主要内容在于阐述生命运动的形式及规律，而生命运动属于自然界中最为复杂的运行形式，只有将其纳入一个系统或者模型之内才能真正地理解其中各元素的联系。因此，在生物教学实践中，按照教学思路将知识循着一条主线贯穿在一起，有助于学生基于宏观角度把握知识点，同时正确理解知识点之间的联系与区别，达到事半功倍的教学效果。例如,关于动物的激素调节,可以让学生分析人们对激素的认识过程，从而建构激素的概念；再联系日常生活中的实例，如吃饭后大量的葡萄糖吸收到体内，但血液中的葡萄糖浓度只有短暂的升高，很快就恢复正常，让学生讨论吸收到体内的大量葡萄糖到哪里去了，为引出胰岛素的知识作铺垫；然后做模型建构的活动：用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素,以小组为单位模拟吃饭后和运动后体内葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素的变化,建构血糖调节模型。
2.3 习题课程
在习题课程中，教师可以引导学生以模型的思想解答题目或者指导学生基于题干条件自主构建模型解答。在教与学的过程中，很多生物现象限于客观条件，不能通过直接实验的方式来认识问题。所以，高中生物教师应该在习题课堂中重点培养学生解决问题的能力，包括各种解题思想和方法，不断拓展学生思维，避免让学生陷入题海之中而产生厌烦、无助的情绪。我在必修二的多堂习题课上曾引导学生构建数学模型来解答问题，让学生自主地将解答内容转化为图示或者公式形式，以数量关系、空间关系等来描述解题思路。例如，引导学生从数学角度分析两对相对性状遗传中后代基因型、表现型的种类以及概率是两对相对性状独立遗传结果的乘积。
3. 正确认识模型构建的地位
模型构建已经成为当前高中生物教学的内容之一，在某种程度上讲，模型构建和理解模型是学生理解和掌握生物学知识的有效工具。高中学生构建模型均以清晰的背景知识为基础，构建模型的过程是思维与行为的统一，在构建活动中实现主体的体验、思考和创造，实现对知识架构的理解和把握。简言之，模型教学不仅有助于揭示事物的本质，将内在的逻辑关系或者抽象概念转化为图像、公式、实物，而且有助于拓展模型构建主体的思维，提升其搜集、归纳和总结信息的能力。可见，模型构建在高中生物教学中发挥着重要作用，高中生物教师要在意识到此点基础上，有效地利用这一教学方法。
综上，在生物教学中融入模型教学方法能够有效地提升教学效果，帮助学生理解生物知识之间的内在关联，拓展学生思维。高中生物教师应该在正确理解生物教学模型的基础上，将模型构建融入课堂教学的整个过程，充分运用假设、归纳和演绎、实验等方法构建模型，发挥模型构建在高中生物教学中的重要作用。
参考文献
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“模型建构”是一种非常实用的教学方法，尤其是针对高中生物课程的教学，学生在学习过程中会碰到各种生僻难懂的概念，对于初次接触的学生们而言要想完全理解这样的概念及相关教学内容是比较有难度的。构建特定的模型则是一个很好的突破口，通过物理模型的构建能够帮助学生理解相关物质的构造，通过概念模型的构建能够结合学生熟知的生活现象对概念加以解释说明，通过实验模型的构建更是能够借助试验过程将很多生物学过程与相关现象重现给学生，模型构建不仅能够很好的辅助教学，也能够很大程度提升课堂效率。
一、物理模型的构建
物理模型的构建就是以实物或图画形式直接表达认识对象的特征，在高中生物教育中，最典型也最有名的物理模型构建就是沃森和克里克建构的DNA分子双螺旋结构模型了，这是一个很好的参考典范。实际教学过程中，教师可以结合特定的教学内容，让学生通过自己动手构建相应的物理模型来加深他们对于相关生物知识的理解与认识。如果能够将教学内容转化为相关的实物物理模型，这将能够很好的活化抽象的理论知识。
以真核细胞的教学过程为例，为了让学生更直观的了解真核细胞内部的构造以及相关特征，课堂上我让学生自己动手来构建真核细胞的物理模型。真核细胞内部结构相对是较为复杂的，也是很多学生在学习过程中容易记混或者记遗漏的地方，课堂上，我将学生分成若干小组，以小组合作的形式让他们通过各种材质来构建真核细胞的模型。这个过程中，首先需要他们对于细胞内部的结构及特点有清晰的理解与认识，在此基础上，还需要他们对于细胞内部各个细胞器的构造及其分布有一定程度掌握，这是一个很好的巩固与深化学生所学知识的过程。学生们对于这个动手课程显然也很有兴趣，很多学生借助面团、橡皮泥、琼脂还有各种其他材料来打造他们概念中的真核细胞，有的学生用一条扁平的彩泥经折叠后来代表内质网，有的学生将若干小球放在一起表示核糖体，学生们充分发挥着自己的想象能力，在动手过程中其实已经将真核细胞的内容结构知识又全面的复习了一遍。
二、概念模型的构建
概念模型通常是指用具体的文字来表述与概况抽象事物的本质特征的模型，概念模型能够很好的化繁为简，将学生们理解过程中存在障碍的各个知识点通过简单直接的介绍方式加深学生对其的理解，在实际的高中生物教学中是有很实用的效果的。
高中生物课程学习中经常会出现一些较为生僻的概念，学生们如果只是从概念入手可能很难真正理解这个知识点的要义，“伴性遗传”就是一个很好的典范。很多学生首先对于“遗传”这个概念的理解就不太透彻，再加上“伴性”这个前提条件更是让他们觉得不明白。课堂上，我通过找到生活中的一个实例来帮助学生理解这个概念的要义。很多生物课程的知识点其实都可以在生活中找到体现，在讲《伴性遗传》时，课堂上我问大家，有哪位同学是“色盲”患者吗？一个男同学举起了手。于是我接着问他，在你的家里还有别的家人患有色盲吗？男生想了想答道，他的叔叔也是色盲患者。紧接着我告诉学生，在另外一个班上也有一个男同学是色盲患者，同时他的爷爷也有色盲。有了这样的铺垫，我问学生，你们有看到过女生是色盲的吗？同学们对于这个问题都感到很诧异，因为好像确实从未听说过有女性色盲患者，这不尽激起了学生强烈的好奇。看着学生们对于知识渴求的双眼，于是我展开了教学。有了这些具体的并且和生活紧密联系的实例做铺垫，我在讲述相关知识点时学生们理解起来明显会轻松很多，这个生动的概念模型的建立很好的提升了课堂效率。
三、实验模型的构建
高中生物课程学习中是有很多有趣的实验的，很多生物学概念、生物学现象都是前人在实验过程中发现的，课堂上教师如果能够通过构建相应的实验模型，将实验过程在学生们面前重现，这将能够很好的帮助学生对于相关概念的理解与认识，也能够加深他们的印象。
例如，在验证光合作用的产物是氧气的实验过程中，课堂上我会以金鱼藻的放氧过程做演示实验。课堂上我会将事先准备好的金鱼藻放到鱼缸中带到教室，这个实验中阳光是很重要的实验条件，因此实验最好选择日照充足的时段，这样才能保障实验成功。课堂上，当学生看到鱼缸中有小气泡不断冒出时都非常惊讶，有的学生还惊呼“金鱼藻吐气啦”。通过用试管收集放出的气体，当学生看到该气体能够使快要熄灭的木条复燃时都很兴奋，同学也深信不疑金鱼藻放出的是氧气了。这个实验模型并不复杂，然而整个实验过程却很好的见证了绿色植物的光合作用，学生们在亲眼看到相关实验现象后对于实验背后的生物学原理也有了更深刻的认识。
此外，我还会设计很多能够让学生参与的课堂实验。例如，在讲骨的成分时，我将课堂搬到了实验室，让每个学生都来自己动手进行实验。学生分别取两条鱼肋骨，一条放在火上烧，另一条浸泡在盐酸中，一段时间后取出，然后再来称骨头质量的变化。在做这个实验时学生已经具备了有机物和无机物的基础知识，从鱼骨质量的变化上能够让学生分别算出鱼骨中有机
物和无机物的比例。这个过程并不复杂，然而通过学生自己动手做实验不仅提升了学生对于课堂的参与，同时也发挥了他们的探究心理，在轻松愉悦的课堂氛围下学生也掌握了相应的知识。
结 语：“模型建构”教学法是高中生物教学中一种非常有效的教学模式，通过建构有效的模型能够让学生对于抽象的知识点有具体而深入的了解与体会，无论是物理模型还是概念模式抑或是实验模型，都是一种非常直观的对于相关知识要点的呈现方式，“模型建构”不仅让生物课堂更高效，也能够很大程度提升学生对于生物课程的学习兴趣。
参考文献：
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1. 正确理解生物教学模型的内涵
正确理解生物教学模型的内涵是在教学实践中运用模型构建教学方式的前提和基础。通常，生物教学模型可以划分为数学模型、抽象模型、实物模型及物理模型四类，其中数学模型法指的是以符号、公式等数学语言来表征生物学的知识、现象；抽象模型法指的是通过抽象得到生物原型方面的本质属性而使研究对象得以简化；实物模型是采用相关实验器材或者自制器材来形象展示教学相关内容的方法；物理模型指的是依照类似原理，将真实事物依照一定比例缩小或者放大成为模型，其状态变量与原事物保持一致，但是能够通过其模拟该事物的性质和功能，更加形象地来解释认识对象。在新课程理念的指导下，上述三种模型已经开始应用到高中生物教学中。教师在教学实践中应用此方式，需首先了解和把握各类模型的本质和演变方法。
2. 于课堂教学全过程中贯穿模型构建的方法
2.1 新授课程
"形象大于思维"。对于新授课程，学生在概念和理论知识理解方面存在较大困难，所以教师应该最大程度利用模式图、实物标本、形象化图片等具象或者实物模型来帮助学生理解新知识。以细胞教学内容为例，本文体会到：教材上描述的均是在显微镜下才能观察得到的细胞结构，对刚刚接触这些内容的学生而言，缺乏形象化认识。但是，通过让学生自己模拟制作"细胞立体结构模型"则有助于增强学生的感性认识、理解相关理论内容，而且可以激发其求知欲望。实物模型不仅能够诠释生物科学的特征，而且有利于学生认识生物事物的原貌，对其记忆、理解、归纳、总结所学知识具有重要作用。教师基于实物模型组织教学能够更加形象、直观地阐述教学内容，符合学生的认知规律，有助于帮助学生建立知识联系，把握知识重点，避免产生杂乱感、琐碎感，提升教学效果。
2.2 复习课程
生物教学中，复习课质量主要取决于教师能否有效地归纳和总结已 授课程。实际上，在复习课上，依据知识之间的内在关联构建抽象模型能够实现有效地归纳和总结已授课程的目标。这样构建的抽象模型有助于学生把握生物知识之间的内在联系，达到融会贯通的学习效果。生物教学的主要内容在于阐述生命运动的形式及规律，而生命运动属于自然界中最为复杂的运行形式，只有将其纳入一个系统或者模型之内才能真正地理解其中各元素的联系。因此，在生物教学实践中，按照教学思路将知识循着一条主线贯穿在一起，有助于学生基于宏观角度把握知识点，同时正确理解知识点之间的联系与区别，达到事半功倍的教学效果。例如,关于动物的激素调节,可以让学生分析人们对激素的认识过程，从而建构激素的概念；再联系日常生活中的实例，如吃饭后大量的葡萄糖吸收到体内，但血液中的葡萄糖浓度只有短暂的升高，很快就恢复正常，让学生讨论吸收到体内的大量葡萄糖到哪里去了，为引出胰岛素的知识作铺垫；然后做模型建构的活动：用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素,以小组为单位模拟吃饭后和运动后体内葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素的变化,建构血糖调节模型。
2.3 习题课程
在习题课程中，教师可以引导学生以模型的思想解答题目或者指导学生基于题干条件自主构建模型解答。在教与学的过程中，很多生物现象限于客观条件，不能通过直接实验的方式来认识问题。所以，高中生物教师应该在习题课堂中重点培养学生解决问题的能力，包括各种解题思想和方法，不断拓展学生思维，避免让学生陷入题海之中而产生厌烦、无助的情绪。我在必修二的多堂习题课上曾引导学生构建数学模型来解答问题，让学生自主地将解答内容转化为图示或者公式形式，以数量关系、空间关系等来描述解题思路。例如，引导学生从数学角度分析两对相对性状遗传中后代基因型、表现型的种类以及概率是两对相对性状独立遗传结果的乘积。
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一、设计思路
以生命系统的结构层次引入新课。通过“问题探讨”，让学生思考、交流与合作构建出生物与非生物之间的关系的模型，在此基础上引导学生自主学习、合作探究出“生态系统概念的判断要点”。同时，教师点拨精讲核心概念“生态系统”的内涵和外延的各要素。通过学生的自学，了解生态系统的类型及其范围。结合教材中“思考与讨论”中的素材，指导学生经历“自学―思考―合作探究―初步结论―师生共同探究―确切结论”这一过程，自主构建、自主探究出生态系统的组成成分。然后，通过多媒体演示和教师的引导点拨，让学生以小组合作的形式构建出生态系统各组成部分之间的关系模型。
二、教学过程
（一）引入新课
1.通过介绍生命系统的结构层次引入。
2.利用多媒体投放一个美丽的草原生态系统的画面，配上优美的文字“蓝天、青草、牛羊……”同时播放问题：如今美丽的草原正逐渐受到破坏，怎样解决这个问题呢？（展示草原图片）
（让学生从宏观的角度形象直观地了解生态系统。引导学生关注自然和社会，形成生态意识和对环境的忧患意识。）
（二）讲解问题探讨
1.利用多媒体投放一幅蚯蚓及其生活环境的画面。根据问题探讨的内容设计如下问题：（1）找出本材料的关键词，建构生物与非生物之间的图示模型。（展示问题探讨）（2）在模型构建中，给予一定的提示，让学生进行补充箭头和各成分之间的联系（如图1）
2.根据上述资料，引导学生总结生物与环境的关系。
3.学生仔细阅读问题探讨资料，通过思考与讨论，小组合作完成模型的建构。讨论、交流，发表自己的意见。在模型构建过程中培养了学生的主动学习能力及合作能力，也让学生更好地认识到生态系统的整体性观念。最终引导学生构建如下模型（图2）。当然，学生在构建模型的过程中可能并不是那么完整，模型是一个动态发展的过程，需要大家在认识过程中不断完善，具体抽象具体的学习方法，是学生通过自己的思考与分析，形成知识的新理论体系，掌握概念最本质的抽象与概括。这也就需要我们对学生构建的模型给予引导和补充。
（三）讲解知识点
1.生态系统的概念和范围、类型
（1）以问题探讨中构建的模型为例说明生态系统的概念，并强调其内涵和外延的各要素。
（2）引导学生阅读生态系统的范围及类型的内容。
（3）利用多媒体投放一些生态系统的图片，让学生辨认。
总结：生态系统的范围可大可小，最大的生态系统是地球上所有生物及其无机环境构成的生物圈。
通过思考题中的例子，深度理解和把握“生态系统”这一概念。通过举例识图的方法加深对生态系统的种类和范围的了解。对于概念的学习不能停留在浅层的识记水平上，要从概念的内涵和外延上深入理解和掌握。
2.生态系统的组成成分
以池塘生态系统为例，通过思考与讨论题中的3个问题来引导学生学习生态系统中的成分，各成分间的关系。
运用多种形式，如提问、点拨、指导学生相互探讨等方法引导学生完成对“思考与讨论”的探究学习，进行生态系统和组成成分的相关知识的疏理。让学生以合作探究的方式进行自主学习，基本上对生态系统的组成成分的相关内容有初步的认识，加深学生对生态系统组成成分的识记与理解。在学生能力培养的过程中逐渐渗透一些生物学方法的运用，对提高学生能力非常重要。
3.构建生态系统的组成成分的模型
在学习完本节课的知识点后，引导学生通过小组合作的方式共同构建生态系统各成分间的结构模型。多媒体投影生态系统各成分的名称（如图3），引导学生自主完成各组分之间关系的构建。对学生构建的模型进行点评和补充，完成后的模型如图4。对其他学生构建的模型可以通过投影仪给予展示。
模型的构建过程中，考虑的出发点不同，构建的模型也存在一定的差异，我们应对学生的不同思维方法给予肯定，再对他们所构建模型进行点评，并对书本结构模型给予讲解。
（四）通过练习对本节课的知识点进行巩固，并让学生自主构建本节知识网络。
三、注重多方面引导学生学习
在本节内容的教学中，注重引导学生模型构建的过程中，较好地培养了学生学习的主动性，使学生对知识点能形成一个网络体系，符合当今所提倡的新课程理念。教学中还注重以问题的形式引导学生阅读书本进行自主学习，同时还以知识点填空的形式引导学生学习，并注重举例，让学生能更好地掌握相关知识。
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法国伟大作家巴尔扎克说："打开一切科学的钥匙毫无疑问的是问号"。问题是生长新思想、新方法、新知识的种子。在课堂教学中，设问是一种的重要学习方式，它被运用于教学过程的各个环节，成为师生双边活动的纽带。设问的有效性直接影响到教学能否层层深入地顺利展开，从而最终影响教学效果。优质的设问不论是承接还是开始，其条理都非常清楚，逻辑关系也非常明晰，且与学生已掌握知识的程度相吻合，学生能够充分感受到学习和思维所带来的乐趣。可另一方面，我们也注意到，有些教师对教学问题设计不够关注或是不知如何设置相关问题，从而导致课堂教学不流畅，教学效果不稳定。设计有效教学问题是否有什么方法或模式？这些有效问题的又是如何设计出来并付诸实施的？这些问题值得我们深入探讨。
1.教学有效设问的具体表征
要使问题设置有效，我们首先要对有效设问的具体表征做一个归纳。（1）设置的问题与全班大多数学生的智力和已学相应生物知识发展水平相适应。并关照了班级中不同智力与生物学习水平学生的差异性需求。（2）问题的设置能从不同层次和不同的角度激发起学生进一步学习与探究生物概念和的欲望，能引发学生的思趣。（3）问题的设置能直接、迅速地引导学生进入与问题相对应的思维情境之中，并有助于实现教学过程中的各项具体目标，进而从整体上实现课堂教学的三维目标。（4）设置的问题富有启发性。既能使学生自省，又能引发学生思维的多样性（适度的发散）。（5）设置的问题用语精确，无科学性错误，意思清楚。并能做到一个问题的解决有助于多个问题的连环解决。（6）设置的问题提出的先后有序，富含强烈的生物知识逻辑或知识点的转呈关系。
2.生物课堂教学的有效设问模型的构建
依据有效设问的具体表征，我们创建了有效设问的四维模型，具体说明如下：
任何课堂教学都是以时间为序展开的，同样有效设问的提出顺序也必须以时间为序。所以我们选取时间为一个维度，使设问按时间的先后依次排列在时间轴上展开，而每一个设问由"教学目标"、"学情分析"、"设问类型和方式"三个维度进行定位。所以有效设问成功实施的关键在于对所设问题的"定位"和"展开"。"定位"需要综合考虑"教学目标"、"学情分析"、"设问方式"三个维度，而"展开"则应主要考虑该问题在整个教学时间链中的地位和发问时机或顺序。
2.1有效设问的定位：
2.1.1教学目标维度的说明与论证。在教学中，教学目标必须细分到课堂的各个教学环节中才有价值和可操作，否则问题就会失去基本的内容和核心，变得空洞或不着边际，而教学目标最好的呈现方式就是教师的针对具体细分目标的设问。所以，结合具体的教学内容与《新课程标准》对该内容的定位，综合考虑该设问如何达成课程标准所倡导的"知识与技能"、"过程与方法"、"情感态度与价值观"三个维度的教学目标是确保问题设置有效的前提。当然，需要说明的是，不是所有的问题都一定要包涵三个维度的教学目标， 有些问题可能只是涉及其中一个维度的某一部分。
对于有效问题的设置，重要的是要具有三维目标的融入意识和积极寻求有机融入的契合点，而不能为追求形式而生硬地表现在所设问题当中。例如：在必修一《能量之源-光合作用》一课的课堂教学时，屏幕上出示叶绿体的立体结构示意图，引导学生观察并思考：
①叶绿体有哪些结构组成？
②叶绿体有哪些结构特点是与其功能相适应？
帮助学生掌握叶绿体的基本结构，树立结构和功能相统一的生物学观点。这个问题的设置就融入了知识和情感教育两个方面。
2.1.2学情分析维度的说明与论证。建构主义的学生观认为，学习者并不是空着脑袋进入学习情境中的。在日常生活和以往各种形式的学习中，他们已经形成了有关的知识经验，他们对任何事情都有自己的看法。即使是有些问题他们从来没有接触过，没有现成的经验可以借鉴，但是当问题呈现在他们面前时，他们还是会基于以往的经验，依靠他们的认知能力，形成对问题的解释，提出他们的假设。所以我们教学不能无视学习者的已有知识经验，简单强硬的从外部对学习者实施知识的"填灌"，而是应当把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中，生长新的知识经验。所以，我们有必要在有效设问中考虑学情分析维度。
在具体的教学中，我们必须认真分析学生已学相应生物知识的发展水平或已有的生活经验，同时还需要考虑实际全班大多数学生的智力水平以及班级中不同智力与生物学习水平学生的差异性，尽量使不同程度的学生都能从所设问题中得到相关信息引起积极思考并组织回答。
例如：在必修一《ATP的主要来源-呼吸作用》教学的课堂引入中， 因为呼吸作用在初中生物学课上也是重点学习的重要生物学原理之一，所以学生对呼吸作用的最基本的物质变化和能量变化还是有基础的，因此可从学生已有的对呼吸的理解作为切入点，教师可用下面的问题串检测学生对呼吸的理解程度：
①. 你能写出呼吸作用的化学反应方程式吗？
②.呼吸作用的最本质的物质变化是什么？
③.呼吸作用最本质的能量变化是什么？
④.呼吸作用发生在生物体的哪个部位？
⑤.呼吸作用的原料是什么？等等
因此，可以用问题解决问题展开本章的学习。
再例如：在必修一《能量之源-光合作用》一课新课导入时，出示白化苗图片并提问：
①为什么白化苗很快就会死亡？
②为什么没有色素，植物就不能进行光合作用？
学生根据已知知识和经验作出回答，从实例分析入手，创设问题情境，引入新课。
实践证明，只有根植于学生实际情况的问题才是有效问题，才具有生命力。
2.1.3设问层次与方式维度的说明与论证。根据布鲁姆的"教育目标分类法"，在认知领域的教育目标可分成：知道（知识）；领会（理解）；应用；分析；综合；评价。由此，我们可以按具体的教学要求设计从简单逐渐发展到复杂的问题。相对于"教学目标维度" 强调的具体教学内容的细分和预期设问效果，"设问方式维度"强调的则是通过分层设问来实现细分后的教学内容所要达成的预期设问效果。
依据布鲁姆的"教育目标分类法"的教育目标分成，结合学习目标的要求，我们可以把问题分成认知性问题、理解性问题、应用性问题、分析性问题、综合性问题、评价性问题等六个层次的问题。
落实到具体教学中，教师则应在考虑问题的设置层次大前提下，还要根据不同的教学目的和内容，采用不同的方法，在设计提问时要考虑到经常变换手法，即使是同一个内容，在不同的场合下进行提问，也要注意转换角度，让学生有一种新鲜感。从而使学生看到"老师是如何提出问题的"，这对学生学会"自己提出问题"能起到潜移默化的作用。
例如，在《必修一》的《物质跨膜运输实例》的教学中，在学生做完植物细胞的吸水和失水探究实验后，设计问题：
①你们观察到了什么现象？
②在蔗糖溶液中细胞是吸水了还是失水了？
③用渗透原理如何解释？（层递式）
2.2有效设问的展开，即时间维度的说明。毫无疑问，设问必须依据时间顺序来展开，学生认知水平的提高和思维程度的深入也是随着课堂教学的发展而逐步深入的，问题提出的先后秩序必须与之相适应。否则即使是设计非常好的问题，如果提出的时机不合适，也不能达到预期效果，当然也就不能称之为有效的设问。
具体到生物课堂上，为了适应学生的科学思维发展需要，老师在创设问题时必须按照时间和生物知识的层层深入顺序依次呈阶梯展开，问题有序地提出，对培养学生的逻辑推理能力和学会思考问题十分有效。
例如在《植物生长素的发现》的知识分析环节，教师依次演示科学家探究实验的过程及结果，并不断设问，引导学身学生观察、思考，最后做出结论：
探究者实验过程、现象结果设问结论
达尔文 ①胚芽鞘受到单侧光照；②切去胚芽鞘的尖端；③用锡箔小帽罩住胚芽鞘的尖端；④用锡箔套住胚芽鞘尖端下面一段、露尖端，单侧光只照射胚芽鞘尖端。 ①弯向光生长；②胚芽鞘既不生长，也不弯曲；③胚芽鞘直立生长但不弯曲；④胚芽鞘仍然弯向光源生长。1、为什么要分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面的一段呢？
2、胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？3、你怎样解释这一结果？胚芽鞘尖端感受单侧光照，产生某种刺激，并传递到下部的伸长区。
詹森1910切断胚芽，并以琼块联系效果与完好相同生长素传递下部
拜尔1914芽尖（有生长素）放在断处一侧，胚芽鞘弯向对侧生长（有尖端一侧生长快）尖端产生的刺激能传到下部，那么它为什么能使得伸长区两侧生长不均匀呢？芽尖弯曲生长是由于刺激物分布不均。
温特19281）切下燕麦胚芽鞘，置于琼块上，数小时后将小琼块放在去尖胚芽鞘一侧 2）放置空白琼块。①胚芽鞘弯向对侧生长（即有琼块侧生长较快）；②胚芽鞘不长不弯。①胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质；②此化学物质能促生长。
总结论：单侧光照使胚芽鞘、顶芽背光一侧的生长素含量
多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀（背光侧生长快）
，从而造成向光弯曲。
这样，通过有序的问题深入，不断地启发学生的思维，既可使教学内容和教学重点落到实处，又能启发学生不断的从自己的学习中提出问题，解决问题，提高学生的创新能力和解决问题的能力。
通过具体的生物教学实践证明，生物教学有效设问四维模型可以迅速地帮助教师寻找到有效提高生物教学效率的切入点和行动主线，有效提升设问的内在品质，为生物教师，尤其是年轻的生物教师的专业成长提供了一个便于操作和复制的教学设计模式。
