浅谈高中生物教学中的模型建构信息化思维

第一篇：浅谈高中生物教学中的模型建构信息化思维

浅谈高中生物教学中的模型建构信息化思维

摘 要：高中生物教学中的模型构建思想，是教学由抽象化向立体化转变的连接桥梁，对帮助学生建构起系统、立体的生物知识体系有着重要的价值。本文在深入探究高中生物模型教法理论内涵的基础上，采用理论结合案例的方法，着重阐述了数学模型、概念模型在生物教学中应用的信息化策略，最后，从教师提升自我教学素养，学生强化自我探究能力两个方面出发，提出了优化生物模型教法的建议。

关键词：高中生物 模型教法 数学Matlab模型 二维概念模型

中图分类号：G633.91 文献标识码：C 文章编号：1672-1578（2017）04-0130-01

高中生物模型教法内涵解析

1.1 模型教法的界定

模型教法的概念由来久之，早在1931年国外著名的自然系统学专家Bertalanffy便提出了利用模型和微分方程的方法，去探究自然界物质的内在联系。在生物学的发展过程中，模型分析法和教学法的案例也处处可见，例如，DNA双螺旋结构的呈现，便借助了物理模型的分析法，之后这一模型被广泛应用在现代生物教学中。由此可见，生物学的发展和演进离不开模型。而具体到模型教法的概念，可根据前人的研究总结为：运用数学、物理或概念思想，将抽象的知识体系转化为具体的直观事物，帮助学习者建构知识概念的教学策略。

1.2 高中生物教材中的模型资源

《普通高中生物课程标准（实验稿）》中，对模型建立、模型教法进行了详细的解释，并在教学内容的编撰中增加了大量的模型实验教学内容，例如，物理模型教学资源内容有：制作真核细胞的三维结构模型、氨基酸结构模型、渗透模型等；数学模型教学资源内容有：影响酶活性因素的曲线图模型、基因频率计算模型等；概念模型有：血糖调节模型、生态系统结构模型、特异性免疫过程模型等。然而，在传统教学思维下，大多数高中生物教师进行模型教学时，往往采用“手动”的方法，例如，数学模型教学中，要求学生手动绘制曲线图；而在概念模型教学中，在黑板上用粉笔绘制繁琐的概念结构图。整体而言，上述方法直观性差、效率低下，在信息化教学理念不断深入的今天，借助一些高端、直观的信息化软件，构建全新的生物模型教学情境，无疑是一种全新的尝试。以下，本文将探究具体的教学过程。高中生物教学中的模型建构信息化思维

2.1 在数学模型中引入Matlab，提升先进性

Matlab是一款由美国Mathworks公司研发的商业数学软件，能够用于精确的数学建模分析，可视化程度十分高。在高中生物课堂模型教学中，引入该款软件构建精确、可视的生物数学模型，对于教学效果的提升以及课堂教学的创新无疑有着促进意义。例如，在“?p数分裂”相关章节教学时，很多老师都会指导学生建立减数分裂数学模型，模型的内容主要为减数分裂各阶段中DNA和染色体的变化情况，要求学生将变化情况手绘成曲线进行观察。该种传统的数学建模方式可谓费时费力，且容易出现误差。而采用Matlab软件构建减数分裂数学模型，整个教学过程可做如下安排：

（1）课前，教师根据减数分裂各阶段中DNA和染色体变化的情况，编订数学公式，并将公式导入Matlab软件中，生成函数运算式；（2）课中教学时，教师利用多媒体设备为全班学生展示Matlab界面，并输入DNA和染色体变化的数据，利用Matlab中的曲线自动生成功能，一个直观的能够反映减数分裂DNA和染色体变化特征的数学曲线便能立即生成；（3）教师引导学生走上讲台，自主尝试改变Matlab程序数据，调整模型曲线增长率、倾斜角等参数，体会生物动态变化的学习魅力，在此基础上教会同学运用Matlab构建生物数学模型的技能。在之后的教学中，让同学们根据所学，利用Matlab建立其他生物数学模型，举一反三。在上述教学过程中，利用Matlab软件，教师能够大大提升生物数学模型构建的效率，且能够培养学生的信息化建模技能，相较于传统的手动建模，Matlab数学模型的精确度更高，教学的先进性也更为优越。

2.2 在概念模型中融入Inspiration，提升直观性

生物模型构建的优势之一，便是能够为学习者提供更为直观的学习体验，前苏联著名教育家苏霍姆林斯基曾经说过：“为学生提供直观的教学感受，乃是激发他们学习动力的重要途径。”在高中生物模型构建教学中，很多教师会尝试采用概念模型为学生阐述一些深奥难懂的理论概念，但在具体的操作时，往往采用手绘概念框架图，或用PPT呈现概念流程图等形式，相较于传统的说教式概念教学，该种方式确实有一定的先进性和直观性，但实质仍然是将文字性的概念内容转化成图表性的概念内容，直观性仍十分有限，在引导学生有效建构知识体系，提升发散性思维等方面的效果并不佳。

而引入Inspiration，构建一种动态信息化的生物概念模型，则能够起到更为优越的效果。Inspiration是美国Inspiration公司开发的一种专用概念图软件，可以将生物学中的理论概念进行剖析，对每一个细小的概念点进行建模重构，生成直观、二维的概念图形，且各个节点的知识都是在模仿人脑记忆规律的基础上进行构建的，十分有助于学习者记忆所学知识。例如，在“光合作用”教学中，教师便可利用Inspiration构建“光反应阶段”、“碳反应阶段”、“影响光合作用因素”三个主要教学内容的概念模型，在每个内容中，可通过Inspiration软件中的概念分支，插入一些更为细致的概念内容，如：水的光解过程、电子的传递和能量转化、卡尔文实验等。在Inspiration软件中，上述所有内容都可以图片、视频等方式融入概念模型中，学生只要用鼠标点击相关的知识节点，便可直观地体验学习内容，效果十分完美。结语

生物模型虽小，但内涵智慧却大！科学、有效的建模方式对于教学效果的提升意义非凡，当然整个教学中，对教师和学生的要求也相应较高，例如，教师必须不断提升自我的模型教学技能，学习更多的信息化建模软件，并有效运用到课堂中；而在建模学习中，学生也必须积极主动地参与其中，多思考、多动手，不断强化自我的模型学习和探究能力，如此一来，在教学相长的氛围中优化生物模型教学的效果。

参考文献：

[1] 李希明.建构生物模型突破教学难点[J].中学生物教学，2011，（7）.[2] 陈自高，梁芳.论建构主义学习理论与数学建模教学[J]数学教学与研究，2011，（33）.

第二篇：浅谈高一化学课堂教学中思维模型的建构

浅谈高一化学课堂教学中思维模型的建构

马金松

【摘要】本文立足高一化学课堂教学，从高一化学课堂教学中建构思维模型的必要性，思维模型建构方法以及教学效果三方面进行阐述。

【关键词】化学课堂 思维模型 建构

一、高一化学课堂教学中建构思维模型的必要性高一化学课堂教学是帮助学生转变化学学科思维方法，完成初高中化学知识以及化学学习习惯以及及学习方法衔接的过程，又是为学生学好高中化学打下扎实的基础的过程。高一学生要经历从对个别物质的性质和用途的知识的学习转向按类别学习物质的性质和用途，并且能够通过对一个代表物的结构和性质的学习推导出同类物质的性质。初高中化学教材的差异和能力要求的差异都对学生化学学习能力提出了很高的要求。高一学生从开始学习高中化学知识，就会遇到各种各样的问题，比如课堂所学知识记不全，课后习题无从下笔，混合物的简单计算做不对等等问题。如果高一化学课堂教学仍寄希望于学生用大量的课后时间来死记硬背或者题海战来解决问题，那么，学生的能力会只将不升，学生后续学习化学的难度会大大增加。而在高一化学课堂教学中引导学生建构思维模型能够让学生在高中化学学习中有法可循，减轻学生的记忆负担，增强学生应用化学知识解决问题时思维的有序性和严谨性。因此，在高一化学课堂教学中建构思维模型来帮助学生学习化学是十分必要的。

二、高一化学课堂教学中建构思维模型的方法

1、元素化合物知识课堂教学中建构思维模型。学生认知过程遵循由未知到感知，由感知到熟悉，再由熟悉到熟练应用的过程。针对这一认知过程，教师在元素化合物知识课堂教学中可以通过建构思维模型来帮助学生在课堂上完成这一过程。以苏教版高中化学必 1 专题二“从海水中获得的化学物质”第二单元“钠、镁及其化合物”第二课时《碳酸钠的性质和应用》为例，对于碳酸钠的性质的学习过程的课堂教学可以建构“看、想、做、析”四部曲的思维模型。看：观察物质的外观，了解物质的部分物理性质。↓ 用分类思想将物质归类，联想熟悉的同类物质，预测该物质的性质。想

↓ 根据预测，设计合理的实验。做

根据实验设计，动手完成验证实验。↓析

记录实验现象，分析现象，归纳整理，得出结论。根据四部曲思维模型的设计，首先展示碳酸钠固体样品，让学生通过观察了解碳酸钠的物理性质之一——颜色。然后，学生看碳酸钠的化学式，对碳酸钠进行归类，从碳酸钠属于钠盐得出结论，碳酸钠易溶于水。又根据碳酸钠属于碳酸盐，而初中学过碳酸钙的性质预测碳酸钠可能的化学性质——能与部分酸反应。再对碳酸盐与酸反应的类型进行归类，根据复分解反应的定义，预测与碳酸钠能生成沉淀的反应物类别还可以是部分碱或部分盐。最后，根据碳酸钠的俗称“纯碱”预测碳酸钠水溶液呈碱性。根据上述预测，学生可以选择教师提供的实验药品进行验证实验。实验结束后，学生通过实验中观察到的现象分析上述预测正确与否。以上过程，是学生完成“看、想、做、析”四部曲的过程，然后教师引导学生总结，从而建构“看、想、做、析”四部曲的思维模型。这一思维模型既能帮助学生在活跃的氛围中学习碳酸钠的性质，并由性质决定用途推导出碳酸钠的应用，而且能让学生掌握元素化合物知识学习的思维模型，借助这种模型，学生在课堂上学习元素化合物知识后，对所学知识就会留下深刻映像。然后，通过区别碳酸钠与碳酸氢钠的固体方法的讨论，建构根据提供的信息设计实验区别两种物质的树状思维模型，模型如下：学生通过这种树状思维模型能够条理清晰的分析并提出区别碳酸钠和碳酸氢钠固体的方法。四部曲思维模型和树状思维模型的建构既帮助学生完成了对碳酸钠性质和用途由未知到感知，由感知到熟悉，再由熟悉到熟练应用的过程，使学生不容易忘记课堂所学知识，又为学生的后续学习建构很好的模型，使学生学习新的元素化合物知识时，能够有模型可以参照，促进学生更好地学习高一化学。

2、两种混合物的计算课堂教学建构思维模型。高一化学课堂教学中，涉及两种混合物的计算问题时，部分学生往往感觉到有难度，如果在课堂教学中帮助学生建构解题“1、2、3 思维模型”，学生就容易克服害怕计算题的心理，有条理的解决这类问题。例如：KBr 和 KCl 的混合物 3.87g，溶于水并加入过量的 AgNO3，溶液后，产生 6.63g 沉淀，求混合物中含K 的质量分数？这类问题解法不唯一，但是，对部分学生而言，不能准确解答。教师可以将这类问题归纳为

A 和 B 的混合物a g，溶于水并加入过量的 C，溶液后，产生 D g 沉淀，求混合物中含 A 的质量分数？然后建构思维模型。1、2、3 思维模型：

1、分别设 A 和 B 的物质的量为 X，Y。

2、写出所有化学反应的方程式。

3、根据已知量列出含 X、Y 的方程组。虽然是一个很简单的思维模型，但是“1、2、3 思维模型”对于部分学生解决此类问题是有很大帮助的，一个简单的思维模型，解决了部分学生畏惧计算乃至害怕学习化学的心理，也为后续解决更加复杂的两种混合物的计算打下了良好的基础。第 12 期

2011 年 12 月

现 代 阅 读

MODERN READING

NO.12 December.2011

3、物质的分离与提纯问题课堂教学中建构思维模型。在高一化学课堂教学中，关于综合利用物理和化学方法实现物质的分离与提纯问题对学生是一个难点，在课堂教学中教师如果能够帮助学生建构“流程图式思维模型”，就能够很好的帮助学生理清思路，并且形成良好的思维习惯，轻松解决难点。例如粗盐的提纯，开始学生就不理解所加试剂的先后顺序，不能最多就是背下口诀，一旦以后遇到类似的问题，仍旧不能很好的解决。教师以粗盐的提纯为模型，引导学生总结出“流程图式思维模型”，是通过课堂教学提升学生解决问题能力的有效途径。“流程图式思维模型”如下：

4、物质的量课堂教学中建构思维模型。学生在学习物质 的量这部分知识时，会出现知识掌握情况的明显差异，对学生产生差异进行归因分析发现，主要原因是学生记不住各种量之间的转换公式。在课堂教学中解决这一问题可以尝试帮助学生建构“公式图形思维模型”。枯燥的公式记忆让学生乏味，但是一旦学生建构“公式图表化思维模型”，就能较好的解决这一问题。

“公式图形思维模型”如图： 教学有法，贵在得法

——浅谈初中英语“Pair Work”教学 金伟丽

（浙江省上虞市谢塘镇中学）

【摘要】从新目标英语课本的结构看，口语表达能力比以前要求提高了。课本每个单元 Section A 和 B 中都有 pair work 或 group work 的环节，这些环节能使学生及时得到口语训练的机会，增强对知识点的记忆、理解和运用。本文通过结合初中

英语新目标教学实际，就 pair work 教学的组织以及需要注意的问题进行了探讨。【关键词】初中英语 “pair work”教学 探讨

【中图分类号】G633.41 【文献标识码】A 【文章编号】1673—8497（2011）12—0129-02

一、Pair Work 教学的作用和意义

目前，在初中英语教学中，“Pair work”不仅是一项重要的教学内容，更是一种有效的教学方式。我经过多年的实践探索，发现这种学习的方式并不是简单的合作活动，pairwork 的形式，还大大降低了学生以往“孤军作战”的焦虑，增强学生的自尊心和自信心，在长期的合作学习中有助于帮助学生建立健康的人际关系。但在具体使用过程中也不免很多问题。针对这些问题和学生的实际情况，我对“Pair work”教学进行了某些尝试，并取得了良好的课堂教学效果：充分调动了学生的积极性，也有效的培养了学生的合作意识与创新精神。

二、Pair Work 开展前的准备工作

1、合理划分 pair work 小组

合理划分 pair work 小组有两种形式，一种是将后进生与优等生安排在一起，通过帮带行为，促使后进生与优等生的提升学习，并不断提高自我素质。一种是在分配时将学习成绩差异不大的学生安排在一起。如新目标(8 年级上)unit 7 How do you make a banana milk shake ？设计 section A 1cPair Work 活动时，除了口头叙述这一节的制作 banana milkshake 的过程外，还可以提供操作的机会，亲自制作其他类

三、高一化学课堂教学中建构思维模型的教学效果

高一化学课堂教学中建构思维模型的教学方式经过一段时间的课堂教学实践后，教师设计了问卷调查，见下表：高一化学课堂教学中建构思维模型教学方式调查表通过问卷调查，发现学生对于这种新的课堂教学手段是基本认可的，而且学生对于各种思维模型都感兴趣，学生希望课堂教学中能够针对疑难问题给出类似的思维模型，部分学生已经开始自己设计思维模型。从学生的阶段调研也可以看出，高一化学课堂建构思维模型，帮助了学生留下对元素化合物知识的较为深刻的映像，学生借助思维模型可以举一反三，知识迁移能力得到提升。当然，这种高一化学课堂教学思维模型有的还是设计的比较粗糙，这也将是今后需要不断研究和调整的。高一化学课堂教学中思维模型的建构，主要目的是为了促进学生的学习，培养学生的兴趣，培养学生学习化学的能力。参考文献：

[1] 王向东.思维的训练.复旦大学出版社，2009.10.[2] 李志源.建构主义对创新思维的启迪 [J];河北师范大学 学报(教育科学版)，2006.5.

第三篇：模型建构在高中生物教学中的应用

模型建构在高中生物教学中的应用

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。

一、关于模型的形式或种类，不同论著中的说法有所相同。人教版新教材中模型有三种，其含义如下：物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，如人工制作或绘制的DNA分子双螺旋结构模型、真核细胞三维结构模型等；概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型，如对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等；数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式，如“J”型种群增长的数学模型Nt=N0λt、有丝分裂过程中DNA含量变化曲线、酶的活性随pH变化而变化的曲线、同一植物不同器官对生长素浓度的反应曲线、孟德尔豌豆杂交实验中9：3：3：1的比例关系等。应该指出，物理模型既包括静态的结构模型，如真核细胞的三维结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型等；又包括动态的过程模型，如教材中学生动手构建的减数分裂中染色体变化的模型、血糖调节的模型等。

二、模型建构的意义及教学应用

模型的方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。在生物学教学中，如果能在教师的引导下，让学生在一定的情境中通过自己动手，建构相关模型来学习生物学知识，将会非常有利于学生对相关知识的掌握。在模型建构教学活动中，是以学生为主体，以建构模型为主线，让学生去探索、交流和学习，注重学习过程的主动性和积极性，而学生一旦掌握了模型建构的方法，也就掌握了一种科学研究的方法，这正符合新课改理念。

下面就以教材中介绍的三种模型在具体的教学活动中的应用为例，展示模型建构的实际意义。

1.建构概念模型，梳理知识间内在关系

建构概念模型可以使学生深入理解基础知识，辨析知识点之间的联系与区别，使知识结构化，同时有利于培养学生的归纳、概括和语言表述能力。

人教版《遗传与进化》模块中，在《现代生物进化理论的由来》一节，教材借助一个理论模型来介绍达尔文的自然选择学说（见下图）。

该模型展示了过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存等自然选择学说核心内容的相互关系，但出于让学生详细了解该学说的目的，该模型的内容相对较多，各观点之间的关系不明朗，不易于学生理解掌握。在讲授该部分内容时，让学生分组讨论，尝试重新建构该学说的理论模型，学生经讨论后建构了一个新的模型（见上图），新模型内容简单，各观点间的相关关系明了，易于掌握。

平时培养学生树立相关概念之间的关系，为高考复习的有效性奠定了基础。2.建构物理模型，使知识形象化、直观化

如人教版《遗传与进化》模块中的《DNA分子的结构》一节，重在引导学生模仿科学家建立DNA结构的模型。在教学中首先由教师引导学生复习DNA分子的组成单位——脱氧核糖核苷酸及其结构组成，然后分发碱基、磷酸和脱氧核糖模型，由学生分组建构4种脱氧核糖核苷酸的模型，随后建构多脱氧核苷酸长链模型，在此过程中教师提示脱氧核苷酸之间靠3ˊ-5ˊ磷酸二酯键连接，并纠正学生的错误。之后教师引导学生阅读教材中P47-P48的阅读材料，知道当时沃森和克里克据DNA衍射图谱推算出DNA分子应呈双螺旋结构，让学生继续建构模型。最后再引导学生从材料中得到“DNA中碱基A与T配对，G与C配对”的信息，让学生修改完成模型。在建构该模型的过程中，使学生能够感悟DNA分子结构建立过程中的科学探索精神和思维方法，同时培养了学生的创新思维能力及合作探究能力。

3.建构数学模型，揭示问题本质

数学模型建构的一般步骤为：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步的实验或观察等对模型进行检验或修正。在教学中可以以人教版《稳态与环境》模块《种群数量的变化》一节中“建构种群数量增长的模型”为例，引导学生建构出Nn=2n的数学模型，然后再画出曲线图，在此基础上建构理想状态下“J”型种群增长的数学模型Nt=N0λt，以此锻炼学生建构数学模型的能力。

数学模型有多种形式，如数学等式或不等式（用字母、数字和其他数学符号构成）、曲线图（如右图所示）、数学集合图示、数学比例式（孟德尔杂交试验中的3：1，9：3：3：1，1：1：1：1）等，在教学过程中，可据需要灵活运用。

通过建构数学模型可以对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的。在建构过程中使学生能从现象中揭示出本质和规律，可以培养学生的分析、推理与综合的能力，便于学生迅速地理解新知识，提高学习效率。

总之，模型的建构改变了传统的教学方式，加强了师生间的互动，充分发挥了学生的主观能动性，在新授课、复习课、习题课中都可以灵活使用，能起到事半功倍的效果。

第四篇：在物理教学中建构物理模型

类别：教学设计 题目：在物理教学中建构物理模型

学校：溧阳市平桥初级中学 姓名：谭成峰 电话：*** 在物理教学中建构物理模型

摘要：中学物理教材中有许多物理知识比较抽象，学生往往不易理解和接受，并会因此而失去学习的信心。但如果借助“物理建模思想构建”教学，采用模型构建思想的方法，突出物理情景问题的主要部分，疏通思路，帮助学生建立起清晰的物理情景，使物理问题简单化，这样不仅起到增强学生学习的自信心的作用，同时还潜意识地培养了学生的创造性的能力，提高教学质量。关键词：建构 物理模型 理想化

根据新课程标准要求，中学物理要体现“从生活走进物理，从物理走向生活”的新理念。所以在教学中能否将实际问题与头脑中已有物理模型建立联系，将实际问题转换为物理问题是关键。物理模型在实际问题与物理问题间起到了桥梁的作用，本文将从物理模型的概念、重要作用，以及教学中如何指导学生建构物理模型等方面谈下自己的看法。

一、认识物理教学中的物理模型法

物理学是一门研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。而所有的自然现象都不是孤立的。这种事物之间复杂的相互联系，一方面反映了必然联系的规律性，同时又存在着许多偶然性，使我们的研究产生了复杂性。因此，许多比较复杂的问题需要我们引入能够描述其要点的辅助量或建立理想化模型，帮助研究与解决问题，这就是模型法。建构理想化模型是物理学研究中常用的方法。

物理模型是理论知识的一种初级形式，就是将我们研究的物理对象或物理过程、情境通过抽象、理想化、简化、和类比等方法，进行“去次取主”、“化繁为简”的处理，把反应研究对象的本质特征抽象出来，构成一个概念或实物的体系，就形成物理模型。物理模型既源于实践,而又高于实践，在我们的生活、生产、科技领域中带有普遍的共性特征，具有一定的抽象概括性。物理模型的构建是一种重要的 科学思维方法，通过对物理现象或过程，从而寻找出反映物理现象或物理过程的内在本质及内在规律达到认识问题的目的。

二、物理模型在初中物理教学中的作用

在物理学习中，有的学生经常拿到物理题目无从下手，造成这种情况的原因是多方面的，但其中一个重要原因，就是这部分学生基础不牢，没有掌握好一些基本的物理模型。物理是一门培养思维的学科，它特别强调一个“悟”字，思考的越多，感悟的越多，属于自己的东西也就越多。因此，我们在平时解题中千万不能贪多求快，要能概括出题目所属的物理模型，这样做不仅能达到举一反三的目的，久而久之，物理建摸的本领也会得到很大的提升。而一旦具有了自主建模的本领很多看似复杂的题目就会迎刃而解。因此，在物理学习中建立合理的模型会给我们的学习带来事半功倍的效果。

例如：有些物理问题、现象或过程非常抽象，难以理解，运用模型思维建立起模型，将使问题变得直观形象。如在研究光现象时，用光线形象表示光的传播路径：即沿光的传播路线画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向。而实际上我们在观察太阳、电灯„„光源所发出的光时，是看不见带箭头的直线的。引入“光线”这一模型，只是为了研究光现象方便，如果不用光路图就很难学习光现象的知识。同样，用力的示意图表示力的三要素。物体间力的作用是看不见，摸不着的，为了更好地研究物体受力，并发现其中的规律，我们用一根带箭头的线段来表示力。研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型。在研究磁场时用磁感线描述磁场等等。这些模型的建立，使很多物理现象变得很直观，更易于我们接受。

同样，在物理教学中，很多问题也是很复杂的，很难研究的。如能将其转化成物理模型将使问题变得简单化。如：对物体进行受力分析时，可以不考虑物体的形状和大小，可以把物体看成一个质点，物体受到的力都作用在一点上。同样，生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动，在我们研究运动问题的时候，在某种条件下，我们就可以认为物体做的是匀速直线运动。

三、如何在中学物理教学中构建及应用物理模型 纵观物理学发展史，许多重大的发现与结论，都是由于科学家们经过大胆的猜想构思，创建出科学的理想化的物理模型，并通过实验检验或实践验证，模型与事实基础很好吻合前提下获得的。如： 伽里略让小球从弯曲的斜槽上自由下落，当斜槽充分光滑时，小球可沿另端斜槽上升到初始高度，如果另端斜槽末端越接近水平，小球为达到初始高度,将运动很远。如果末端完全水平，小球将一直运动下去，永不停止。正因为伽里略构建了光滑这一理想化的模型，才有惯性定律的重大发现。

同样，在我们日常的教学过程中发现，有心的同学熟练掌握了这些物理模型，就可将一些看似复杂的物理情景化解为简单模型的组合，灵活简便地解出难题，可谓熟能生巧。而没留心的同学只会根据最基本的概念规律去推证，结果费时费力，即使得出了结果，心中对那些物理情景仍不是很清楚，不能留下深刻的印象，更谈不上触类旁通，温故知新。所以在日常教学中，要指导学生会运用物理模型分析和解答实际的物理问题，在解决问题中培养与训练学生的物理模型，其基本步骤为：

（1）通过审题，摄取题目有效信息.如：物理现象、物理事实、物理情景、物理状态、物理过程等.（2）在寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理等，建立起新的物理模型，将新情景问题“难题”转化为常规命题.（3）选择相关的物理规律求解.我们平常碰到的一些物理习题，就是依据一定的物理规律、物理模型精心构思设计而成的。只要找到事物间的联系，就可迅速找到解决问题的途径。

例题：（2009年荆州市中考试题）电路中有一个滑动变阻器，现测得其两端电压为9V，移动滑片后，测得其两端电压变化了6V，如果通过滑动变阻器的电流变化了1.5A，则()A．移动滑片前滑动变阻器接人电路的阻值是4Ω B．移动滑片后滑动变阻器接人电路的阻值是4Ω C．移动滑片后滑动变阻器两端的电压一定为3V D．移动滑片后滑动变阻器两端的电压可能为15V 分析：本题没有给出电路图，电路中的元件和连接方式都不清楚，不知从何下手，下面我们就从模型建构的角度入手：

建构模型的指导思想——为了解释一些物理现象，我们需要提出种种假说或假设。我们在解释本题电压电流变化时，不妨也提出一些假设，通过分析、推理去判断假设是否正确，这也是我们通常所讲的假设法。

本题模型建构的详细过程：

1定性。即确定电路各元件及其连接关系。电路中一般有电源，导线和开关，由题目知道该电路中还有一个滑动变阻器；移动滑片后，测得滑动变阻器两端电压发生变化，说明该电路中还有一个电阻与其串联（假设是并联，则滑动变阻器两端电压将保持不变）。此时形成电路初步模型如右图1，这个电路的原型是用变阻器控制灯泡亮度的电路图。由此可见，学生分析解答的过程，就是识别和还原，开发和利用原有物理模型的过程。在分析物理问题时，需要有根据的抽象，剔粗取精、去伪存真。

2定量。即运用电路公式和规律确定各物理量的大小。这里有两种移动滑片的情况：

一是向左移动滑片，电阻变小，滑动变阻器两端的电压将减小6V，为3V。通过滑动变阻器的电流增大了1.5A，所以此时电流应大于1.5A，由欧姆定律，移动滑片后滑动变阻器接人电路的阻值R应小于2Ω。可以假设R＝1Ω，由欧姆定律求出I＝3A，进一步可知移动滑片前的电流为1.5A，再结合串联电路中各部分电压之和等于总电压，可以得到下列两个式子，由上两式可以求出R0＝4Ω，U（电源）＝15V。移动滑片前后滑动变阻器两端电压、电阻以及通过的电流大小如图2所示。

二是向右移动滑片，电阻变大，滑动变阻器两端的电压将增大6V，为15V。通过滑动变阻器的电流减小了1.5A，所以此前电流应大于1.5A，由欧姆定律，移动滑片前滑动变阻器接人电路的阻值R应小于6Ω。可以假设R＝3Ω，由欧姆定律求出I＝3A，进一步可知移动滑片后的电流为1.5A，再结合串联电路中各部分电压之和等于总电压，可以得到下列两个式子，由上两式可以求出R0＝4Ω，U（电源）＝21V。移动滑片前后滑动变阻器两端电压、电阻以及通过的电流大小如图3所示。

由上可知，移动滑片前后滑动变阻器接人电路的阻值都不是4Ω，故A、B错；移动滑片后滑动变阻器两端的电压可能为15V，也可能为3V，故选D。

总之，由于客观事物具有多样性，人们不可能一下把它们认识清楚，而采用理想化的客体，即建立正确的物理模型来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，便于教师引导学生去认识和掌握它们，使学生对物理本质的理解更加细致深入，对解决物理问 题的分析更加清晰明了，所以，物理模型在中学物理教学中有其不可替代的作用和重要的价值。

参考文献：

1、禹双青，物理模型方法学习策略探讨，湖南师范大学：教育，2005年

2、乔际平等著.《物理学科教育学》.北京：首都师范大学出版社，2000.1

3、吕明德：学习建构主义理论 培养学生创新能力 中学物理教学探讨2001/5

4、史献计，物理模型建构的心理过程分析，《物理教师》，2005年第4期

第五篇：高中生物模型建构现状学生调查问卷

高中生物模型建构现状学生调查问卷

亲爱的同学：

你好！本调查问卷旨在了解高中生对“模型”和“模型建构”的认识以及教学现状，请你根据实际情况填写。本调查采用不记名的方式，你的回答无对错之分，所得结果不会影响学校、教师对你的看法和评价，仅用于教育研究。十分感谢你的参与和帮助！

1、你对生物课的喜欢程度是？

A、非常喜欢

B、喜欢

C、一般

D、不喜欢

E、讨厌

2、你之前是否听说过模型建构教学？

A、是     B、否

3、下列属于物理模型的是？

A、真核细胞三维结构模型

B、一个细菌在理想条件下分裂n次，得到2n个细菌

C、D、以上都是

4、你认为模型构建活动会提高自己的能力吗？

A、会

B、不会

C、说不清

5、你觉得在课堂上进行模型建构教学有必要吗？

A、非常必要

B、必要

C、无所谓

D、没必要

6、生物老师在教学中实施模型建构教学吗？

A、经常

B、有时

C、偶尔

D、从不

7、你认为自己有丰富的想象力，喜欢出主意并解决问题吗？

A、非常同意

B、同意

C、一般

D、不同意

E、极不同意

8、你希望老师在生物课堂中实施模型建构教学吗？

A、非常希望

B、希望

C、无所谓

D、不希望

9、你愿意参与模型建构过程吗？

A、非常愿意

B、比较愿意

C、无所谓

D、不愿意

10、如果课堂学习时间不足，你还愿意参与模型建构吗？

A、非常愿意

B、比较愿意

C、无所谓

D、不愿意

11、在模型建构过程中遇到知识或是操作性问题，你会？（可多选）

A、查阅资料或上网搜集  B、与同学讨论

C、自己思考解决

D、请教老师    E、想不出来就跳过

12、中学生模型建构教学倾向于主动探索与合作交流的学习方式，而现在仍以教师讲授为主，你对此的看法？

A、赞成新的教学方式，应提倡

B、突然改变教学方式学生难以适应，应维持原状

C、两种教学方式应该补充

D、说不清

13、如果相关生物模型建构教学的内容比较多，但上课时间较紧，需要调整教学内容和上课时间少之间的矛盾，你希望老师？

A、加快教学进度          B、加时补课

C、少安排生物实践活动

D、精简模型建构的设计流程

14、在模型建构教学中，人认为参与过程与获取知识哪个更重要？

A、前者

B、后者

C、都重要

D、说不清

15、你是否喜欢老师在课堂中直接讲授高考需要考的知识？

A、非常喜欢

B、比较喜欢

C、无所谓

D、不喜欢

16、你是否喜欢老师带领你们，通过探究、实验、模型构建等活动获取知识？

A、非常喜欢

B、比较喜欢

C、无所谓

D、不喜欢

17、你希望老师如何布置生物模型建构相关作业的？

A、全是习题          B、大部分习题和小部分实践活动

C、小部分习题和大部分实践活动

D、全是实践活动

18、新课改后增加了许多模型建构活动，你觉得完成有难度吗？

A、难度很大      B、难度一般

C、基本没难度

D、没做过，不清楚

（你已经完成了调查问卷的所有内容，再次感谢你的支持，祝你身心健康、学习进步）