问题的提出:
模型构建是高中生物学中常用的方法,但这次的期中考试中许多学生对模型不熟悉,如细胞分裂图是什么模型?(物理模型)课程标准中出现了相关的要求,高中生物学教材中也出现了相关的内容。
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、概括性的描述,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、形象化的实物,有的则以抽象化的形式表现出来。
也就是说,模型是出于某一目的,对原型进行概括性的、简化性的描述,它没有包括原型的所有特征,但是能反映出原型的本质特征。
模型建构是指利用生活中的材料、工具或者各种符号、文字、方程式等,把抽象或不易观测的事物概括描述出来的一种活动。
在生物学教学中,模型建构就是指用一定的物质形式或思维形式构建生物模型,使得生物事实直观化、简单化,帮助学生理解和构建概念,也为学生认识事物提供新的思路和方法。
模型的形式很多,主要包括物理模型、概念模型、数学模型三种模型。
物理模型:
以实物或图画形式直观表达认识对象的特征的模型(显微照片不算物理模型)。
例如,DNA双螺旋结构模型;细胞膜的流动镶嵌模型;细胞结构模型;细胞分裂示意图;演示细胞分裂的橡皮泥模型。
概念模型:
指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。将生命现象和活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型,主要有流程图模型和概念图模型两种类型。概念图模型则是表示概念与概念之间的关系,将不同知识联系起来,形成知识网络。
例如,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:
是指用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述事物特征及内在联系的数学表达式,它可以描述生命现象,用逻辑推理、运算、求解等来研究生命现象、解决生物学问题。是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
例如,种群增长的J形和S形变化曲线;酶活性受温度和pH影响示意图;光合作用和呼吸作用受环境影响的曲线;不同细胞的细胞周期持续时间等。
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