物理模型的建构在初中生物教学中的应用

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1、物理模型的建构在初中生物教学中的应用  物理模型的建构在初中生物教学中的应用  吕国庆  (江苏省常州市新北区实验中学)  摘要:探讨在初中生物教学中常见的几种物理模型的建构。物理模型的设计非常有利于生物教学的有效开展,提高学生的学习效率,培养学生的各种技能和科学素养。  关键词:物理模型;创新;生物  人们认识客观世界的时候,直观化、形象化,更便于人们探索科学世界的客观规律。物理模型建构的研究旨在教学活动中建构学生的建模意识,物理模型建构的创新研究实质上是培养学生的创造性思维能力,因为建模活动本身就是一项创造性思维活动。能够培养

2、学生的想象力,思维能力,假想、变换、构造等能力,这些能力正是创造性思维所具有的最基本的特征。“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,创新的关键是人才,人才的成长靠教育。”要真正培养学生的创新能力,自觉地在学习过程中构建物理模型,只有这样,才能使学生分析和解决问题的能力得到有效提高,也只有这样才能真正提高学生的创新能力。  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

3、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,

4、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

5、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

6、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。  评价:在班级内部交流,每个小组选出代表来描述自己设计的实验装置的科学性、合理性,其他小组代表负责点评、纠错,这

7、个小组根据班级内的学生的建议,进一步完善自己的实验装置。  解释:某些实验探究,必须设计合理的实验装置,实验才能取得较理想的实验效果;否则,就容易因某些实验装置的设置不合理,导致实验结果出现较大误差。因此,制作科学、合理的实验装置是保证科学探究活动能有效开展的重要保证。  生物学教学实践证明,构建生物学物理模型有助于学生系统地学习和理解新知识,减少无效、低效活动,有助于提高课堂教学的质量和效率,引发学生课堂学习的原动力,有助于提高学生的生物科学素养。教师在教学过程中应该注重模型方法的引导与运用,也应注重物理建模的过程性评价与终结性

8、评价。在生物课堂中教师更应坚持让学生自己唱主角,引导学生提出问题、分析问题,通过各种途径寻求答案,在解决建模问题的思路和科学方法上加强点拨和引导;学生能够主动地去思考探索,顺着科学的思路和方法去感知体验、思索、提升,从而形成建构模型方法的能力,在潜

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