建构模型法——生物高效解题新策略

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1、建构模型法——生物高效解题新策略摘要：新课改中已经明确指出：建构模型的方法在科学研究中有重要作用，要求培养学生的建模思维和建模能力。本文旨在通过例题实解，渗透建构模型法在提高生物解题效率中的积极作用。关键词：建构模型高效解题新策略引言：目前,新课标将科学探究能力的培养列为重要内容，而亮点之一在于是许多生物学的概念、原理、过程都运用模型建构的方法来展示并解决生物学问题。新课标始终强调学生不仅仅应该掌握科学知识，更应该学习科学研究的一般方法，因为这些方法对所有学生的发展具有更为重要的价值。科学研究的一般方法教材中介绍了很多，模型建构的方法是教材中首次提出但极为重要的一种理性思维

2、方法。正如新课标所指出“要领悟建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”，模型建构作为一种现代科学认识手段和思维方式，对解决生物学问题有着广泛的应用价值和意义。模型建构法就是把研究对象(原型)的一些次要的细节、非本质的联系舍去，从而以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学方法。模型和原型的关系如右示意图：教材中介绍了概念模型、数学模型和物理模型三种类型（如表1）.表1类型概念表现形式举例概念模型对认识对象系统的简化的定性描述，用于表示系统组成和相互关系图示、文字、符号达尔文自然选择学说的解释模型生态系统的结构模型物理模型以实物或图画形式直观地表达认

3、识对象的特征实物、图画尝试制作真核细胞的三维结构模型建立血糖调节的模型数学模型采用数学语言对对象进行定量描述公式、函数式、曲线图等种群的J型增长曲线种群的S型增长曲线生物学是研究自然界中生命运动最基本、最普遍的规律以及生物体的结构，自然界生物种类繁多、运动错综复杂，几乎每个具体的问题都要涉及到许多因素。通过建构模型能够排除非本质因素的干扰，舍弃次要因素和无关因素，突出反映事物的本质特征，从而使生命现象或过程得到简化、纯化和理想化，构建模型过程能帮助学生使知识系统化，规律化，形象化。运用建构模型法来分析研究对象的组成因素,各因素之问的关系,因素运行的特点，预测评价等，大大提高

4、了生物问题的解决效率,而当学生掌握了模型建构的方法，也就掌握了一种科学研究的一般方法，这正是新课标的改革方向所在。因此，在生物学问题的解决过程中适当利用模型往往能够达到事半功倍的效果。一建构实物模型突破抽象难题示例1：人体组织细胞(如骨骼肌细胞)有氧呼吸时需要的02从外界进人该细胞参与反应，需要通过层生物膜？（）A.4B.5C.7D.11解题策略：步骤建立模型从原型中提取出主要因素，剔除非必须因素组织细胞，线粒体，肺泡，毛细血管壁，红细胞用简便的方法表示提取的因素线条表示生物膜，勾画简图研究因素之间的关系，建立模型用箭头表示C02从线粒体形成图示如右：答案非常明了应选D。方

5、法小结：通过将题干信息建构为生物实物模型，借助线条、方框、箭头等符号，将复杂事物形象直观地表达出来，化抽象为具体，反映生命现象的发生发展以及生物的结构生理和相互联系，一些比较有技巧的题都巧妙地将信息隐藏在题干中而不会太明显，而建构模型的过程我们既理清了显在的已知条件，又直观地呈现出一些隐含的解决问题必须的条件，透过模型看本质，有效突破一些抽象的生物学难题。二建构概念模型描述内在关系示例2：在用脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)进行反射弧分析的实验中，破坏缩腿反射弧在左右后肢的部分结构，观察双侧后肢对刺激的收缩反应，结果如下表：刺激部位反应破坏前破坏后左后肢左后肢收缩右后肢收缩左后肢

6、不收缩右后肢不收缩右后肢左后肢收缩右后肢收缩左后肢不收缩右后肢收缩上述结果表明，反射弧的被破坏部分可能是A.感受器B.感受器和传入神经C.传入神经和效应器D.效应器解题策略：①完成反射活动的结构基础是反射弧，反射弧由五个环节“感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器”组成。②根据破坏前的实验过程与结果我们可建构简单的概念模型：发现反射弧有：左后肢感受器→左后肢传入神经→神经中枢→传出神经→左后肢效应器传出神经→右后肢效应器右后肢感受器→右后肢传入神经→神经中枢→传出神经→右后肢效应器传出神经→左后肢效应器③根据概念模型分析破坏后的实验现象，若刺激左后肢，左、右后肢都不收

7、缩，说明破坏缩腿两条反射弧的共同部分，应为感受器,传入神经或者神经中枢在左后肢的部分结构后；若刺激右后肢，左后肢都不收缩，右后肢能收缩。说明所破坏的是两条反射弧的非共同部分，应为传入神经和效应器。因此答案选C。方法小结：本题在解决生物问题时概据题设条件，将抽象的生物学信息转换重组，用文字、符号描述认识对象的组成和相互关系，便于直观地观察、比较和分析，让抽象的思维有所依托，有助于问题的顺利解决。三建构数学模型揭示问题本质示例3：一对夫妻,其后代若：仅考虑甲病,得病几率为a,仅考虑乙病,得病几率为b,则该对夫妻生出仅患