标,根据特有的内在规律,做出一些必要的简化假设,运
f用适当的数学工具,得到的一个数学结构。数学结构可以是数学公式,算法、表格、图示等。如果其变量中不含时间因素,则为静态模型;如与时间有关,则为动态模型。不论是物理模型还是数学模型,都能够使研究对象直观化和简化,同时还可以简略描述研究成果,使之便于理解和传播。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,因此,在生物课堂教学中适当利用模型往往能够达到事半功倍的教学效果。(二)模型方法模型方法是通过构建模型来研究、揭示原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式。在现代生物科学研究中,模型方法被广泛运用,其中DNA双螺旋结构模型的成功就是一个范例。在生物科学学习中,模型提供观念和印象。认知心理学认为,人的知识经验既包括概念系统,又包括表象,前者有概念、原理、规律、理论。后者的成分包含观念和印象。当代不少学者都主张把表象看作是一种符号要素,与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能,因而能构成思维的操作,所以模型提供的观念和印象,不仅是学生进一步获取系统知识的条件,而且是学生认知结构的组成部分。正因为如此,美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点,并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。我国的《新课程标准》也非常重视模型和模型方法。
二、新课标教材(人教版)有关模型建构的内容
新课程标准确定的能力目标包括操作技能、信息能力和科学探究能力三个方面,尤为重视科学探究能力的培养。领悟和运用科学方法,对于发展科学探究能力至关重要。教材上有关模型建构的活动能有效地驱动学生针对现实的事物或现象提出问题的活动;驱动学生积极主动地进行观察和实验等收集事实证据的活动;驱动学生提出和求证假说以及做出解释等积极构建知识的活动;通过交流甚至辩论,使学生得以评判自己和他人的解释,不仅能拓展自己对知识的理解,而且提高质疑、推理和批判性地思考科学现象的能力。整个新课标教材(人教版)共安排了4个模型建构的内容,具体如下:所属模块《分子与细胞》r