摘要：生物模型在中學生物教學中的應用已然非常普遍，也遭到了廣泛關注，但使用最多的還是傳統掛圖及班主任“專屬”的簡易教具模型，中學生參與課堂學習的程度較低。按照中學生物選修一模塊的實際教學須要，借助兩種“新材料”進行數學模型教學，能使數學模型在生物課堂教學中發揮更大作用。
關鍵詞：中學生物、物理模型、課堂教學
一、物理模型的概念及分類
生物模型的分類方法有好多種，按照人教版新課標教材第54頁《分子與細胞》模塊的說明，根據重構方法的不同，生物模型可以分為三種，即數學模型、數學模型以及概念模型。陶麗萍覺得：“所謂生物教學數學模型，也就是直觀教學。”王偉覺得：“物理模型是按照相像性原理，將客觀事物或生物體某部份結構根據一定的比列進行相應放大或縮小，進而展示生物個別方面的本質特點及相應的功能?！?span style="display:none">AMu物理好資源網(原物理ok網)
數學模型可分為結構模型和過程模型兩個類別細胞膜教具圖，下邊附中學生物（人教版）選修一數學模型舉例：表1
結構模型
過程模型
動、植物細胞亞顯微結構模式圖
分泌蛋白的產生及運輸過程圖
細胞核結構模式圖
自由擴散和協助擴散示意圖
生物膜的結構模型示意圖
動物細胞有絲分裂模式圖
二、物理模型在課堂教學中的作用
建構主義學習理論覺得：知識的獲取過程不是簡單的由外到內的傳遞和轉移，被動地接受別人的理論，而應當是在某種真實的情景創設中，中學生積極主動地探求知識的內在聯系，將新舊知識確切地串聯上去，進而建立屬于自己的知識體系。
1.迸發中學生興趣
班主任通過模型制做，可以將一些微觀的結構和生物過程放大，形象地呈現在中學生面前，提高中學生的探究欲望，迸發中學生學習生物的興趣。
2.營造熱烈開朗的課堂氣氛
班主任通過模型制做和展示，不但對中學生的固有知識進行了鞏固，并且還鍛練了中學生之間的溝通及動手能力，提高了中學生的團隊意識，真正把熱烈、互助的課堂學習還給了中學生。
3.提升學習效率，打造高效課堂
中學生在主動探求知識的過程中，可以將舊知識與新知識進行有機結合，這樣，中學生對知識的理解會愈加深刻，知識的鞏固度也比單純講授法要高得多，邏輯思維能力也會得到發展，進而達到知識教學與技能培養的目標，從而構建高效課堂。
三、物理模型在中學生物選修一模塊中運用的教學實例1.課例：第四章第二節生物膜的流動鑲嵌模型
教學模型建議：橡皮泥模型。
模型優點：相比于傳統的“塑料”教學演示模型，橡皮泥在可塑性、重復性、修正性方面更適宜中學生課堂使用。
模型打算：用橡皮泥模擬磷脂分子，在課前預習過程中先讓中學生用橡皮泥制做一些大型磷脂分子，結構包括矩形“頭部”和一個分叉“尾部”。
設計問題（1）：指出磷脂分子的特征，親水臉部和疏水尾部，請中學生討論在空氣和水界面上磷脂分子怎樣排列？細胞內外都處于水環境，磷脂雙分子層又怎樣排列？（以磷脂分子在空氣—水界面上鋪成單分子層為基礎，理解磷脂雙分子層的排列方法）請中學生在小組內討論怎樣排出正確模型并在黑板上進行演示。
設計問題（2）：1959年羅伯特森在電鏡下觀察細胞膜的暗—亮—暗三層結構，他猜想，電鏡下看見的亮層是脂類分子，兩側暗層是蛋白質分子，這些生物膜是靜態結構。請朋友思索，按照羅伯特森的猜想，細胞膜的另一重要成份蛋白質又是如何排列在磷脂分子兩邊的？小組內討論并由小組代表展示，其他小組點評。
設計問題（3）：1972年桑格和尼克森提出了細胞膜的流動鑲嵌模型。借助不同顏色的橡皮泥代表不同功能和種類的蛋白質。請朋友小組內討論怎樣表示細胞膜上的蛋白質，包括鑲在磷脂雙分子層表面的蛋白質、通道蛋白、部分或全部嵌入磷脂雙分子層的蛋白質以及貫串整個磷脂雙分子層的蛋白質，再由小組之間互相補充和糾錯，最后由班主任點評，并給出流動鑲嵌模型示意圖。
模型建立建議：該模型建立過程，以科學史為主線、以問題串為線索、以中學生活動為主體，由中學生借助橡皮泥不斷修正和探求，在班主任的鼓勵下，中學生積極參與活動，逐漸探求出細胞膜的流動鑲嵌模型。
2.課例：第六章第一節細胞的增殖教學模型建議：吸鐵石板模型
模型優點：整節課的重點是動物細胞有絲分裂過程，尤其是細胞內染色體在各時期的行為變化。傳統紙板模型都是靜態展示，不能表現出有絲分裂過程中的動態變化，但是傳統紙板模型修正較難，降低了中學生制做的難度，不利于展示和交流。吸鐵石板模型，既可以將模型貼在黑板上，又可以讓中學生對吸鐵石板不斷進行修正和探求細胞膜教具圖，有利于小組之間的展示、訂正。最終，中學生收獲了完整正確的有絲分裂過程。
模型打算：認真閱讀教材中動物細胞有絲分裂過程的相關內容，重點了解分裂期的細胞核膜、核仁及染色體行為變化特點。
設計問題（1）：以紅色吸鐵石板為底板，用裁切好的藍色和白色磁條模擬細胞內染色體（以4條為例，2藍2紅）。依據動物細胞有絲分裂各個時期的特征，借助模型分別展示間期、各分裂期的細胞內的變化。
模型制做：間期2張圖（分別表示出染色體復制前后DNA的數目變化，注意這時的染色質呈細絲狀態），有絲分裂前期1張圖（注意這時的染色體減短螺旋化，與間期形態相分辨，出現紡錘體且核膜胚乳消失），有絲分裂中期1張圖（染色體的著絲點整齊地排列在赤道板上），有絲分裂后期1張圖（著絲點分裂，姊妹染色單體分離，分別移向兩極），有絲分裂末期2張圖（細胞的赤道板位置出現細胞板，新的核膜胚乳及染色體解螺旋重新呈現細條狀）。
模型制做時間：15分鐘。小組成員分工合作，討論各個時期的變化并完成連續而完整的7張模式圖。
設計問題（2）：借助制做的7張吸鐵石板模型，用課文中的確切語言描述各個時期的特點，并按照制做的磁板模型，在教案表格中勾畫動物細胞有絲分裂過程的模式圖。
設計問題（3）：小組成員一起到臺前展示，并由不同成員講解各個時期的特點，其他小組可以提問，對不同時期模型的制做方案進行訂正，展示自己組內的成果。最終，班主任在黑板展示出連續、完整、準確的各個時期的模型，再度請中學生理解相關概念，如染色體、著絲點、紡錘體、赤道板等。
設計問題（4）：借助展示出的完整動物細胞有絲分裂過程模型，闡述其與植物細胞有絲分裂有什么區別。模型建立建議：有絲分裂是選修一模塊的難點，借助數學模型模擬動物細胞有絲分裂過程，可以放慢新知識的學習過程，讓中學生漸漸感受到有絲分裂各個時期的變化和特性。借助這最初的4條染色體模型，可以幫助中學生直觀地了解各個時期染色體數目和DNA數目的變化過程，突破本節課的難點。在中學生交流展示環節，借助課文中的確切語言進行描述，培養中學生的語言抒發能力，這是符合新課標要求的。四、物理模型應用過程的反省1.課前布置預習任務，做好模型材料打算數學模型在課堂教學中的應用尚且有眾多優點，但個別模型的制做，僅靠班主任一人是很難完成的，須要在課前給中學生留出預習時間，讓她們提早制做模型的小組件，如上述兩個實例中的磷脂分子和染色體模型。2.悉心設計教學問題，構建高效課堂數學模型的應用，使中學生活動時間下降，班主任講授時間減短，這就要求班主任悉心設計課堂教學環節，教學步驟環環相扣，設計的問題要針對性強，模型要具有可操作性、可修正性和可展示性。3.注意模型展示后的評價、鼓勵和總結班主任在展示組內模型的過程中，應盡可能多地讓小組進行展示，鼓勵小組間提出不同觀點，這樣就可以曝露出更多問題，迸發中學生參與及認同的意識。組間點評結束后，班主任要針對模型制做環節、語言敘述環節、模型展示環節、組間點評環節進行總結，多給出肯定和鼓勵的評價，針對中學生出現的問題進行引導，逐步建立整節課的教學內容。對剛才進入高二的中學生來說，在教學中多借助數學模型方式，能讓她們在制做模型的過程中，既動腦，又動手，體驗制做模型的“小辛苦”和“小幸福”，使生生合作與師生合作達到最佳的療效。參考文獻：[1]陶麗萍.分校生物教學數學模型設計[D].北京:江蘇師范學院,2013.[2]王偉.中學生物學模型教學的實踐研究[D].上海:上海學院,2014.[3]林飛明.建立數學模型，促使中學生物教學[J].新課程:學校,2016(7).
作者單位：廣東省冠縣第二中學