谈谈建模高中生物“定向—建模—生成”生态课堂教学方式诠释＊结论

“定向—建模—生成”是如东中学“人文性、生态型、数字化”办学理念下，在新课程改革中形成的高中生物生态课堂教学模式。该模式以教学目标问题化进行定向；以课程中相关生物学概念、生物体结构、生命科学规律的模型建构为核心；以学科知识的内化生成为宗旨。追求模型建构中过程中润物无声的生物学素养生成，使生物学知识在学生内心活化生长，最终以原生态的方式相互交织，形成稳定的生物学知识体系。
1 “定向—建模—生成”模式的产生背景

1.1 从“死物”到“生物”的生态回归

生物界瑰丽多姿千变万化，一切都处在永恒的有规律的运动之中，中学生物课堂应该如实地反映自然界生机勃勃的面貌以及奥妙无穷的内在机理。然而传统的课堂在分数和升学率牵制下，课堂教学演变为一种机械训练，忽视了学生的生命灵动和个别差异，课堂学习对于大多数学生而言，无法从中体会到幸福和享受，只能承受负担与折磨。以加强双基为名死抠概念，为应付考试而呆读死记，以精讲多练为借口而“题海”泛滥，还有意犹未尽的“一言堂”，没完没了的“填鸭式”，大有将“生物课”演变为“死物课”的危险。
卢梭说过：教育必须顺着自然——也就是顺其天性而为，否则必然产生本性断伤的结果。因此，我们的教学必须回归到生态化的轨道上来，追求生态课堂的自然与和谐。关注每一个学生的生命状态，不能只关注学生的学业成绩，把学生培养成做题与考试的机器，要把人的发展作为关注的中心。接受教育不只是为了升学和谋生，更是为了人格的完整，提升每一个学生的精神品质，张扬每一个学生的个性风采，养成“独立之精神，自由之思想”。中学生物课堂更应该回归自然，以培养学生的终生学习能力为终极指向。只有在生态课堂上，生物学知识才会带着生命的体温，搏动着自然节律。由此，学生的发展追求才是自然的、和谐的、可持续的。

1.2 于“劳心”和“劳力”上辨证求索

陶行知先生说，世界上有四种人：一种是劳心的人；一种是劳力的人；一种是劳心兼劳力的人；一种是在劳力上劳心的人。那么，教师是哪一种呢？其实教师并不专属哪一种，教师也可分为这四种。教而优则研，教而优则官，由此远离教学一线，远离学生和课堂，终日从教学理论到教学理论的，可算作第一种人；年复一年，拿着发黄的老教案，用着拿来主义课件，去面对年年不同的学生，这样的只能算作第二种人；多数教师劳心兼劳力，当为第三种人；而能在劳力上劳心的，是那些能成为教育大家的人。
每年的“减数分裂”教学之后，总有不少学生摇头叹息，为看不懂细胞分裂图、弄不清什么是同源染色体而苦恼；同时也会发现，总有几个教师在一边抱怨，“真的，讲过N遍了！”讲过N遍，学生还不懂，应该值得思考！讲过N遍，是同样的讲法重复了N遍，还是每次用不同的方法教授了N遍呢？如果是前者，从来就不分析学生不懂的原因，也不去寻找突破难点的方法技巧，再多的重复也是徒劳，这就是劳力不劳心的结果。如果是后者，应该相信，以不同的方法处理同一个难点，每一次改进，弄懂的学生一定会多一点，这样教学效率就会不断提高，这就是在劳力上劳心结果。如尝试着做模型，用橡皮泥做同源染色体模型，以此来演示减数分裂过程，将抽象的概念直观表达出来。如果没有橡皮泥，可以用不同颜色的毛线，没有毛线还可用不同颜色的笔去画一画……教师可以示范着做，学生可以模仿着做。“一言堂”、“满堂灌”教师虽劳力而常常无效，只有教学做合一时，很多问题才能自然而然地解决。因此，无论教师的教，还是学生的学，都必须“在劳力上劳心”。而“定向—建模—生成”就是以“做”模型为核心，适应生物学科特点一种教学模式。
2 “定向—建模—生成”模式的理论依据

2.1 教育生态学与生态课堂原理

教育生态学是将教育及其生态环境相联系，并以其相互关系及其机理为研究对象的一门新兴学科。教育生态系统分为宏观生态和微观生态，所谓“课堂生态系统”属于其微观生态的一部分，就是在一定的教学时空内，以课堂教学为中心的教师、学生和教学环境相互影响、相互作用的具有信息传递功能的统一体。生态课堂就是以生态的眼光、态度与方法来观察、思考、分析课堂，以学生的可持续发展为重要目标。
课堂生态系统是一个开放的系统，不断进行着输入与输出。但师生关系不能只是简单的授予、接受的关系，任何一方都不把对方作为一种对象去控制去灌输，而应当建立一种平等、、自由、宽容、鼓励和帮助的“伙伴”关系。生态课堂要讲究“留白”和“弹性”艺术。“留白”就是要留出时间给学生自主探究、讨论、操作，教师的“讲”要让位给学生的学。教师要在课堂上给与学生充分思维的自主权，教师只是学生思维的领路人，真正具有价值的思考过程不能由教师代劳。让学生拥有话语权，鼓励学生突破现成答案，大胆质疑。能让学生的创造性思维、创新能力得到培养，独立个性得到发展。让学生拥有探究权，凡是学生自己能学会的，就引导学生自己学习，凡是学生能动手操作的，尽量让学生自己动手。让学生参与、体验、分享、整合、应用，亲自经历知识获得的过程。

2.2 模型方法和模型建构的原理

模型是人们按照特定的科学研究目的，在一定的假设条件下，再现原型客体某种本质特征（如结构特性、功能、关系、过程等）的物质形式或思维形式的类似物。作为一种现代科学认识手段和思维方法，是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一。建立模型的过程，是一个思维与行为相统一的过程，通过对科学模型的研究来推知客体的某种性能和规律，借助模型来获取、拓展和深化对于客体的认识的方源于：大学生论文查重www.618jyw.com
法，就是科学研究中常用的模型方法。
在现代生物学研究中经常使用模型方法，通过寻找变量之间的关系，构建模型，然后依据模型进行推导、计算，作出预测。DNA双螺旋结构的发现过程就是一个非常典型的例子。模型方法在科学研究中具有重要作用，它在中学生物学课程中也有着重要的教育意义。我国课程标准很重视模型的教育意义：在课程目标部分对模型有了明确的要求，在具体内容标准和活动建议部分也列出了“尝试建立真核细胞的模型”、“尝试建立数学模型”、“制作DNA分子双螺旋模型”等内容。在某种意义上，理解模型和进行模型建构活动是学生理解生物学的一把钥匙。高中生物学课程中，让学生结合具体生物学内容，而进行的建立模型的活动，多数是在背景知识清晰的情况下进行的。高中生物学课程中的模型建构活动，其主要价值是让学生通过尝试建立模型，体验建立模型中的思维过程，领悟模型方法，并获得或巩固有关生物学概念。模型的教育意义需要通过“建构”来实现：在模型建构活动中，往往需要进行观察或实验，需要进行归纳和演绎，需要运用已有知识进行假设、模拟、将复杂的事物进行简化、抽象出其本质属性，需要将头脑中抽象的概念具体化、形象化并身体力行；通过亲身参与这样的活动，学生在探索思考中，可以体会到模型建构的方法，获得成功的喜悦，提升认知水平。模型方法的精髓体现在建立模型的探索之中，不亲身经历其中的困惑与发现，很难领悟模型方法的要素与关键。模型建构不仅要做，而且要在做的过程中形成、理解概念，在做的过程中体验、思维和创造。

2.3 陶行知“教学做合一”原理

陶行知先生认为，“教学做合一”是生活法，也是教育法。它的含义是教的方法根据学的方法，学的方法要根据做的方法。“事怎样做便怎样学，怎样学便怎样教。教而不做，不能算是教；学而不做，不能算是学。教与学都以做为中心。”他特别强调要亲自在“做”的活动中获得知识。在“定向—建模—生成”模式中，模型建构过程就是“做”的过程，在此过程中，教师通过构建模型去教人教已，学生通过构建模型将抽象的生命过程、概念具体化，从而将知识内化理解。
“我们可以说：不做无学；不做无教；不能引导人做之教育，是假教育；不能引导人做之学校，是假学校；不能引导人做之书本，是假书本。在假教育、假学校、假书本里自骗骗人的人，是假人——先生是假先生，学生是假学生。”因些教师在课堂教学中，要设计出丰富多样“做”的机会来，让师生都参与到“做”的过程中，由做来传授知识，由做来体验知识的本真，由做来参悟生命规律的本质。“做”是在劳力上劳心， “做”即行动、即思想、即新价值之产生。生物课堂教学中落实好“做”，必有事半功倍之效果。
3 “定向—建模—生成”模式的操作要领
生物学主要研究不同种类的生物体的形态结构、生理功能、生长发育和繁殖，研究不同生物的遗传、变异、进化及其与环境等生命现象和生命活动规律。高中生物教学中特别重视科学探究、形象思维、逻辑思维能力的培养，强调教学的直观性和实践性原则。生物学科的知识特点和学习特点为“定向—建模—生成”模式的实施提供必要条件，该模式的实施要领主要包括以下三个方面。

3.1 以问题定向搭桥建模

爱因斯坦说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”科学探究源于发现和提出问题，教师引导学生发现新的生物情景与已有知识的冲突，进一步提出问题，做出合理的假设与猜想。如建构“细胞亚显微结构模型”前，教师将一个鸡蛋放进一杯珍珠奶茶中问：这可以模拟一个细胞吗？“这有点像初中讲的细胞，鸡蛋就像细胞核，但与现在学的亚显微结构相差太多，太简单了……”“细胞器的种类太少。”那怎样制做一个细胞器更丰富，整体结构更逼真的细胞亚显微结构模型呢？对学生来说，能否发现问题、提出问题主要依赖于教学中的问题创设，教师提供的教学资料要具有指向性和探究的可能性，这样容易引起学生的认知心理冲突，动摇学生的知识结构和学习心理平衡，激发学生的兴趣与求知欲，产生模型建构的动力。

3.2 由模型建构训练思维

模型方法是现代科学研究和生产实践中经常运用的具有相当普遍性的分析研究事物和解决问题的方法之一，它既是一种科学方法，也是一种思维方法。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。不少学者主张把模型结构与表象看做一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括和组合的功能，因而能构成思维的操作。以往的教学表明，制作过细胞器、原核细胞、真核细胞（动、植物细胞）模型的学生，在细胞亚显微结构识图，不同类型细胞结构比较，细胞器功能及特点的理解应用上，明显优于纸上谈兵就图识图的学生。在细胞模型建构过程中，学生会比较不同材料，寻找最能反应细胞结构特质的素材，在模型建构和模型修改中更多了理性的思考。
高中生物学新课程重视模型方法教学，把模型和生物学基本事实、概念、原理、规律并列为必须获得的生物学基础知识。围绕模型组织教学更有利于学生掌握核心概念，理解重点知识，建立知识体系。如建立不同类型的光合作用、呼吸作用过程图，在复习课中整合同一生物的光合作用与呼吸作用生理过程，让学生在模型建构中理顺“真光合”与“净光合”的关系。以模型形式能更好地阐明生命活动规律，符合学生的认知特点，也有助于学生的记忆与理解，整合形成知识系统。

3.3 借模型反思活化生成

教学是教师与学生的交流、互动、共同发展的过程，教师在课堂中要针对模型建构中无法预设的一些问题，充分发挥教学机智，抓住稍纵即逝的信息，敏锐捕捉，促进生成。
比如在叶绿体的模型建构完成以后，各小组先对组内模型进行讨论、评选、提出修改意见。制作者听取各组提问并对模型给予解释，而后再进行后续的修改完善，而后再推出最佳模型在班级展示。面对一个塑料泡沫精心雕刻而成的叶绿体，有人提出，要将整个模型刷上绿色；也有人提出只能将里面基粒做成绿色；前者的理由是，叶绿体含有色素；而后者的理由是，色素分布在类囊体膜上。显然学生对叶绿体的结构进行了认真的剖析。被评为最佳的模型的叶绿体，是用桔子皮做的，构思十分精巧：将一大一小两个桔子各切去1/4（以果柄为轴心90度扇形切开）， 掏空桔瓣，将小的3/4桔皮当做叶绿体的内膜，套进大的里面，这样双层膜就有了。再将剩下的桔皮用打孔器打出圆形的片层，作为类囊体，以牙签串成若干基粒，安装到双层膜结构中。在不同模型的交流切磋过程中，学生自然而然的理解了叶绿体的结构，色素的分布等基础知识，为后面学习光合作用的光反应、暗反应作了极好的铺垫。把模型建构作为启发兴趣、探索问题、归纳总结的重要手段。学生在“动脑”、“动手”构建模型的过程中，训练了思维的新颖性和创造性，培养了创新能力和实践能力。
4 “定向—建模—生成”模式的实践意义
在“定向—建模—生成”科学探究模式中，借助模型建构活动，学生不仅获得知识、发展能力，而且会产生对事物的态度与情感，这种态度、情感和知识在一起，成为学生认知结构的一部分。各种模型的构建都是以问题的发现、解决为主线，以创新、发展为目的，以学生“做”为中心，充分发掘学生的潜能，积极培养学生的创新能力。
总之，生物学是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。因此用模型来描述生命现象，有助于学生从总体上去认识生命的原貌，把握生命的本质特征。用建模的办法来反映生命活动的规律摘自：毕业论文格式下载www.618jyw.com
，则其规律更容易被学生接受，课堂效益才能最大化。