构建概念模型在高中生物教学中的应用
高中生物教学中的模型建构探讨

高中生物教学中的模型建构探讨模型建构是高中生物教学中的重要内容,通过模型建构,可以帮助学生更好地理解和应用生物学的知识,培养学生的科学思维能力和实践能力。
本文将探讨高中生物教学中的模型建构。
模型建构可以增强学生对生物知识的理解。
通过将抽象的概念转化为具体的模型,可以让学生更加直观地理解生物学知识。
在学习细胞结构时,可以让学生建立细胞模型,通过模型来展示细胞的不同结构和功能。
这样的模型建构可以使学生更加深入地理解细胞结构与功能之间的关系,进而更好地掌握相关知识。
模型建构可以促进学生的实践能力的培养。
生物学是一门实践性很强的学科,通过进行实验和观察,可以更好地理解生物现象和生物原理。
模型建构就是一种实践的方式,在建构模型的过程中,学生需要动手操作,进行实验和观察。
在学习遗传学时,可以让学生利用模型展示基因的遗传规律,通过模型观察基因的传递和表达。
通过这样的实践活动,可以提高学生的实践能力,使他们更好地应用生物知识解决实际问题。
模型建构可以培养学生的科学思维能力。
科学思维是指思考问题、解决问题和理解问题的方式和方法。
模型建构是一种科学探究的过程,学生在建构模型的过程中需要观察、实验、分析和推理,这些过程都需要运用科学思维。
通过模型建构,可以培养学生的观察、实验、分析和推理能力,提高他们解决问题的能力。
模型建构还可以培养学生的团队合作和沟通能力。
在模型建构中,学生通常需要与同学合作,共同完成模型的建构。
在合作的过程中,学生需要互相协作、分工合作、共同解决问题。
这样的团队合作可以培养学生的合作精神和团队意识。
模型建构还需要学生与老师和同学进行沟通,分享自己的想法和观点,解决问题和讨论问题。
通过与他人的沟通,可以促进学生的思维交流和思维碰撞,提高他们的思维灵活性和创新能力。
谈模型建构在中学生物教学中的应用

同时 在 进 行 “ 物 膜 流 动镶 嵌 模 型 ” 学 时 , 生 教 教师 还 可 以引导 学生 探 讨 该 模 型 的 不 断 的 发展 与完 善过 程 : 先 是 早 期 科 学 家 首 从 生 理 功 能 人 手 进行 研 究 , 通过 实 验 , 1 纪提 出 “ 是 由脂 质组 成 的 ” 一模 型 ; 2 在 9世 膜 这 到 0世 纪 , 学 家 发 现 细 胞 膜 还 含 有 蛋 白 科
f 学键 : 用硬纸片做材料代表碱基和脱氧核糖.
案 :在动手制作之前 ,小组对设计方案做进~步的讨论 、细化 。确 定制作模型 的实施过程和小组中各位成员 的具体
1
设 计 方
1 分・ 工
具 体 实 施 过 程 :在建构模型 的过程 中,要注意用结构和功能相统一 的观 点引导学生不断修 改、完善 自己的设计方案,不断的反思 I 能够避免学 生将模 型的制作过程看作为艺术制作或游戏 ,提 高制作过程 中科学研 究氛 围,以达到实验 目的.
1 模 型 的种 类 及 应 用 实例
1 1 物 理 模 型 .
以实物或 图画形式直观地表达认识对象 的特征 , 这种模型就 是 物理模 型. 高 中生 物教学 中 , 在 有许 多原物无 法找到 或没有 必要找到 , 而是 以一定形态 的分 子模拟 物对生 物原 型形 象 、 简约地 表现出来 , 如沃森和克 里克制作 的著名 的 D A双螺旋 结构模 N 型, 它形象而概括地反 映了所有 D A分子结构 的共 同特征 ; N 再如建 构减 数分 裂过程 中染色体 变化 和非 同源染 色体 的 自由组合
高中生物模型教学实践(3篇)

第1篇一、引言生物模型是生物学研究的重要工具,它可以帮助我们更好地理解生物现象和生物过程。
在高中生物教学中,模型教学具有重要作用,可以激发学生的学习兴趣,提高学生的科学素养。
本文以某高中生物课堂为例,探讨生物模型教学实践,以期为高中生物教学提供借鉴。
二、教学背景某高中生物课堂,学生年龄在15-18岁之间,已具备一定的生物知识基础。
本节课以“植物光合作用”为主题,旨在让学生通过模型制作,理解光合作用的原理和过程。
三、教学目标1. 让学生了解生物模型的概念、类型和应用;2. 通过模型制作,让学生掌握光合作用的原理和过程;3. 培养学生的动手能力、观察能力和创新能力;4. 激发学生对生物学的学习兴趣。
四、教学过程1. 导入新课教师简要介绍生物模型的概念、类型和应用,激发学生的学习兴趣。
2. 模型讲解教师详细讲解光合作用模型的结构、原理和制作方法,强调关键步骤和注意事项。
3. 学生分组将学生分成若干小组,每组发放制作光合作用模型的材料和工具。
4. 模型制作学生在教师的指导下,按照模型制作步骤,进行光合作用模型的制作。
5. 模型展示与评价各小组完成模型制作后,进行展示和评价。
教师对学生的模型制作过程和成果进行点评,鼓励学生提出改进意见。
6. 知识巩固教师引导学生回顾光合作用的原理和过程,加深学生对知识点的理解。
7. 总结与反思教师总结本节课的教学内容,强调模型教学在生物学学习中的重要性。
同时,鼓励学生反思自己在模型制作过程中的收获和不足。
五、教学效果评价1. 学生参与度高:在模型制作过程中,学生积极参与,表现出浓厚的兴趣。
2. 学生掌握知识点:通过模型制作,学生对光合作用的原理和过程有了更深入的理解。
3. 学生创新能力:在模型制作过程中,学生发挥了自己的想象力和创造力,提出了一些有价值的改进意见。
4. 学生评价:学生对本节课的教学效果给予了高度评价,认为模型教学是一种有趣且有效的教学方法。
六、教学反思1. 模型教学可以提高学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性。
数学模型的建构在高中生物教学中的应用实例

数学模型的建构在高中生物教学中的应用实例摘要:建构数学模型辅助生物学教学,对生物学教学有极大的促进作用。
新课程标准教科书大量采用数学函数曲线以及各种数学表格、数学术语对生物学有关现象原理进行定性或定量描述。
在教学中应用数学模型可以训练学生严谨的科学思维和加强对生物知识的理解。
关键词:数学模型;生物教学;实验高中生物学教学中常用到模型构建来辅助教学,以加深学生对知识的理解。
模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的表达形式,这种描述可以是定性的,也可以是定量的,包括物理模型、概念模型、数学模型等。
数学模型既可以定性描述也可以定量描述,笔者在教学中结合高中数学的知识内容,建构一些数学模型取得一定的效果,实例如下:实例1:新课程标准教科书《遗传与进化》模块,遗传规律是教学中的一个重点,又是一个难点。
基因自由组合定律以及伴性遗传学生按照教科书上的方法理解很难的,因为教科书是按照孟德尔和摩尔根研究过程来编排这段知识,那时的科学技术以及数学方法都比现在落后很多,当时的科学家花了很多时间才弄清楚其中的规律性,现在一般的学习者理解就很困难了。
利用高中数学方法构建模型,就能有效地突破这个难点。
建构数学模型:控制生物相对性状的一对基因是一个事件;控制生物另外一相对性状的一对基因是另一事件。
在基因自由组合定律中,这两对基因位于非同源染色体上,所控制的两对性状就是两个相互独立的随机事件。
相对性状中不同的表现是互斥事件如豌豆的圆粒与皱粒,表现为圆粒性状就不可能是皱粒,反过来也一样。
假设一性状的遗传为事件a,其出现的概率为m,则其相对性状则记为■其概率为1-m,因为他们是互斥事件。
另一性状的遗传为事件b,其出现的概率为n,则其相对性状记为■其概率为1-n。
那么两事件同时出现的概率就是p(a,b)=p(a)×p(b)=mn。
以孟德尔豌豆杂交实验为例说明。
豌豆的遗传性状中,种子籽粒的颜色是种性状,有黄色和绿色两种,他们是互斥事件,若记黄色为事件a则绿色为■。
浅议概念模型在高中生物课堂教学中的应用

浅 议 概 念 模 型 在 高 中 生 物 课 堂 教 学 中 的 应 用
陈铁 军
( 赤 峰 市 宁 城 高 级 中学 , 内蒙 古 赤 峰 摘 要 :构 建 概 念 模 型使 学 生 的 知 识 结 构 化 , 有 利 于 培 养 学 生 归纳 能 力 和 语 言 表 述 能 力 。把 核 心概 念从 纷 繁 复 杂 的 交 错 关 系 中明 确 、 清 晰 地 显 示 出来 , 使 知 识 得 以 简化 , 这 样 有 助 于培 养 学 生的 创 造 性 思 维 能 力 。 关键词 : 概 念模 型 高 中 生物 课 堂教 学 应 用 《 普 通 高 中 生物 课 程 标 准 ( 实验 ) 》 明确 指 出 : “ 了 解 建 立 模 型 等科 学 方 法 及 其 在 科 学 研 究 中 的作 用 。培 养学 生 的 建 模 思 维 和建 模 能 力 , 领悟 、 建 立 数 学 模 型 等 科 学 方 法及 其 在 科 学 研 究 中 的应 用 , 获得基本事实 、 概念 、 原理 、 规 律 和模 型 等 方 面 的 基 础知 识 。” 考试大纲重新对 高考考查的能力进行界定 , 明 确 了 假说 演 绎 、 建立模 型 、 系 统 分 析 等 科 学 研 究 方 法 在 能 力 要 求 中 的地 位 , 在 近年 来 的生 物 高 考试 题 中 也 有 所 体 现 。那 么 , 如 何 利用 概 念 模 型 进行 教学 呢 ?笔 者 作 了探 讨 。事例 , 学 生 听得 津 津 有 味 , 兴致高涨 , 看 得 出 学 生 对 生 物 学 科 很喜爱。但是当我问学生 , 我 们 这 堂课 主要 学 习 了 哪 些 知 识 , 所 有 学 生 一脸 茫然 。 我 的 内 心 很 失落 。 当 我 引 导 学 生将 本 节 的 知 识 体 系 梳 理 出来 , 学 生 的脸 上 露 出很 兴 奋 的表 情 , 感 觉 一 节 课 的 内容 .用 概 念 图 可 以这 样 清 晰 地 表 示 出来 ,太 不 可 思 议 了。因此 , 在 每次 讲 授 完 新 课 , 我都 增 加 一 个 环 节 , 让 学生 构 建 概 念 图 。 这样 做 , 可 以很 好 地 抓 住 主干 知 识 , 发 现 各 个 知 识 之 间 的关 系 , 可 使 零 碎 知识 网络 化 、 立体 化 , 使 原 来 理 解 不 清 的 知 识 清 晰化 。 零 散 的 知识 系 统 化 , 便 于记 忆 、 便 于 知 识 的 灵 活 运用 。 如 学 习 了可 遗 传 的 变异 这部 分 内容 后 , 可 让学 生构 建 如 下概念图 :
高中生物教学中的模型建构

取得了良好的效果。
2.图画物理模型的构建提升了识图水平实物物理模型在大小、色彩、视觉等方面有着一定的局限性,在日常教学中使用不是很广,但是以图画形式构建物理模型则相当普遍,如呼吸作用和光合作用、转录与翻译、噬菌体侵染细菌等过程模型、各种细胞器结构的静态模型、人体细胞与外界环境的物质交换模型等。
通过多次这样的物理模型的构建,学生养成了一种思维习惯,凡遇抽象的结构或过程,都会尝试用简易的图画协助理解、思考。
而且,在高中生物中,识图水平极为重要。
图表是生物科学研究成果的一种重要表现形式,所以在生物高考中注重考查学生读图、识图、析图和绘图的水平。
平时的学习中养成了构建图形这种良好的习惯之后,考试中对图形题也更胸有成竹了。
二、概念模型概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物的本质特征的模型。
我们很多学生都存有这样的问题:课本中的单个知识点都掌握得很好,但是在做综合题时总有很多的“想不到”,究其原因是不能迅速地把相关知识联系起来,而构建概念模型能够改变这个状况。
1.构建概念模型,整合零碎知识学完必修1第3章后,我利用学案中事先设计好的框架,让学生构建了概念模型,将课本中第3章的第1节、第4章第1节、第2节、第3节的内容整合在一起,使零碎的知识完整化。
模型如下:构建这样的概念模型,有利于学生对某个单元、某个模块知识实行加工、理解、储存,全面系统地掌握和记忆知识要点,有利于学生形成完整、清晰、系统、科学的知识体系,同时也促动了学生感知、记忆、想象水平的发展。
〔2〕内环境的成分和理化性质、分泌蛋白的合成运输加工和分泌、生物膜在结构与功能上的联系等等,很多方面的知识要点都能够通过构建这样的概念模型,使学生更系统地掌握、理解生物学知识。
2.构建概念模型,简化复杂知识血糖调节是高中生物教材中一个重要的知识,而且与人体健康有密切的联系,但是这个内容既“看不见,摸不着”,又极为复杂。
故而教材中安排了一个模型建构活动:“建立血糖调节的模型”,意在引导学生通过这个探究活动,更好地理解人体内是如何对血糖含量实行调节的,并在此基础上理解体内激素如何对生命活动实行调节;同时,也力图引导学生初步了解建构概念模型的基本方法和意义。
模型建构在生物教学中的应用
建立模型,体验模型建构过程中知识的思 维理解过程,运用理性的思维去理解、记 忆和解释生物知识,树立生物学科素养。
在生物教学利用思维导图和概念图 帮助学生梳理知识点之间的联系,利用各 种联系,引导学生建构知识体系,提高知 识的记忆。在学习各大生物系统时可以利 用建立物理模型,如心脏肺、植物体的各 项生理活动、真核细胞的三维结构模型、 细胞膜的流动镶嵌模型、与蛋白质结构相 关的曲棍模型、DNA 双螺旋结构模型的制 作、半保留复制实验模型、蛋白质合成过 程的模拟、染色体组的模拟等。模型建构 对于培养和发展学生的理性思维能力具 有不可替代的作用,有助于学生梳理知识 间的逻辑性。
程中,一定要先抓住主要特征,然后将这 些特征形象化,在这过程中要遵循科学性 和客观性。在教学中建立物理模型,如细 胞结构图、细胞立体结构模型、染色体模 型和减数分裂过程中染色体分裂模型等, 教师一定要根据客观事实、符合科学性、 逻辑性,帮助学生们全面掌握认识对象的 特征,再则要保证整个建构模型过程的合 理性和流畅性,最后要对模型进行检验和 证实。在这整个模型建构中,能使学生充 分掌握物理模型建构的方法,培养学生的 自主动手能力和探究能力,同时能激发学 生的学习乐趣和激情。
JIAOXUETANJIU 教学探究 53
模型建构在生物教学中的应用
福建省晋江市紫峰中学 陈燕萍
摘要:模型是人们为了某种特定目的 而对认识对象所做的一种简化的描述,在 生物教学中主要包括物理模型、数学模型 和概念模型等三种模型。根据模型的分 类、特点、功能及其在生物教学中的应用 和意义,展开针对性的研讨。
3.概念模型。 概念模型是通过文字来描述概括出 事物本质特征的模型。概念模型是针对某 一问题 ,最 常 见 的 是“ 假 说—演绎”体系。在构建概念模型中,首先 要明确研究对象,掌握研究对象相关因素 的特性,进而建立各因素之间的联系和影 响方式,最终完善整个概念模型。在生物 学中,最常见概念模型有达尔文生物进化 论、细胞学说、细胞膜的流动镶嵌学说等。 在课堂上,学生们通过分析科学家的概念 模型能够意识到概念模型实际是一个动 态的发展体系,一直在不断地进行变化和 更正。概念模型适用于生物教学,能在课 堂上起到事半功倍的成效,主要是由于它 能以网络架构的形式来体现各个知识点 之间的相互关系,从而能够更好地帮助学 生学习和理解知识点,夯实基础。 三、模型的功能 1.解释说明。 模型具有形象直观的特点,不仅能将 抽象的认识对象简单化、具体化,图像化, 而且能够将复杂的理论、概念、定理通过 模型进行更深一步的解释和描述。学生利 用直观的模型,可以更高效地掌握知识,利 用课堂知识,归纳总结后自主构建模型, 直观深入地理解知识,也可以结合实践活 动,转化理论知识运用于生活中。 2.模拟实验。 模型能够模拟被研究对象的变化过 程,使得研究者更加充分地认识和观察研 究对象,进而掌握研究对象的性质、特征 和变化规律。在生物课堂中,由于课时、学 校实验条件、材料的危险性等各种因素的 限制,许多生物实验无法在生物课堂中实 现,此时利用动画、模型模拟实验能够克
高中生物课堂中合理运用生物建模的探究
高中生物课堂中合理运用生物建模的探究引言生物建模是一种将生物学的概念和理论通过实物模型或虚拟模型的方式呈现出来的方法。
在高中生物课堂中,合理运用生物建模可以帮助学生更直观地理解抽象的生物学概念,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
本文将探讨在高中生物课堂中合理运用生物建模的意义、方法与实践。
一、合理运用生物建模的意义1.提高教学效果生物建模可以帮助学生更直观地理解生物学的抽象概念和复杂过程。
通过生物建模,教师可以让学生从实物模型或虚拟模型中观察、探究和实验,从而更深入地理解生物学的知识,提高学生的学习效率和质量。
2.激发学习兴趣生物建模可以激发学生的学习兴趣,让生物学变得更加生动和有趣。
通过接触和操作生物模型,学生可以更加直观地感受生物学知识的魅力,从而增强对生物学学科的兴趣和热爱。
3.培养学生的综合能力生物建模需要学生从观察、设计、制作到展示等一系列活动,这可以培养学生的观察、分析、实践和表达能力,促进学生的综合素质的提高。
1.选择合适的生物模型在生物建模过程中,选择合适的生物模型至关重要。
首先要根据教学内容和学生的认知水平选择合适的生物模型,同时考虑教学目标和学习任务,确保生物模型能够最大程度地展现生物学概念和过程。
2.设计生物模型实验在设计生物模型实验时,要充分考虑实验的可行性和有效性。
清晰地制定实验目的、步骤和要求,确保实验过程能够帮助学生深刻理解生物学的知识和概念。
3.引导学生进行操作与观察在生物建模的实践过程中,教师需要引导学生进行具体的操作和观察。
通过学生的操作和观察,教师可以让学生更好地理解生物学的概念和原理,同时培养学生的实践能力和观察能力。
4.展示与讨论完成生物建模实验后,学生可以展示自己的实验成果,并进行讨论和交流。
在展示和讨论的过程中,学生可以通过和同学的交流,更深入地理解生物学知识,同时培养学生的表达和沟通能力。
三、生物建模在高中生物课堂中的实践1.利用模型展示细胞结构在高中生物课堂中,教师可以利用模型来展示细胞的结构和功能。
高中生物复习课建构概念模型的方法
高中生物复习课建构概念模型的方法高中生物复习课的教学内容相对比较抽象,学生容易出现理解困难。
因此,教师需要采用一些科学的教学方法,来帮助学生建构概念模型,提高学生的学习效果。
下面介绍几种在高中生物复习课中建构概念模型的方法。
1. 实际操作实际操作是学生建构概念模型的重要手段之一,它通过让学生亲身体验和观察实验现象,来帮助学生建构概念模型。
教师可以设计一些生物实验或者观察任务,让学生通过实际操作,从而深入理解生物知识。
例如,比较熟悉的披星戴月实验,就可以帮助学生理解植物光周期调节生长的原理和规律。
2. 视频演示现代技术的发展,为生物复习课的教学提供了更加丰富的教学资源。
视觉教具广泛应用于生物教学中,其中视频演示尤为重要。
通过视频演示,学生可以观看生物现象的具体展现和过程,从而更好地理解和接受知识。
例如,通过观看蛇毒作用的实验视频,可以帮助学生认识到毒液在生物体内的作用和原理。
3. 图形展示图形展示是生物复习课教学中常用的教学手段之一,可以将抽象的生物现象转换为可视化的图形,并将其反复讲解,以便学生更好地理解。
例如,结合草图等图形来讲述生物分子的结构和作用,可以帮助学生形成更加直观的理解。
4. 模型制作生物模型的制作是生物复习课教学的一种创新方式,能够使学生加深对生物现象的理解。
教师可以根据实验现象或者生物结构特点,布置生物模型的制作任务,鼓励学生参与到制作过程中来,从而提高学生的学习兴趣和效果。
例如,学生们制作的DNA双螺旋模型,可以直观展示DNA分子的结构和组成原理。
总之,通过实际操作、视频演示、图形展示和模型制作等方式,教师可以帮助学生更好地认识和掌握生物知识,从而建构出更为具体和深入的概念模型。
希望这些方法能够对教师们在高中生物复习课的教学中,提供有益的参考。
例析模型建构在高中生物教学中的应用
计 , 成 了 本节 课 的 教 学 目标 。 达 以下 是 选 自学 生 的设 计 流 程 图 学 生 在 自评 中给 自己 画上
一
个 开 心 的 笑 脸 , 为 自 己也 能 像 科 学 家 一 样 设 计 方 案 … … 因
和 进 化 》 第 3章 第 2节 “ N 分 子 的 结 构 ” 由 D A双 螺 旋 结 中 D A , N
生 物 学 习 中 的 模 型 建 构 是 指 利 用 模 型 方 法 , 寻 找 变 量 之 间 的 关 系 , 建 生 物 模 型 , 后 依 据 模 型 进 行 推 导 、 算 , 出预 构 然 计 作
么 , 人 觉 得 在 探 究 活 动 中, 生应 该 有 学 习 的 过 程性 资料 或 结 本 学
果 呈 现 , 了过 程 材 料 、 有相 应 的 模 型 、 释 方 案 和 结 果 , 师 有 或 解 教 对 其 进 行 评 价 , 生 能 够 从 中 获 得 成 功 的情 感 体 验 , 持足 够 的 学 保 探 究 热 情 , 生 强 大 的 内在 动 力 , 利 于 学 习 效率 的提 高 。 产 有 在 本 课 例 中 , 计 学 生 活 动 : 看 科 学 家 的单 克 隆抗 体 的制 设 观 备 过 程 , 正 实 验 设 计 ( 自 己设 计 的流 程 图 上 补 充 )并 进 行 自 修 在 ,
例析模型建构在高中生物教学中的应用
◎泉 州市培 元 中学 江 宜博
∥蓝 通高中 生物课程标准》的知识目 标指出:获得生物学 “
\ \日 基本事实、 概念、 原理、 规律和模型等方面的基础知识,
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构建概念模型在高中生物教学中的应用
作者:魏永强
来源:《中学生物学》2017年第03期
1 教材分析
1.1 教材的地位和作用
本节是人教版高中生物必修3第五章第二节的内容,包括能量流动的概念、过程、特点、能量流动的意义和能量传递效率的计算。
本节内容第一课时教学中,教师需使学生掌握能量流动的概念、过程、特点和会简单进行能量传递效率的计算。
这些内容是对之前已学的细胞的能量供应和利用及生态系统的结构内容的延续,又为第二节能量流动的实践意义的学习打下基础,同时又是学习生态系统的物质循环和稳定性、生态环境的保护等内容的基础,所以本节内容起到了承前启后的作用。
1.2 教学重点及难点
教学重点:能量流动的过程,能量流动的特点,能量传递效率的计算。
教学难点:能量流动过程中每个营养级同化量的去路问题;摄入量、同化量和粪便量的关系;能量传递效率的计算。
2 学情分析
2.1 知识基础
学生已经掌握了光合作用、呼吸作用、食物链和食物网等内容;并且已经掌握了能量、能量传递和能量守恒等基本概念。
在之前的学习中已涉及到模型的构建,如用光合作用图解描述光合作用的主要反应过程、甲状腺激素的分级调节、达尔文自然选择学说的解释模型等。
2.2 思维基础
学生以形象思维为主,具有一定的逻辑思维和抽象思维。
3 教学目标
3.1 知识目标
概述生态系统的能量流动;分析生态系统能量流动的过程及特点。
3.2 能力目标
培养分析问题和解决问题能力、小组合作与交流能力、思维迁移能力、处理数据及运算能力、构建模型能力及动手能力。
3.3 情感、态度与价值观目标
体会生物科学与生产生活实践的密切联系,激发学习生物科学的兴趣。
4 教学过程
4.1 课堂导入——荒岛求生,设疑激趣
教师结合教材第93页“问题探讨”,课前找三名学生(一人扮演求生者、一人扮演母鸡、一人扮演玉米)彩排一个小的情景剧,上课进行表演。
求生者:我好饿啊,这里什么吃的也没有,我只能把你们(母鸡和玉米)吃了啊。
母鸡:敬爱的主人,别吃我,您用一部分玉米喂我,我能给您下蛋,这样玉米和鸡蛋您就都能吃到了。
玉米:傻主人,你应该先吃鸡,不然的话它就会和你抢着吃我啊。
求生者:我该听谁的呢?谁能帮帮我啊?
教师:为了帮到这位可怜的求生者,让我们进入本节课的学习,从本节课中寻找答案。
4.2 能量流动的过程——问题导航,层层建模
教师围绕学生熟悉的一条食物链“草→兔子→狼”层层设问,引导小组讨论。
(1)草的能量来自什么形式的能量,通过什么途径获取?
学生根据已学的光合作用相关知识回答生产者通过光合作用固定太阳能,并且生产者固定太阳能的总量就是流入该生态系统的总能量,构建能量输入过程的模型(图1)。
(2)草固定的能量哪里去了?
教师通过幻灯片播放一段有关小草的Flash动画。
小草:我是一颗小草,我最矮,我的兄弟姐妹们都笑话我,我想长大,所以我利用体内的叶绿体拼命的进行光合作用固定太阳能,合成有机物。
可我旺盛的生长一直在消耗我的有机物。
唉,什么时候能长大呢?
老草:我是一颗老草,我马上就要入土为安了,地球上将不再有我美丽的身影,但我无怨无悔,因为我的死将换来来年更多的生机。
死草:我是一颗死草,我死的好冤啊,我还没来的及谈一场轰轰烈烈的恋爱,就被一只山羊一口吞进了肚子里,呜呜呜……
小组讨论,教师点拨归纳,分析出草固定的能量去路,构建生产者能量去路的模型(图2)。
(3)兔子摄入的能量全部流入兔子体内了吗?
学生根据常识回答兔子摄入的能量中有一部分以粪便的形式排出体外,其余的才流入兔子体内。
教师顺水推舟,告诉学生流入兔子体内的能量称为兔子的同化量,从而得出“摄入量-粪便量=同化量”的关系,继续构建概念模型(图3)。
教师引导学生进一步分析,兔子产生的粪便最终也是被分解者利用,所以对生产者能量的去路进行了进一步调整(图4)。
(4)流入兔子体内的能量又有哪些去向?
学生借鉴生产者同化量的去向分析初级消费者同化量的去路,并构建模型(图5)。
(5)每个营养级的同化量的去路都一样吗?
教师引导学生:狼作为此食物链的最高营养级,它的同化量没有哪个去路?这样进一步引导学生去构建一个完整的能量流动的模型(图6)。
4.3 能量流动的概念——过程小结,生成概念
通过以上5个问题,学生掌握了能量流动的过程。
教师利用幻灯片进行小结:
(1)能量输入:生产者通过光合作用固定太阳能。
(2)传递渠道:食物链(网)
(3)能量转化:太阳能→化学能→热能
(4)能量散失:呼吸作用以热能散失
教师引导学生归纳:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。
4.4 能量流动的特点——分析案例,巧构模型
教师用幻灯片呈现赛达伯格湖的能量流动图解。
每个小组有九块木板(图7),A1至A4四块木板之和表示生产者的同化量;B1至B4四块木板之和表示初级消费者的同化量;C木板表示次级消费者同化量。
结合本图解写出每个小木板表示的能量去路及其数值,写完后将同一营养级的四块木板拼成一个规则的长方形,最后将拼成的三块长方形木板按食物链的相对位置摆放。
小组对构建的模型进行展示,师生共同评价并修正模型(图8)。
通过模型演示,学生定性分析能量流动过程的特点并定量计算此案例中相邻营养级之间的能量传递效率。
学生通过变换模型的位置,构建能量金字塔(见图9)。
4.5 解决实践问题——释疑解惑,首尾呼应
为了更科学地帮助鲁宾逊做出决策,教师用课件提供以下实例:假设鸡自身重1.5 kg,按最大传递效率20%计算,策略1先吃母鸡;策略2中有1/5的玉米给鸡吃,剩余的玉米给人吃。
则两种策略人的体重各可以增加多少?
学生计算如下:
策略1:1.5×20%+15×20%=3.3 kg。
策略2:(15×1/5×20%+1.5)×20%+15×4/5×20%=2.82 kg。
教师引导学生通过数据模拟,解决了实际问题,体验了由定性分析到定量研究的方法。
5 教学反思
课堂导入采用角色扮演,创设荒岛求生的情境,设疑激趣,最后释疑解惑收尾,首尾呼应。
问题导航,层层设问,教师引导,小组讨论,使学生在构建概念模型的过程中掌握了能量流动的过程,同时也攻克了每个营养级同化量的去路和摄入量、同化量和粪便量关系这两大难题。
教师引导学生分析实例赛达伯格湖的能量流动图解,利用简易材料构建模型,既加深了学生对能量流动过程的理解,同时定性和定量相结合分析出能量流动的特点和进行能量传递效率的计算,最后再利用模型构建能量金字塔。
教师注重学生的评价环节,采用小组竞争机制,在提问环节,学习委员记录各组答对问题的次数,评出最佳小组,模型构建环节,组组之间展示、评价及修正。
参考文献:
[1] 成培平.模型建构在高中生物教学中的应用—“生态系统的能量流动”(第一课时)的教学案例分析[J].中学生物学,2015,(2):25-27.
[2] 黄志坚.生态系统的能量流动(第1课时)的教学设计[J].生物学通报,2012,(12):18-20.。