摘要：生物模型在中学生物教学中的应用已然非常普遍，也遭到了广泛关注，但使用最多的还是传统挂图及班主任“专属”的简易教具模型，中学生参与课堂学习的程度较低。按照中学生物选修一模块的实际教学须要，借助两种“新材料”进行数学模型教学，能使数学模型在生物课堂教学中发挥更大作用。
关键词：中学生物、物理模型、课堂教学
一、物理模型的概念及分类
生物模型的分类方法有好多种，按照人教版新课标教材第54页《分子与细胞》模块的说明，根据重构方法的不同，生物模型可以分为三种，即数学模型、数学模型以及概念模型。陶丽萍觉得：“所谓生物教学数学模型，也就是直观教学。”王伟觉得：“物理模型是按照相像性原理，将客观事物或生物体某部份结构根据一定的比列进行相应放大或缩小，进而展示生物个别方面的本质特点及相应的功能。”
数学模型可分为结构模型和过程模型两个类别细胞膜教具图，下边附中学生物（人教版）选修一数学模型举例：表1
结构模型
过程模型
动、植物细胞亚显微结构模式图
分泌蛋白的产生及运输过程图
细胞核结构模式图
自由扩散和协助扩散示意图
生物膜的结构模型示意图
动物细胞有丝分裂模式图
二、物理模型在课堂教学中的作用
建构主义学习理论觉得：知识的获取过程不是简单的由外到内的传递和转移，被动地接受别人的理论，而应当是在某种真实的情景创设中，中学生积极主动地探求知识的内在联系，将新旧知识确切地串联上去，进而建立属于自己的知识体系。
1.迸发中学生兴趣
班主任通过模型制做，可以将一些微观的结构和生物过程放大，形象地呈现在中学生面前，提高中学生的探究欲望，迸发中学生学习生物的兴趣。
2.营造热烈开朗的课堂气氛
班主任通过模型制做和展示，不但对中学生的固有知识进行了巩固，并且还锻练了中学生之间的沟通及动手能力，提高了中学生的团队意识，真正把热烈、互助的课堂学习还给了中学生。
3.提升学习效率，打造高效课堂
中学生在主动探求知识的过程中，可以将旧知识与新知识进行有机结合，这样，中学生对知识的理解会愈加深刻，知识的巩固度也比单纯讲授法要高得多，逻辑思维能力也会得到发展，进而达到知识教学与技能培养的目标，从而构建高效课堂。
三、物理模型在中学生物选修一模块中运用的教学实例1.课例：第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型
教学模型建议：橡皮泥模型。
模型优点：相比于传统的“塑料”教学演示模型，橡皮泥在可塑性、重复性、修正性方面更适宜中学生课堂使用。
模型打算：用橡皮泥模拟磷脂分子，在课前预习过程中先让中学生用橡皮泥制做一些大型磷脂分子，结构包括矩形“头部”和一个分叉“尾部”。
设计问题（1）：指出磷脂分子的特征，亲水脸部和疏水尾部，请中学生讨论在空气和水界面上磷脂分子怎样排列？细胞内外都处于水环境，磷脂双分子层又怎样排列？（以磷脂分子在空气—水界面上铺成单分子层为基础，理解磷脂双分子层的排列方法）请中学生在小组内讨论怎样排出正确模型并在黑板上进行演示。
设计问题（2）：1959年罗伯特森在电镜下观察细胞膜的暗—亮—暗三层结构，他猜想，电镜下看见的亮层是脂类分子，两侧暗层是蛋白质分子，这些生物膜是静态结构。请朋友思索，按照罗伯特森的猜想，细胞膜的另一重要成份蛋白质又是如何排列在磷脂分子两边的？小组内讨论并由小组代表展示，其他小组点评。
设计问题（3）：1972年桑格和尼克森提出了细胞膜的流动镶嵌模型。借助不同颜色的橡皮泥代表不同功能和种类的蛋白质。请朋友小组内讨论怎样表示细胞膜上的蛋白质，包括镶在磷脂双分子层表面的蛋白质、通道蛋白、部分或全部嵌入磷脂双分子层的蛋白质以及贯串整个磷脂双分子层的蛋白质，再由小组之间互相补充和纠错，最后由班主任点评，并给出流动镶嵌模型示意图。
模型建立建议：该模型建立过程，以科学史为主线、以问题串为线索、以中学生活动为主体，由中学生借助橡皮泥不断修正和探求，在班主任的鼓励下，中学生积极参与活动，逐渐探求出细胞膜的流动镶嵌模型。
2.课例：第六章第一节细胞的增殖教学模型建议：吸铁石板模型
模型优点：整节课的重点是动物细胞有丝分裂过程，尤其是细胞内染色体在各时期的行为变化。传统纸板模型都是静态展示，不能表现出有丝分裂过程中的动态变化，但是传统纸板模型修正较难，降低了中学生制做的难度，不利于展示和交流。吸铁石板模型，既可以将模型贴在黑板上，又可以让中学生对吸铁石板不断进行修正和探求细胞膜教具图，有利于小组之间的展示、订正。最终，中学生收获了完整正确的有丝分裂过程。
模型打算：认真阅读教材中动物细胞有丝分裂过程的相关内容，重点了解分裂期的细胞核膜、核仁及染色体行为变化特点。
设计问题（1）：以红色吸铁石板为底板，用裁切好的蓝色和白色磁条模拟细胞内染色体（以4条为例，2蓝2红）。依据动物细胞有丝分裂各个时期的特征，借助模型分别展示间期、各分裂期的细胞内的变化。
模型制做：间期2张图（分别表示出染色体复制前后DNA的数目变化，注意这时的染色质呈细丝状态），有丝分裂前期1张图（注意这时的染色体减短螺旋化，与间期形态相分辨，出现纺锤体且核膜胚乳消失），有丝分裂中期1张图（染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上），有丝分裂后期1张图（着丝点分裂，姊妹染色单体分离，分别移向两极），有丝分裂末期2张图（细胞的赤道板位置出现细胞板，新的核膜胚乳及染色体解螺旋重新呈现细条状）。
模型制做时间：15分钟。小组成员分工合作，讨论各个时期的变化并完成连续而完整的7张模式图。
设计问题（2）：借助制做的7张吸铁石板模型，用课文中的确切语言描述各个时期的特点，并按照制做的磁板模型，在教案表格中勾画动物细胞有丝分裂过程的模式图。
设计问题（3）：小组成员一起到台前展示，并由不同成员讲解各个时期的特点，其他小组可以提问，对不同时期模型的制做方案进行订正，展示自己组内的成果。最终，班主任在黑板展示出连续、完整、准确的各个时期的模型，再度请中学生理解相关概念，如染色体、着丝点、纺锤体、赤道板等。
设计问题（4）：借助展示出的完整动物细胞有丝分裂过程模型，阐述其与植物细胞有丝分裂有什么区别。模型建立建议：有丝分裂是选修一模块的难点，借助数学模型模拟动物细胞有丝分裂过程，可以放慢新知识的学习过程，让中学生渐渐感受到有丝分裂各个时期的变化和特性。借助这最初的4条染色体模型，可以帮助中学生直观地了解各个时期染色体数目和DNA数目的变化过程，突破本节课的难点。在中学生交流展示环节，借助课文中的确切语言进行描述，培养中学生的语言抒发能力，这是符合新课标要求的。四、物理模型应用过程的反省1.课前布置预习任务，做好模型材料打算数学模型在课堂教学中的应用尚且有众多优点，但个别模型的制做，仅靠班主任一人是很难完成的，须要在课前给中学生留出预习时间，让她们提早制做模型的小组件，如上述两个实例中的磷脂分子和染色体模型。2.悉心设计教学问题，构建高效课堂数学模型的应用，使中学生活动时间下降，班主任讲授时间减短，这就要求班主任悉心设计课堂教学环节，教学步骤环环相扣，设计的问题要针对性强，模型要具有可操作性、可修正性和可展示性。3.注意模型展示后的评价、鼓励和总结班主任在展示组内模型的过程中，应尽可能多地让小组进行展示，鼓励小组间提出不同观点，这样就可以曝露出更多问题，迸发中学生参与及认同的意识。组间点评结束后，班主任要针对模型制做环节、语言叙述环节、模型展示环节、组间点评环节进行总结，多给出肯定和鼓励的评价，针对中学生出现的问题进行引导，逐步建立整节课的教学内容。对刚才进入高二的中学生来说，在教学中多借助数学模型方式，能让她们在制做模型的过程中，既动脑，又动手，体验制做模型的“小辛苦”和“小幸福”，使生生合作与师生合作达到最佳的疗效。参考文献：[1]陶丽萍.分校生物教学数学模型设计[D].北京:江苏师范学院,2013.[2]王伟.中学生物学模型教学的实践研究[D].上海:上海学院,2014.[3]林飞明.建立数学模型，促使中学生物教学[J].新课程:学校,2016(7).
作者单位：广东省冠县第二中学