高中生物学课程中的模型建构运用

　　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。本人对一些知识的教学有些心得，在这里期待与大家共同探讨。

　　一、物理模型的构建在对比光合作用和呼吸作用的关系时的应用

　　在光合作用的图解中最常见的是（如图1）。如果以此图解为线索，主要通过构建细胞模式图，将不同光照强度下，线粒体呼吸作用与叶绿体光合作用这样不可见的抽象的过程，用实物构建，可以帮助学生更好的理解光合作用和呼吸作用以及净光合作用之间的关系。具体教学设计如下：

　　（一）在课堂上给学生展示坐标图（如图1），请同学们分析坐标图解横坐标和纵坐标的关系，即要求同学们得出此图主要描述的是不同光照强度对光合作用的影响，与此同时我们不能忽略植物始终还在进行着呼吸作用。
　　
　　（二）分析对比光合作用和呼吸作用的实质。光合作用实质：吸收CO2,合成有机物，释放O2,储存能量；呼吸作用实质：消耗O2,分解有机物，释放CO2,释放能量。强调：我们通常以CO2的吸收量（或O2的释放量）代表光合作用，以CO2的释放量（或O2的吸收量）代表呼吸作用。

　　（三）、模型构建。引导学生分组讨论，尝试构建在不同光照强度下，叶绿体进行光合作用和线粒体进行呼吸作用的关系模型图。在构建模型时，利用注射器模拟叶绿体和线粒体。具体操作：在大小合适干净的纸上画一个植物细胞的框架，平放在桌上。选有刻度的注射器若干支，分两等分，分别贴上叶绿体和线粒体的标签，将其中标有叶绿体的注射器不吸入气体，而标有线粒体的注射器吸入一定量的气体。将两支注射器放入纸上画好的植物细胞框架内备用。

　　1.构建植物在未接受光照时，只有呼吸作用的细胞模型图。没有光照，叶绿体不进行光合作用，不吸收CO2,故注射器内不吸入气体。而线粒体进行呼吸作用会释放一定的CO2,故将注射器内已有的气体推出一定量并记录数值，这时线粒体释放的CO2量则代表呼吸作用强度，假设整个过程中呼吸作用保持不变。

　　2.构建植物在接受较弱光照时，既有光合作用，又有呼吸作用，但是光合小于呼吸作用的模型图。一位同学将标有线粒体的注射器再推出同上相同量的气体代表呼吸作用释放的CO2,与此同时另一位同学要将标有叶绿体的注射器吸入少量气体，代表光合作用吸收的CO2量。共同讨论得出，呼吸作用释放的CO2一部分被光合作用吸收，一部分释放到外界环境，这时消耗大于合成。

　　3.构建在光强增大到一定程度时，光合、呼吸作用强度相等时的细胞模式图。两位同学同时操作，将标有线粒体的注射器推出同上相同的气体量，标有叶绿体的注射器吸入与其等量的气体。分析此时线粒体呼吸作用释放的CO2恰好完全被叶绿体光合作用吸收，这时既没有向外界释放气体，也没有吸收气体。即呼吸消耗量和光合合成量相等，净光合作用为零。

　　4.构建光照进一步增强，光合作用大于呼吸作用时的模式图。一位同学将标有线粒体的注射器还是推出同上相同的气体量，但是标有叶绿体的注射器同时吸入大于标有线粒体的注射器推出的气体量。讨论得出此情形下光合作用吸收的CO2一部分来自呼吸释放，另一部分则是从外界吸收，这时光合作用合成量大于呼吸消耗量，净光合作用大于零。

　　5.综合对比分析上述四种情形，分析得出实际光合作用、呼吸作用以及净光合作用的计算关系式。指出其中从外界吸收的CO2量则代表净光合作用。

　　二、概念模型在减数分裂教学中的应用

　　减数分裂对学生也是很难理解的知识之一，减数分裂过程中最重要的变化是同源染色体的变化，学生要充分理解同源染色体的概念，才能掌握减数分裂以及减数分裂和有丝分裂的比较。同源染色体的概念，以及减数分裂和受精作用的意义都有重要帮助。

　　（一）在减数分裂教学导言中的应用

　　生殖与发育，请同学们以人为例讨论：如果整个过程只有有丝分裂。经过分析，如果只有有丝分裂，那么每繁殖一代，染色体的数目就会增加一倍。此时引出生殖细胞的形成是通过减数分裂的方式实现的。

　　由此总结减数分裂的概念。

　　（二）在同源染色体概念理解中的应用

　　疑问：人的精子与卵细胞中含有的23条染色体能否称作11对半？通过分析，这23条染色体形态大小都不相同，不能成对，编为1-23号。当精子与卵细胞结合后，受精卵中就有了23对染色体，这23对染色体每对都是一条来自父方，一条来自母方，受精卵中共有23对这样的染色体，形态大小相同，这样的染色体称为同源染色体。

　　疑问：精子和卵细胞中还有同源染色体吗？再结合本节中的问题探讨推导出，减数分裂过程中重要变化：一定发生了同源染色体的分离。

　　（三）在减数分裂与受精作用意义理解中的应用

　　通过分析学生理解了减数分裂与受精作用在维持生物前后代染色体数目恒定中的重要意义。

　　总而言之，在教学中，我们要不断尝试，通过建立模型等方法，以新的教学理念为指导，优化教学设计、不断解决生物教学中的疑难问题。