建模思想在生物教学中的运用

生物学是研究自然界中生命运动最基本最普遍的规律。自然界生物种类繁多，运动错综复杂，几乎每个具体的问题都要涉及到许多因素。通过建构模型能排除非本质因素的干扰，舍弃次要因素和无关因素，突出反映事物的本质特征，从而使生命现象或过程得到简化、纯化。早在20世纪30年代，贝塔朗菲在提出机体系统论概念的同时，提倡用数学和模型方法研究生命现象，简单地说就是“建模”。

 

片断一：认识人体的心脏。

 

师：同学们，将我们的右手放在我们胸部的左侧，感受一下我们的心脏跳动，并记录一分钟心跳的次数。

 

生：我感觉到了心脏在“咚咚”跳动，我每分钟心跳72次。

 

师：我们每个人的心脏位于胸腔的左侧，与我们的拳头大小差不多。它是什么样子呢？（出示心脏模型）

 

生：（表现好奇状，很用心地观察人体的心脏模型）形状有点象桃子。

 

师：的确是桃子状，它的内部结构如何呢？（剖开模型，展示内部结构）要弄清心脏的内部结构，必须搞清心脏的左右边（提醒学生们观察的是实物的投影图，与他们的左右边正好相反），上下部分要分清楚（告诉学生口诀，“上房下室”，即上边是心房下边是心室）。

 

生：认真观察，口述心脏的左右边和上下部分的名称。

 

师：弄清了心脏的左右边和上下部分，我们就可以将它们分4个腔，那么它们的名称依次是？（教师指示模型的部位）

 

生：左心房、左心室、右心房和右心室。

 

师：我们都知道心脏不是孤立在人体的胸腔，它靠相连的血管与人体全身联系（引导学生观察心脏相连的血管）。人体心脏连有8条血管，5个名称。下面我们一起来认识它们（教师同时展示人体的心脏立体挂图）

 

生：左心室连主动脉、右心室连肺动脉，左心房连肺静脉，右心房连上腔静脉和下腔静脉。

 

师：我们发现心脏的心室连动脉，心房连静脉，让我们记住第二句口诀“室连动，房连静”。右心房相连的上腔静脉和下腔静脉可以合并为上下腔静脉。

 

生：口述心脏的四腔和相连的血管。

 

师：绘制心脏平面图，巩固心脏的四腔和相连血管的名称。

 

教学反思：人体心脏的左右是学生最容易记错的地方，授课中我采用模型和人体肢体相结合展示的方式，效果很好。心脏相连的血管是立体的呈现方式，单用挂图展开来认识相互缠绕的血管，学生很难记住。教学中，我采用模型与立体图相结合观察的方式，学生很顺利地记住血管及相连的心脏结构，最后教师用心脏平面图加以巩固，比较符合学生的认知规律，教学效果也比较好。这部分教学，我感受到采用模型的直观教学方式，可以达到事半功倍的教学效果。

 

片断二：概述血液循环

 

师：血液在心脏和血管中是流动的，这是我们已经知道的事实，而且由心脏和血管组成血液循环系统中的“循环”两字似乎在暗示我们，血液不仅是流动的，而且是循环流动的，这个伟大的发现我们要归功于17世纪英国著名的医生哈维。血液在心脏和血管周而复始永不停息地循环流动，没有起点，也没有终点。为了研究的方便，我们从左心室开始来研究血液循环的途径。

 

生：观察多媒体展示的血液循环动态图。

 

师：这段画面让我们感受到了血液流动的真实场景，但研究起来，是十分麻烦的。为了简化它，让我们一起来观察黑板上的挂图。

 

生：观察血液循环模式图。

 

师：这幅图，我们发现血液经过了哪些器官？哪些部位？

 

生：我发现血液流经了肺、心脏、肾、大肠、小肠、胃。

 

生：还经过了人体的上部和下部。

 

师：血液循环的模式图告诉我们血液流经人体的许多器官和我们人的全身。这幅图让我们研究起来依然感到不方便，为了方便同学们的认识，我们去掉和合并一些结构，看是不是更容易些？（教师绘制血液循环平面图）

 

生：血液由左心室出发，流经主动脉，经过各级动脉，到达全身的毛细血管网，再通过各级静脉，汇合到上下腔静脉，回到右心房。

 

师：血液由心脏左心室出发，再回到心脏的右心房，这部分血液流经人体的全身，我们将这部分循环，称之为“体循环”。（教师在学生说的同时，张贴标有“左心室”、“主动脉”、“各级动脉”、“上下腔静脉”、“右心房”的牌子）

 

生：观察文字表述。

 

师：请一名同学上台标出血流方向。

 

生：上台演示，用箭头表示血流方向。

 

师：请同学们注意大家比较熟悉的部分“全身的毛细血管网”。大家在什么地方见到它？

 

生：在学习气体交换时见到过。它表示的是血液与组织细胞的气体交换。

 

师：图中的红色和蓝色的箭头分别代表什么气体？

 

生：红色箭头代表是氧气，蓝色箭头代表的是二氧化碳。

 

师：通过血液与组织细胞气体交换，血液的成份有什么变化呢？

 

生：血液中氧气减少，二氧化碳增多。

 

师：我们将含氧较多的血称作动脉血，含氧较少的血称作静脉血。因此我们可以这样说，经过体循环血液由动脉血变成了静脉血。

 

……

 

教学反思：概述血液循环是本节的教学重点，也是本节的教学难点。因为血液循环是人体内在的生理功能，不能直观地观察到，真实的血液循环又是十分复杂的。学生即使能观察到，认识起来也是十分不易的。我在教学中先采用多媒体动画演示真实情景，让学生感受血液循环流动情况，然后用血液循环模式图的方式，认识血液循环流经的器官和人体的部分，最后教师采用平面模式图，化繁为简，较顺利地认识了体循环。学生也能用比较的方式，很顺利掌握了肺循环。本内容的成功处理，让我感觉建立模型，用模式图来认识生物的生理功能是一个不错的教学方法。

 

建模思想是数学教学中的一项重要理念。如果我们在生物教学加于很好的运用，会帮助生物教师顺利破解生命的奥秘，增强生物教学的有效性。