浅谈高三生物一轮复习常态课的模型构建

——以“光合和呼吸”专题为例

作者：南宁市东盟黄冈中学 钟景娇

注：本文已经被省级教育报刊《三千悦文摘》录用，将于2022年3月公开刊登发表。

摘要：在高中生物一轮复习中，建构模型是一种科学的研究方法，对于复习效率的提升有着重要意义。由于高中生物知识本来比较分散，被称为理科中的“文科”，传统的一味要求学生死记硬背的一轮复习模式不仅效率低下，也容易让学生产生疲惫感。因此，教师需要转变方法，整合复习资源，引导学生建构一轮复习常态课模型，提高复习效率。

关键词：高三生物；一轮复习；常态课；光合和呼吸

引言：新课标中关于学科素养的论述，强调学生应具备包括模型与建模等方法在内的科学思维。《2019年全国统一考试大纲说明》中同样要求学生能够通过文字、图表等建模方式表示、描述生物知识。因此，无论从学生生物素养的发展需求，还是新高考的现实要求，都需要教师建构课程模型，提高一轮复习教学效率。基于此，本文以“光合和呼吸”这一专题的一轮复习为例，对高三生物一轮复习常态课中的模型建构策略谈谈自己的心得体会。

一、高中生物一轮复习常态课模型构建的思考

高中生物学复习课常态课模型是立足高中生物学的学科特点、知识内容以及实践经验，在总结生物学科复习常态课教学实践经验的基础上，动态化地构建具有代表性的教学模型，以不断提升高中生物学一轮复习常态课教学质量的过程。复习常态课模型的构建往往源自于需要在教学过程中解决的具体问题。即便是同一个教学问题，在不同的具体条件下，所应采取的解决策略与方法也不尽相同，由此建立的教学模型也是各具特色。所以，高中生物一轮复习常态课的教学模型应该是多元化的，并不是固定的、单一的、万能的。在高中生物学一轮复习常态课上，教师应结合不同的教学内容、具体的教学目标灵活地选择相应的教学模型。

高中生物学一轮复习常态课的课型特点：

1.教学内容具有重复性

高中生物学一轮复习常态课上的内容大多是学生已经学过的知识，因此学生对这一课型的兴趣远远不像新授课一样那么强烈。因此在一轮复习常态课上，教师应注重采取多样化的教学手段，构建丰富的教学模型，以充分调动学生参与复习课的积极性。

2.大容量、系统化

与新授课相比，复习常态课的知识容量要更大。因此，在一轮复习常态课上，教师要注重引导学生归纳知识点、梳理知识点，帮助建构更具系统性、结构化的生物学知识体系。

3.知识与方法、能力相结合

在一轮复习常态课上，教师不仅要帮助学生夯实生物学知识基础，还要加强对学生解题方法、阅读方法、学习技巧的指导。通过引导学生回顾、复习典型例题，促进学生生物学核心素养的发展。

4.及时反馈

高中生物学一轮复习过程中，教师有必要通过相应的练习，了解、掌握学生对所复习过的生物学知识的掌握程度，从而能够及时帮助学生查漏补缺，补齐学生在新授课环节留下的短板。

总之，在高中生物学一轮复习常态课上，教师应灵活选择相应的教学模型，最大程度地发挥学生在复习课中的主观能动性，才能使得一轮复习常态课达到事半功倍的教学效果。

二、模型构建在高中生物学一轮复习中的重要意义

1.巩固基础知识

在高中生物学一轮复习常态课上构建相应模型，不仅能够有效帮助学生巩固基础知识，还可有效促进学生知识应用能力的提升。现代教育理论认为，在教育教学过程中，必须正确处理学生知识积累与能力发展之间的关系，要避免“重知识传授轻能力发展”倾向的出现。建构模型中的问题情境是客观世界中各种现象、反应的集中体现与具体描述，需要学生调动自己脑海中已有的知识经验、思维图式，抽象实际问题，并将其转化为具体模型。只有经历“发现问题→抽象问题→建立模型”的这一思维过程，学生才能深刻理解、真正理解生物学的相关概念，掌握生命活动的具体规律，进而不断进阶自身的生物学科核心素养，提高问题解决能力。

2发展创造性思维

在高中生物学一轮复习常态课中构建相应模型，还可以有效发展学生的创造性思维，提高学生信息甄别能力。认知心理学理论认为，学生认知结构的形成过程，从本质来看其实是一个不断“同化”或“顺应”的过程。在一轮复习常态课上遇到的很多问题情景，都具有开放性、真实性、复杂性等共性特征。学生们在面对这些真实客观、信息庞杂的问题情景时，由于缺乏相关经验的助力与指导，只能通过自身的不断尝试与探索，筛选所获得的相关信息，必要时还需要借助灵感或直觉，才能抓住问题情景的本质，进而建立相应的模型。而学生通过经历这一过程，能够充分激活思维，从而获得创造性思维的发展的信息甄别能力的提升。

3.为高考奠定基础

美国著名教育心理学家布鲁纳认为“认识是一个过程，并不是一种结果。”在高中生物学一轮复习常态课上引导学生建立相应模型，能够让学生更加积极地参与到生物学实际问题的解决过程中，并主动地建构知识，从而不断提升生物学复习课教学成效。所以，在一轮复习常态课上灵活、合理地运用各种模型，能够有效帮助学生建构更加完善的生物学知识、加深对生物学核心概念的理解、具体化地掌握抽象地生物学知识、获得综合运用知识能力地提升，为学生更加从容地应对高考奠定基础。

三、高中生物学一轮复习常态课模型构建策略

1.建构图文模型，强化知识记忆

高中阶段的生物知识既分散又抽象，对于很多学生来说，生物学中的很多微观生物现象的确难以及时理解与吸收，而这一问题的存在势必会对一轮复习的整理效率产生不同程度的影响。从笔者自身的教学实践经验来看，在高中生物一轮复习中，引导学生建构图文模型，直观、形象、全面地展示复习内容、生物现象，不仅能够增强复习过程的趣味性，还可有效帮助学生强化对生物知识的理解与记忆。

例如，在进行“光合和呼吸”这一专题的复习时，很多学生会混淆植物的叶绿素提取与叶绿素分离实验的相关知识点。因此在一轮复习过程中，教师可引导学生分别进行叶绿素的提取实验、叶绿素的分离实验，并对两次实验的步骤与现象进行对照，进而理解植物叶绿素提取与分离的不同原理。在此基础上，教师可引导学生将“植物叶绿体色素提取与色素分离实验”的相关知识绘制成树状图，让学生通过绘制关于这一知识点的树状图，在脑海中直观、全面地呈现相关知识，从而有效避免知识混淆的问题。

叶绿体中色素的提取与分离实验的相关知识点，是近年来高考的易考点，需要教师在一轮复习中，通过引导学生建构图文模型，梳理、分析实验现象、实验结果，并就导致出现某种实验结果的原理、原因展开共同分析与相互讨论，以帮助学生加深对这一知识点的理解与记忆。

2.构建物理模型，理清物质变化

物理模型，是一种以实物、图形或画面等形式为依托，对认知对象的相关特征进行直观化、形象化表达的一种实体模型。在高中生物学一轮复习常态课中应用物理模型，不仅能够帮助学生更好地掌握生物学知识，更有助于学生内化生物学知识，提高生物学知识的灵活运用能力。如在“光合和呼吸”中，就物质变化而言，光合作用与呼吸作用二者是相反的。在复习过程中，很多学生会混淆二者的联系。因此，在一轮复习中，教师可尝试改变以往的讲解模式，转而通过构建细胞简图，更加直观、形成地展示光合作用与呼吸作用的过程，让学生通过观察、分析简图，能够一目了然地认识到光合作用与呼吸作用的物质变化是相反的，同时还可以进一步明确在“光合作用”中O2为主要物质，而在“呼吸作用”中，O2则为必须物质。总之，在高中生物学一轮复习常态课上，基于“光合和呼吸”这一专题内容的特征，构建以细胞简图为代表的物理模型，能够有效帮助学生消除知识盲点，使得学生对“光合作用”与“呼吸作用”的理解更加精准，从而顺利达成一轮复习目标。

通过分析历年来的高考试卷我们发现，高考试题中“光合和呼吸”这一专题的考察主要集中于“如何用CO2的变化量来表示总光合速率、净光合速率、呼吸速率”这一知识点，旨在考查学生对总光合速率、净光合速率、呼吸速率的理解与掌握，是否能够明确的区分这三者。因此，在一轮复习过程中，教师可建立一个细胞模型，以此为例引导学生对“光合作用”与“呼吸作用”过程中的气体变化情况展开具体分析，如“在温度一定的条件下，光照强度从0逐渐增大，细胞的代又会如何变化？”通过直观化地呈现抽象的代谢过程，依次建构物理模型，有效帮助学生加深对这一知识点的理解。

图1 细胞简图模型

3.构建数学模型，体现逻辑关系

数学模型是指运用数理逻辑方法以及数学语言，建构科学模型或者工程模型。与图文模型相比，数学模型虽然不能那么直观地呈现知识内容，但是却能够以量化的形式体现各种生物现象。在一轮复习中引导学生建构数学模型，能够有效帮助学生梳理问题解决思路、把握生物学知识的本质，让学生的解题更加清晰，从而提高观察能力、问题分析能力、问题解决能力。高中生物一轮复习，不仅涵盖了众多零散的知识点，且涉及知识面范围较广，很多内容都与生命活动的规律息息相关。而通过建构数学模型，则可以完整、全面地将其体现出来。

在一轮复习中，通过绘制曲线图就能够如实地反映在不同浓度的生长素中植物不同器官的生长情况。在利用曲线图论证生物相关知识点的同时，还可将曲线图用于“解题”与表示实现现象的过程中。在“光合和呼吸”这一专题的复习时，教师便可引导学生利用曲线图表示出光照强度对“光合作用”与“呼吸作用”的影响。通过数学模型对生物知识进行量化呈现，如实体现生物知识点之间的固定的逻辑关系，复习过程自然也更加简单、高效。

上文提到，在“光合和呼吸”这一专题的复习过程中，通过建立典型的细胞模型，能够帮助学生直观地、精准地把握“光合作用”与“呼吸作用”的区别，并在此基础上，进一步明确“净光合速率”“总光合速率”以及“呼吸速率”三者之间所存在的数学关系，即净光合速率=总光合速率-呼吸速率。在一轮复习常态课上，教师不仅可以利用公式这种相对简洁的数学模型来指导学生理解光合作用与呼吸作用之间的关系，还可以通过构建如图1所示的坐标曲线图引导学生展开“光合和呼吸”的专题复习。坐标曲线图也是一种较为常见的数学模型，利用该模型，能够更加直观地呈现问题情景中相关变量的具体变化关系。在历年的高考题中，坐标曲线模型出现的频率非常高，通常用于对学生信息获取能力、知识运用能力的考查。教师在引导学生观察坐标曲线图时，要重点关注横纵坐标分别代表的含义、曲线拐点所代表的含义以及曲线发生变化的原因，并在此基础上引导学生进行拓展，构建类似的曲线模型。

通过观察图1（甲）可知，当光照强度为0时，细胞并不会发生光合作用，只有呼吸速率，而此时CO2的吸收速率为负值，这一数值的绝对值则表示呼吸速率。概括来说，如果在坐标曲线图中的纵坐标为负值，通常表示净光合速率；而如果如图1（乙）所示，曲线是从原点出发的，则通常表示总光合速率。在图1（甲）所示的坐标曲线图中，横坐标所表示的是光照强度，如果将其替换为一天的时长，则可将其拓展为如图2所示的坐标曲线。

图1 坐标曲线图

图2 横坐标拓展图

图3 纵坐标拓展图

那么我们在构建“光合作用”与“呼吸作用”的日变化曲线模型时，如果横坐标所代表的时长为一昼夜，那么影响光合速率与呼吸速率的因素会有哪些呢？要解决这一问题，还需要教师引导学生分析“温度”这一除光照强度以外的另一主要因素，并指导学生分别画出凌晨时分以及正午时分CO2浓度的曲线走势。图1和图1的坐标图线图中的纵坐标所表示的都是植物本身的CO2浓度的变化情况，如果将其替换为在密闭容器中的气体浓度，则可以进一步拓展出如图3所示的坐标曲线模型。

4.建构概念模型，梳理知识关系

在高三生物一轮复习中，很多学生会觉得知识点过于零碎、知识体系过于复杂、知识点之间的关系过于混乱，从而导致整个复习过程也是乱而无序、毫无章法。而通过建构概念模型，就能够有效梳理知识点之间的内在联系，将知识点之间的关系完成地体现出来，从而使得整个复习过程更加系统化、有序化。而概念模型的建构，需要学生具备一定的归纳与分析能力。因此在一轮复习中，教师要带领学生要循序渐进、稳扎稳打，切勿操之过急，在引导学生掌握核心知识概念的基础上，逐步梳理生物知识内容。

在一轮复习中，教师要注重引导学生挖掘每个专题中的“核心概念”，包括每个知识点的基本概念、基本原理、基础理论等，例如在“光合和呼吸”这一专题中，核心概念主要包括光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸、氧气浓度对细胞呼吸的影响、细胞呼吸的能量变化、绿叶中色素的提取与分离、呼吸作用和光合作用的关系等。在复习时，教师便可围绕这些核心概念，绘制相应的逻辑关系概念模型，如围绕光合作用这一概念，便可建构如图2所示的核心概念模型。

通过建构此类概念模型，帮助学生在脑海中建构一个关于“光合作用”这一核心概念的相对完整的知识结构。学生们掌握了诸如此类的逻辑梳理模型，在后续的复习过程中遇到此类概念便能够触类旁通，复习过程也会更加有条理性。高中生物的各个知识点之间并非相互独立，没有任何联系的，在一轮复习中，教师要注重引导学生挖掘各个知识点之间的相互关系与内在联系。学生们自主建构概念模型的过程，同时也是学生们梳理知识网络的过程。通过这一过程，能够让学生们脑海中的知识内容更加清晰，并能够将碎片化的知识内容有序串联起来，整理成完整的知识系统。

图4 光合作用概念模型

四、结语

从某种意义来看，建构高中生物一轮复习常态课模型，是帮助学生更好地理解生物知识、掌握生物知识的重要途径。因此，在一轮复习课中，教师可引导学生深挖课程资源，建构相应的课程模型，帮助学生理解、内化抽象的生物知识，从而提高复习效率。

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