范文一:初一生物眼球模型
初一生物眼球模型
制作材料:塑料瓶、凸透镜、黑卡纸、激光灯、水
制作过程:塑料瓶中装满清水(代表玻璃体),剪下一块黑卡纸(代表视网膜)贴在塑料瓶身上,再把凸透镜(代表晶状体)贴在塑料瓶正对黑卡纸的一侧。
使用方法:用激光灯对准凸透镜照射,激光灯中的物体就会在黑卡纸上形成一个倒置的物象。
说明:眼球的成像过程是同学们难以理解的难点,各学校也缺乏这方面的学具,结合初中生物学课本内容,通过探索、改进和创新,制作了一个眼球的成像过程的模型,用激光灯对准凸透镜照射,激光灯中的物体就会在黑卡纸上形成一个倒置的物象。
图
1
图2
图3 图4
范文二:简单物理模型让生物课堂更高效_申作栋
中学生物教学zswzz.cn
简单物理模型让生物课堂更高效
申作栋(河北省张家口市第一中学
摘
河北张家口075000)
要物理模型的建构是科学研究中的一种重要方法,新课程将模型和构建模型方法列入了课程
目标之一。高中生物教师在平时的教学中不仅要关注生物知识,还要重视生物科学的过程和方法。将生活中的一些简单道具应用在课堂上以构建物理模型,可以让生物课堂更加高效、生动。关键词物理模型启发教学中图分类号G633.91
问题串
生物课堂
文献标识码
B
物理模型具有直观、生动的特点,容易引发学生的兴趣和共鸣。学习一个知识点时,可能教师在解释时还会词不达意,但也许一个简单的模型就会让学生一点就通。构建模型并不是空洞的理论知识,只要善于思考,生活中的很多东西都可作为教学道具。物理模型与问题串、启发式教学联系在一起,更有利于学生构建知识。以下列举了高中生物课堂中用简单道具构建模型的10个案例。
一张B4纸1道具:
案例1:解释细胞膜的磷脂分子为双层。过程:在“生物膜的流动镶嵌模型”一节中,有荷
兰科学家将用丙酮提取的脂质在空气和水界面上铺展成单分子层,测得单分子层面积是红细胞膜面积的两倍,推测细胞膜中脂质分子为连续的两层。为什么会有这样的推论?教师将B4纸对折,让学生观察纸的面积,再将纸铺开,再观察面积的变化。很显然,铺展开的面积是原面积的两倍。由此通过类比可以理解细胞膜由双层磷脂分子构成。在此基础上,教师可以进一步引导学生思考:除了红细胞,其他细胞的膜的磷脂分子铺展成单层后,是不是也为细胞膜面积的两
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 是K +外流引起的,学生容易提出假设:膜电位发生反
教师引导转是Na +内流引起的。如果上述假设成立,
学生分析:膜内外的Na +浓度差是Na +内流的化学驱
细胞内外动力,增大神经细胞细胞外液的Na +浓度,
的Na +浓度差变大,动作电位的峰值增大。教师补充:科学家做了这样的实验,确实如此,从而验证了假设。3教学中教师应注意的几个问题3.1
充分运用学生原有的知识
精加工策略是在原有知识基础上,使学生的新、旧知识产生有效联系,加深对新信息的记忆和理解。教师应创设适当的情景,而且是学生感兴趣的或贴近学生生活过的一些事例,把课堂话语权转交给学生,如让学生进行资料分析、小组合作交流,充分激活学生原有的知识,才能使精加工收到良好的效果,最终促进学生多元智能的发展。3.2反馈评价策略
教师在教学中应引导学生因不同的学习内容选择不同的精加工类型,促进有效获取新知识。为保证学生策略掌握的准确,教师应及时对学生进行反馈、
评价、帮助和纠正,并不断提醒学生对自己的学习行为进行反思、总结、监控及自我调节,使学生学会学习,学会管理自己的学习。3.3保证足够的训练时间
教师在教学中应针对不同的教材内容,有计划地突出相应的策略,课堂上留出足够的时间让学生体会、使用策略。精加工是学生的学习过程,教师不能代替,要给学生充分体验精加工策略的机会。如在假说—演绎设计实验过程中,学生提出设计还应该更加严谨,应增加设计其他离子浓度也发生改变的对照实验。
参考文献:
[1]陈琦, 刘儒德. 当代教育心理学[M ]. 北京:北京师范大学出版社,2007:165-175.
[2]李绣兰. 精加工策略在“细胞增殖”教学中的应用[J].生物学通报,2010,45(1):33-35.[3]刘电芝. 学习策略(六)精加工学习策略[J].学科教育,1997,(6):42-44.[4]侯伟“. 静息电位和动作电位产生的离子基础”的教学[J].生物学通报,2012,47(9):31-34.
倍呢?将课堂内容进一步展开。
2道具:圆形、环形的泡沫各一块,大头钉若干案例2:解释磷脂分子的特点和脂质体的结构。过程:用大头钉模拟磷脂分子,其钉尖模拟疏水性尾部,另一端模拟亲水性头部。泡沫能够被钉尖刺入,模拟的是脂溶性物质。教师要求一位学生到讲台前演示,并提问:如果磷脂分子内部环境为油滴,外部为水,磷脂分子应该怎样排布?示例的学生应将大头钉钉尖插入到圆形泡沫中。再提问:如果磷脂分子内外都是水环境,应该怎样排布?教师示例学生应将大头钉分别插在环形泡沫的内外两侧,模拟脂质体的结构。在整个模拟过程中,其他学生可不断指正示例学生的错误,既活跃了课堂气氛,也使学生深刻理解了脂质体的结构。
3道具:薄塑料袋、粉笔头案例3:学习多种细胞器的膜结构。过程:取一个大的薄塑料袋,将它折叠成内质网的形状,压扁成高尔基体的形状,再吹起形成液泡的形状,取小塑料袋,吹成溶酶体的形状。教师启发学生思考:这些细胞器为单层膜还是双层膜?再取一大一小两塑料袋,大袋放入小袋,模拟线粒体的形状,用问题串逐步启发学生:线粒体是几层膜?内膜外膜面积怎样?线粒体内膜如何拓展膜面积的方式?还可再模拟叶绿体的结构,要求学生注意叶绿体内膜和线粒体内膜的区别及两细胞器扩大膜面积的方式。
案例4:学习分泌蛋白的膜面积变化。过程:用两个塑料袋分别做成内质网和高尔基体的形状,将内质网的一部分膜裁下来模拟囊泡,并包裹粉笔头(模拟分泌蛋白),再附在代表高尔基体的塑料袋上,很直观地表示出了内质网膜面积向高尔基体膜转化。教师继续将代表高尔基体的膜裁下来一块,模拟形成囊泡并与细胞膜融合的过程。整个模拟过程可表示三种膜成分的转化,也可用于理解内质网、高尔基体和细胞膜面积的大小变化。
案例5:展示胞吞和胞吐的过程。过程:用粉笔头放在塑料袋表面,模拟细胞膜凹陷和形成囊泡的过程。左手拿粉笔头(模拟囊泡)在塑料袋内部,将手展开模拟囊泡与细胞膜融合的过程。以上两过程清晰地展示了胞吞和胞吐过程。
4道具:黄色和白色的乒乓球各10个案例6:模拟基因分离定律。过程:用两个黄球放在手中表示基因型为AA 个体,两个白球表示基因型为aa 的个体,一黄一白表示基因型为Aa 的个体,分别用左手和右手表示两个亲本,模拟各个亲本组合形成配子及配子结合产生后代的过程。
案例7:由基因频率计算基因型频率。
过程:桌面上放置6个黄球、4个白球,表示A 的
基因频率为60%,a 的基因频率为40%。提出问题:从其中拿两个球,都为黄球(AA ),为一黄一白(Aa ),都为黄球(aa )的概率各是多少?学生容易得出AA 概率为36%、Aa 为48%、aa 为16%。可通过去除某种颜色小球表示自然选择的作用,将一种颜色的球替换为另一种颜色,可模拟基因突变对基因频率的影响。
5道具:纸卡案例8:构建DNA 双螺旋结构模型。用圆形、五角形、方块分别表示磷酸、脱氧核糖、碱基,嘌呤碱基长度比嘧啶碱基画得长一些,在纸卡上画出四种核苷酸的结构并裁剪下来。在讲解沃森、克里克构建双螺旋结构的模型时,让学生甲阅读材料并提取信息:A 始终与T 相等,G 始终与C 相等;教师补充信息:DNA 的直径固定。让学生乙手持四种核苷酸模型到黑板前拼接,要求满足阅读材料中的信息。在拼接过程中由其他学生指正错误。最后,教师对学生的模型进行指正,并指出DNA 平面结构的要点:碱基配对、碱基位于内侧、两条链反向平行。
案例9:模拟样方法计算种群密度。
在一张约1m 2的纸卡上均匀地画出多个大黑点和白圈分别表示植物A 、B ,将纸卡固定在黑板上,要求学生能够在纸卡上用五点取样法画出样方,并且统计每个样方的植物A 或B 的数目,并计算种群密度。在统计过程中,教师要求学生特别注意位于边线和顶点的植物的数目统计方法。
6道具:
纸条、曲别针案例10:分组动手模拟有丝分裂或减数分裂过程。
教师提供四个长度、宽度完全相同的纸条,模拟染色体或染色单体,将曲别针卡在纸条上表示着丝点,曲别针上别有一个纸条表示未复制的染色体,曲别针上别有两个纸条表示已经复制过的染色体。先让学生观察染色体复制前后的染色体、染色单体、着丝点数目、DNA 的数目变化。然后手持曲别针分别展示并在黑板上记录染色体在细胞分裂的前期、中期、后期的行为变化。同样,在学习减数分裂时也可以进行模拟。在操作过程中,教师可将学生每桌分成一个小组,每个学生都制作纸条,并相互指正模拟各个时期时出现的错误。
除此以外,生物课堂上还可以应用多种道具,身体本身也可以成为道具。例如,手掌张开连同手臂可模拟一个神经元,握拳横放表示大脑结构,两指成环可表示毛细血管,手指则表示毛细血管壁细胞,两臂张开连同身体可表示氨基酸的结构,等等。这些道具的使用都会让生物课堂更加直观、活跃、高效。
范文三:简单物理模型让生物课堂更高效
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简单物理模型让生物课堂更高效
作者:申作栋
来源:《中学生物学》2014年第11期
摘 要 物理模型的建构是科学研究中的一种重要方法,新课程将模型和构建模型方法列入了课程目标之一。高中生物教师在平时的教学中不仅要关注生物知识,还要重视生物科学的过程和方法。将生活中的一些简单道具应用在课堂上以构建物理模型,可以让生物课堂更加高效、生动。
关键词 物理模型 启发教学 问题串 生物课堂
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
物理模型具有直观、生动的特点,容易引发学生的兴趣和共鸣。学习一个知识点时,可能教师在解释时还会词不达意,但也许一个简单的模型就会让学生一点就通。构建模型并不是空洞的理论知识,只要善于思考,生活中的很多东西都可作为教学道具。物理模型与问题串、启发式教学联系在一起,更有利于学生构建知识。以下列举了高中生物课堂中用简单道具构建模型的10个案例。
1 道具:一张B4纸
案例1:解释细胞膜的磷脂分子为双层。
过程:在“生物膜的流动镶嵌模型”一节中,有荷兰科学家将用丙酮提取的脂质在空气和水界面上铺展成单分子层,测得单分子层面积是红细胞膜面积的两倍,推测细胞膜中脂质分子为连续的两层。为什么会有这样的推论?教师将B4纸对折,让学生观察纸的面积,再将纸铺开,再观察面积的变化。很显然,铺展开的面积是原面积的两倍。由此通过类比可以理解细胞膜由双层磷脂分子构成。在此基础上,教师可以进一步引导学生思考:除了红细胞,其他细胞的膜的磷脂分子铺展成单层后,是不是也为细胞膜面积的两倍呢?将课堂内容进一步展开。 2 道具:圆形、环形的泡沫各一块,大头钉若干
案例2:解释磷脂分子的特点和脂质体的结构。
过程:用大头钉模拟磷脂分子,其钉尖模拟疏水性尾部,另一端模拟亲水性头部。泡沫能够被钉尖刺入,模拟的是脂溶性物质。教师要求一位学生到讲台前演示,并提问:如果磷脂分子内部环境为油滴,外部为水,磷脂分子应该怎样排布?示例的学生应将大头钉钉尖插入到圆形泡沫中。再提问:如果磷脂分子内外都是水环境,应该怎样排布?教师示例学生应将大头钉分别插在环形泡沫的内外两侧,模拟脂质体的结构。在整个模拟过程中,其他学生可不断指正示例学生的错误,既活跃了课堂气氛,也使学生深刻理解了脂质体的结构。
范文四:生物模型的划分(转载)
从思维形式角度
生物模型的表现形式有物理模型、概念模型、数学模型、软件模型等。
(1)物理模型。以实物或图画形式直观反映认识对象的形态结构或三维结构,这类实物或图画即为物理模型。实物模型常见的有DNA双螺旋结构模型、真核细胞亚显微结构模型等,图画模型则有C3、C4植物叶片结构示意图、三倍体无子西瓜的培育过程图解、池塘生态系统模式图等。物理模型的特点是:实物或图画的形态结构与真实事物的特征、本质非常相像,大小一般是按比例放大或缩小的。
(2)概念模型。以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的生命活动规律、机理进行描述、阐明,这就是概念模型。例如动植物细胞的有丝分裂、减数分裂图解、光合作用示意图、中心法则图解、过敏反应机理图解等。概念模型的特点是图示比较直观化、模式化,由箭头等符号连接起来的文字、关键词比较简明、清楚,它们既能揭示事物的主要特征、本质,又直观形象、通俗易懂。
(3)数学模型。用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等称为数学模型。如酶的活性变化曲线、种群增长曲线、微生物生长曲线,还有种群密度计算公式、组成细胞的化学元素饼状图、能量金字塔等。曲线图的特点是在利用坐标系描述2个变量之间的定性或定量关系;柱形图是依据实验数据在坐标系内用柱形方式表示的2个变量之间不连续的定量关系;饼形图通常是百分比含量的圆饼状表示;计算公式或函数式则是根据数学上的等量关系、用字母符号建立起来的变量之间定量关系式。
(4)软件模型。用计算机语言编写、反映变量之间逻辑关系的应用生物程序称为软件模型。如弗里斯特等根据他们对人口增长、工业发展、粮食增长、不可再生资源的消耗以及环境污染的研究,用几十个相互联系的变量组成了一个模型,借助计算机进行各种运算,一方面对模型进行检验,同时也可以对未来作出预测。这种抽象模型的计算机模拟在生态学、群体遗传学、基因组研究等很多领域里已成为重要的研究方法。
范文五:生物学中的模型
生物学中的模型
实行新课标之后,在全国高考生物科考试大纲考试内容部分考核目标与要求中,关于实验与探究能力有如下要求:具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。其中建立模型是新课标探究教学中一个难点。下面就模型的种类、构建和转换特点进行具体的分析。
1.模型的概念和种类
必修1教材对模型的定义是:“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,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达”。《美国国家科学教育标准》中的表述是:“模型是与真实物体、单一事件或一类事物对应的而且具有解释力的试探性体系或结构。关于模型的形式或种类,不同论著中的说法有所相同。人教版新教材中所说的三种模型的含义如下:物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型,如人工制作或绘制的DNA分子双螺旋结构模型、真核细胞三维结构模型等;概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型,如对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等;数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式,如“J”型种群增长的数学模型Nt=N0λt。应该指出,物理模型既包括静态的结构模型,如真核细胞的三维结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型等;又包括动态的过程模型,如教材中学生动手构建的减数分裂中染色体变化的模型、血糖调节的模型等。下面这道试题就是要求学生判断模型种类的:
(2008年汕头市一模,10.)模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。模型的形式有多种,下列各项中正确的是:
A.沃森和克里克的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
B.种群增长模型属于生物模型
C.血糖调节模型属于化学模型
D.生物膜的流动镶嵌模型属于概念模型
(参考答案与解析:种群增长模型属于数学模型,血糖调节模型属于动态物理模型 ,生物膜的流动镶嵌模型属于物理模型;选A) 2.模型的构建和重建
我们在课本上可以看到许多模型构建的具体实例,如尝试制作真核细胞的三维结构模型,利用废旧物品制作生物膜模型,建立动态的血糖调节的模型,培养液中酵母菌种群数量的变化模型等。通过具体的构建体验,可以加深对模型特点的认识,理解模型在反映事物或过程方面的简化和直观性。下面是笔者在细胞呼吸部分复习呼吸方式判断时,与学生一起构建的有氧呼吸和无氧呼吸同时进行时,两者比例关系的数学模型:
生物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时,假设两者氧化分解葡萄糖为M,释放的总能量为QkJ,则有:
① 有氧呼吸和酒精生成途径消耗葡萄糖物质的量的比:XC6H12O6--------2870X kJ(有氧呼吸);YC6H12O6--------222 Y kJ(酒精生成途径)。则:X+Y=M;2870X+222Y=Q。
X/Y= 。即:y=kx (k= )
②有氧呼吸和乳酸生成途径消耗葡萄糖物质的量的比:XC6H12O6--------2870X kJ(有氧呼吸);YC6H12O6--------196.65 Y kJ(乳酸生成途径)。则:X+Y=M;2870X+196.65Y=Q。X/Y=。即:y=kx (k= )
在原有模型的基础上,为了进一步加深或拓展对重点问题的认识,可以适当进行典型模型的进一步分析和重建,以提高学生对相关模型的认知能力。以种群数量变化曲线为例,课本上的数学模型是反映种群数量随时间的变化特点(左上图)。在重建模型时可以考虑将种群数量改为种群数量增长率,就可以分析得出右上图所示的数学模型。 在实际解题过程中遇到数学曲线模型分析和重建的情况也非常多。下面是两个典型的例子:
(汕头市2008年一模,13.)下图中,如果横坐标改变,则曲线的变化趋势最大的是
A.①将横坐标的“光照强度”改为“CO2浓度”
B.②将横坐标的“温度”改为“O2浓度”
C.③将横坐标的“有丝分裂”改为“减数分裂第二次分裂”
D.④将横坐标的“血糖浓度”改为“内环境温度”
不难看出,本题的命题意图就是要通过数学模型的重新构建来考察学生对相关内容的掌握情况。如果能够按要求准确画出下面的数学模型,是不难做出正确选择的。
(汕头市2008年一模,16.)将一盆栽植物横放于地,则其水平方向的主根近地一侧生长素浓度变化的曲线为:(图中虚线表示对根生长既不促进也不抑制的生长素浓度)
许多同学在解题时都选择了C,其主要原因在于没有注意到模型的重建,错误地将生长素浓度看做生长素浓度对根生长的影响。其实正确选项A就是下面数学模型的变形:
3.模型间的转换
采用不同的模型来简化特定生物学问题,帮助学生深刻认识问题的变化规律和实质,是非常有效的一种表达手段。利用模型间的转换来考察学生对相关生物学问题的认识水平,也越来越频繁地出现在高考试题中。例如:
(2007年,全国卷I)5、下图表示用3H—亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白,追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是 ( )
显然,该题是将课本上的相关物理模型(见必修1第48页资料分析:豚鼠胰腺腺泡细胞分泌物形成过程图解)转换成了数学模型,考察学生的模型转换能力。类似地,在下面这道题目中中也做了同样的考察:
(2008年佛山市普通高中高三教学质量检测(一),2.)科学家提供踮S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞,测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化,结果如下图。下列选项表示a、b、c所代表的膜结构名称以及放射性标记出现的先后顺序,正确的是:
A.a核糖体→b内质网→c高尔基体 B.a内质网→b高尔基体→c细胞膜
C.a高尔基体→c内质网→b细胞膜 D.a内质网→c高尔基体→b细胞膜
(参考答案:D)
不难看出,模型的特点就是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程。数学模型和物理模型都是通过图解的形式将事物的特点或变化规律勾画出来,也都能够定性和定量地准确描述。但是,数学模型在定量描述上更加直观;而物理模型则在定性描述上更加形象。概念模型由于是文字性高度的概括和归纳,可以很好地帮助我们全面理解相关问题的实质。例如在细胞呼吸的概念中(指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。),点明了关于细胞呼吸的反应物,反应场所,反应性质,反应产物,能量变化等特点。培养学生进行必要的模型构建、分析和重建,以及尝试进行同一模型不同表达形式或不同模型间的转换,无疑是提高学生科学素养的有效手段。在教学中,如果能够较好地结合课本上各种模型的讲解,有目的的进行模型构建分析、重建和转换专题训练,学生完全可以掌握通过模型构建解决实际问题的科学探究方法。