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    生物学教育中的模型和模型方法
    作者:余自强    文章来源:作者惠赐    点击数:    更新时间:2009-10-18

    (原载:《生物学教学》,2004年第4期)

    模型和模型方法在现代自然科学和社会科学中有着广泛的应用,因而在科学教育中很受重视。例如,美国《国家科学教育标准》在“科学内容标准”中,把科学主题的重点定为“所有学生需要了解、理解和运用的科学事实、概念、原理、理论和模型”。在9~12年级的内容标准中,进一步把“承认并分析其他解释模型”作为进行科学探究所需要的基本能力[1]。我国的高中生物学课程一直在大量使用模型,充分利用这一资源,可增进学生对模型和建模思想的理解,培养他们运用模型和模型方法进行探究的能力。

    1 生物学中的模型

    我国高中生物学教材在用语言表述生命现象和生命活动规律的同时,经常提供相应的模型。所谓“模型”,是指模拟原型(所要研究的系统的结构形态或运动形态)的形式。模型不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本质特征[2]。模型可分为两类:物质模型和思想模型。生物学中的物质模型有实物模型和模拟模型之分,遗传学中的“表现型”就是一种实物模型,相当于生物体某性状的模式标本;而细胞结构模式图、减数分裂图解等则属于模拟模型,思维模型是事物在人们思想中的理想化反映,是物质模型在思维中的引伸。根据构建模型的思想方法,模型又可以分为两类:一类是以形象化方法(或称为意象思维方法)构建的具象模型,它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征,如生物膜液态镶嵌模型、DNA分子双螺旋结构模型。另一类是以理想化方法(或称抽象思维方法)构建的模型,是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的,例如“基因型”和杂交过程图解等。基因型,其实质是“基因组成模型”,它用英文字母来表示生物体中与所研究问题有关的基因组成。杂交过程图解是理想化的过程模型,它按遗传学规律把杂交过程简化,用以反映和解释杂交试验的过程和结果,并能通过演绎推理来预测某些杂交试验的结果。


    [1] []国家研究理事会.1999.美国国家科学教育标准.北京:科学技术文献出版社,128-215.

    [2] 辞海编辑委员会.1990.辞海.上海:上海辞书出版社,1489.

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