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试论模型方法在提高生物科学素质中的功能
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模型方法就是把研究对象(原型)的一些次要的细节、非本质的联系舍去,从而以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学方法。作为一种现代科学认识手段和思维方法,模型具有两方面的含义,即抽象化和具体化。
然而,如何在生物学教育中进行模型方法教育,却始终困扰着许多生物学教育工作者。
事实上,模型及其方法在生物学教育中的独特作用,是其它因素无法代替的。本文略谈模型方法在提高中学生生物科学素质中的功能。
1 促进学生认知水平的发展
将学生的认知水平逐步从具体向抽象过渡,抓住原型的本质特征,对原型进行抽象,把复杂的原型客体加以简化和纯化,并对抽象的假设或命题进行逻辑转换,以构建一个能反映原型本质联系的模型。这一过程当然离不开从具体到抽象的过渡训练,而这种既能联系具体,又能联系抽象的性质,正是模型所特有的。模型一方面提供了这种教学情境;同时,又使学生在这种从具体到抽象的认识过程中发生认知冲突,从而促进认知水平的发展。拿“生态系统”(ｅ·ｓ)一节教学来说,按“观察池塘ｅ·ｓ等→分析各成分营养功能及地位,构建处于平衡状态的ｅ·ｓ模型→正、反例说”的程序展开教学。其中处于平衡状态的ｅ·ｓ模型构建是理论与现实的中介,起到桥梁作用。在学生对各种复杂的具体ｅ·ｓ(含录像等)仔细观察后,首先必须简化,找出各种ｅ·ｓ中共同的成分组成,再根据营养功能初步勾画各成分的相互关系并初建模型,然后依据ｅ·ｓ存在的必要条件核检自拟模型中的不足,通过讨论和争鸣使模型进一步完善化,最后提出各种假设,分析并预测各种可能出现的破坏因素造成的后果。在预测中,就有学生根据前期对森林砍伐的情况,预测到“世纪末的灾难”———洪魔。模型在教育活动中大大促进了学生认知水平的发展。
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