模型建構在高中教學中的實踐與應用第一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六建模的背景建模的理論模型的概念模型的分類模型的建構第二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六模型建構的背景貝塔朗菲的系統論美國《國家科學教育標準》《普通高中生物課程標準(實驗)》第三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六模型建構的理論基礎建構主義理論奧蘇貝爾的認知同化論皮亞杰認知發展理論第四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六模型的概念《美國國家科學教育標準》中的表述“模型是與真實物體、單一事件或一類事物對應的而且具有解釋力的試探性體系或結構。”第五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六模型的概念必修1中對模型的定義：“模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的描述,這種描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具體的實物或其他形象化的手段,有的則通過抽象的形式來表達”第六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六模型的分類第七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六第八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六三種模型的建構第九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：

概念模型是對真實世界中某個問題域內的事物進行描述,多以文字表述來抽象概括出事物本質特征的模型，是對研究客體所做的一種科學抽象,也可以稱之為抽象模型。概念模型包括：中心概念、內涵、外延。在新課程生物教材中，概念模型通常以概念圖的形式出現，表達概念之間的相互關系，體現知識的網絡構架。通過概念模型的構建，有利于對概念知識的理解和聯系。

1.定義：第十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：2.

新課程教材涉及內容：

高中生物新課程教材中涉及概念的內容非常多，幾乎每一章、每一節內容都可以用概念圖的形式加以表示，在復習時，還可以將不同章節的相關內容以概念圖的形式表現出來，以便同學們形成一定的知識網絡，便于對知識的理解和復習。

第十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六第十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六第十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六第十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑴理清概念之間關系；⑵畫出初步關系圖并建立連接；⑶標明概念之間關系；⑷修改和完善。3.構建的一般步驟：第十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：3.構建的一般步驟：以基因重組為生物進化提供原材料的模型構建為例來加以說明

第十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑴理清概念之間關系：3.構建的一般步驟：

要構建概念圖，首先要明確各概念范圍，確定各關鍵概念等級，然后理清幾個概念之間的關系。關鍵概念關系理不清，就無法正確的構建概念圖，所以理清關系是構建概念圖的第一步，也是最關鍵的一步。

第十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑴理清概念之間關系：3.構建的一般步驟：

在基因重組概念模型中，首先要確定雜合子、自由組合、交叉重組、基因重組、新基因型、新表現型、變異性、多樣性、生物進化的原材料各個概念的范圍、前后關系等。比如自由重組和交叉重組應該是并列關系，新基因型是新表現性的基礎和原因等等。第十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑵畫出初步關系圖并建立連接；3.構建的一般步驟：

初步擬定概念圖各個概念之間的縱向和橫向分支，然后先用鉛筆描出初步的連接，箭頭的指向等。上下級關系、并列關系等都要注意排列的位置，盡量避免交叉。如圖形中的自由重組和交叉重組、變異性和多樣性應該是并列的，而導致新基因型產生的原因應該是基因重組等。建立初步連接后要仔細的審定一下連接是否合理，如不合理要及時糾正。

第十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑵畫出初步關系圖并建立連接；3.構建的一般步驟：第二十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑶標明概念之間關系：3.構建的一般步驟：

建立好連接后就要考慮在連線上用連接詞標明兩者之間的關系。對連接詞的使用一定要注意推敲，力求合理準確。連接詞不能含蓄也不需要華麗，但是要力求簡練，并一目了然。連接詞還不能有歧義，一旦有歧義，就容易造成誤解。

第二十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑶標明概念之間關系：3.構建的一般步驟：第二十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：⑷修改和完善：3.構建的一般步驟：

概念圖建立后，一般要經過多次的修訂：首先自己對所建立的概念圖要認真審閱，仔細推敲，看是否反映了概念的核心、內涵和外延；其次要將概念圖給他人看，不同人看問題的角度是不一樣的，概念圖建成后不同人的使用是否會造成誤解，因為我們自己看，我們只會按照我們已經形成的思路去思考，而其他人就不一定。第二十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六（5）規范繪制概念圖應注意:概念圖中每個概念只出現一次。連接兩個概念間的聯系詞應盡可能選用意義表達具體明確的詞。概念名詞要用方框和圓圈圈起來，而聯系詞則不用。第二十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：4.概念模型的類型及作用：（1）構建環狀概念模型用以理解知識的聯系第二十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：4.概念模型的類型及作用：（2）構建等級概念模型用以糾正知識的偏差第二十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：4.概念模型的類型及作用：（3）構建放射概念模型用以建立知識的網絡第二十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：4.概念模型的類型及作用：（4）集合形式

第二十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：5.概念模型構建的范圍（1）根據一節教材內容構建概念模型第二十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：5.概念模型構建的范圍（2）根據一章教材內容構建概念模型第三十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六一、概念模型：5.概念模型構建的范圍（3）根據一冊教材內容構建概念模型第三十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式?；蛘哒f是為了某種目的，用字母、數字及其它數學符號建立起來的等式或不等式。

1.定義：第三十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

2.構建的一般步驟：（1）觀察研究對象，提出問題;（2）提出模型假設;（3）根據實驗數據，建構模型;（4）進一步觀察，修正模型。以細菌繁殖Nt=N0

λt為例第三十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

2.構建的一般步驟：（1）觀察研究對象，提出問題：

細菌基數為N0，細菌每分裂一次需要一定的時間。（2）提出模型假設：

在資源和空間無限多的環境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響。以細菌繁殖Nt=N0

λt為例第三十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

2.構建的一般步驟：（3）根據實驗數據，建構模型：

Nt=N0λt，N0代表細菌初始數量，t表示第幾代，Nt表示t代細菌數量。（4）進一步觀察，修正模型：

觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正。以細菌繁殖Nt=N0

λt為例第三十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的一些數學模型：（1）蛋白質的合成：假設氨基酸的平均分子量為a，n個氨基酸縮合形成m條多肽鏈：①脫去的水的分子量是多少？②形成的蛋白質的分子量是多少？數學模型：

①

X（脫去的水分子量）=18·（n—m）

②

X（蛋白質分子量）=na—18·（n—m）第三十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的數學模型：（2）DNA的結構：①已知某一種堿基的比例，求解另外一種與之不能配對的堿基所占的比例？數學模型：X%=50%—B%模型中各參數的意義：X%為所求堿基的比例；50%為堿基數的一半；B%為已知堿基所占的比例。②已知DNA分子其中一條鏈中不能配對的兩個堿基之和占該單鏈堿基總數的比率為n時，則另外一條鏈中，其相對應的比值是多少？數學模型：X（另外一條單鏈）=1—ｎ

第三十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的數學模型：（3）DNA分子的復制：①復制n次，需游離的與已知堿基不能配對的堿基數是：數學模型：N=（2n－１）M（1/2q－1）②第n次復制，需游離的與已知堿基不能配對的堿基數是：數學模型：N=2（n—1）M（1－2q）/2q模型中各參數的意義：N為所求堿基酸數量；n次復制或第n次復制；M為某種堿基的數量；q為這種堿基所占的比例。第三十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的數學模型：（4）遺傳定律：①將Dd個體自交，在F1中選擇顯性個體讓其自交得到F2，在F2中再選擇顯性個體讓其自交，……，Fn代中，能夠穩定遺傳的顯性個體占所有顯性性狀個體的比例是多少？數學模型：X=（2n—1）/（2n+1）②將Dd個體自交，在F1中選擇顯性個體讓其自由交配（自交和雜交）得到F2，在F2中再選擇顯性個體讓其自由交配，……，Fn代中，能夠穩定遺傳的顯性個體占所有顯性性狀個體的比例是多少？數學模型：X=n/（n+2）F1的配子數、表現型、F2基因型數目、分離比與雜交親本基因對數的關系第三十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的數學模型：（5）遺傳病概率：一對夫婦，其后代若僅考慮甲病的得病幾率，則得病可能性為a，正常的可能性為b，若僅考慮乙病的得病幾率，則得病幾率為c，正常的可能性為d，則這對夫妻結婚后，要生一個孩子，此孩子①只有一種病的可能性是多少？②兩病均患可能性是多少？③患病的可能性是多少？④不患病的可能性是多少？數學模型：①X（只有一種病）=a＋c—２ac＝ad+bc②X（兩病均患）=ac＝（1—b）×（1—d）③X（患病）=a＋c—ac=ad+bc+ac④X（不患?。?bd=（1—a）×（1—c）第四十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的數學模型：（6）基因頻率：①抽樣調查：新課程教材中給出了種群抽樣調查后基因頻率的計算方式，根據課本給出例題總結出來的基因頻率的計算公式為：數學模型：A=AA個體比率+Aa個體比率/2；a=Aa個體比率/2+aa個體比率②穩定群體基因頻率：對于大而穩定的種群，由于基因頻率一般是穩定的，所以不會給出很多參考數據，往往只有一個數據，對于這一類問題基因頻率的計算公式為：數學模型：（p+q）2?p2＋q2＋２pq＝１模型中各參數的意義：如p表示顯性基因基因頻率，則q表示隱性基因基因頻率，p2表示顯性純合子基因型頻率，q2表示隱性純合子基因型頻率，2pq表示雜合子基因型頻率。第四十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的數學模型：（7）酵母菌數量調查數學模型：(血球計數板計數)①直接記數：計算的數學模型為：N=（m×n）×103/（1×1×0.1）模型中各參數的意義：N為1mL溶液中酵母菌的數量；m為小方格總數；n為每個小方格中酵母菌的平均數；103為1mL=103mm3；1×1×0.1為記數板上溶液的體積（1為記數板每邊總長，0.1為記數板上溶液厚度）。②對比記數法：計算的數學模型為：N=（M×n）/m模型中各參數的意義：N為1mL溶液中酵母菌的數量；M為已知的紅細胞總數；n為每個小方格中酵母菌的平均數；m為每個小方格中紅細胞的平均數。第四十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六二、數學模型：

3.其他常見的數學模型：（8）能量流動數學模型：數學模型：Qn+1=λQn模型中各參數的意義：Qn+1表示n+1營養級同化的能量；λ表示從n營養級到n+1營養級的能量傳遞效率；Qn表示n營養級同化的能量。

第四十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期六三、物理模型：

物理模型就是以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。在教材中出現的也有很多，比如細胞模型，細胞的亞顯微結構示意圖，ＤＮＡ的雙