文章目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景

    1.1.1 高中生物新课程标准的要求

    1.1.2 学生发展的需要

    1.1.3 高中生物学习的现状

1.2 研究现状

    1.2.1 国外研究现状

    1.2.2 国内研究现状

1.3 研究目的和意义

    1.3.1 研究目的

    1.3.2 研究意义

1.4 研究方法与思路

    1.4.1 研究方法

    1.4.2 研究思路

第2章 概述

2.1 相关概念

    2.1.1 模型

    2.1.2 数学模型

    2.1.3 模型方法与模型建构

    2.1.4 模型建构能力

    2.1.5 模型教学及其功能

2.2 生物模型的类型

    2.2.1 概念模型

    2.2.2 数学模型

    2.2.3 物理模型

2.3 生物模型的特点

2.4 生物模型建构的原则

    2.4.1 科学性原则

    2.4.2 简化性原则

    2.4.3 灵活性原则

2.5 模型的主要功能

    2.5.1 简化功能

    2.5.2 应用功能

2.6 模型构建的教育心理学理论依据

    2.6.1 建构主义学习理论

    2.6.2 布鲁纳的认知主义学习理论

    2.6.3 奥苏泊尔的有意义学习理论

    2.6.4 科学的心理发展观理论

第3章 教材分析

3.1 模型建构活动以及在生物教材中的分布

3.2 生物模型及数学模型在教材中的分布

第4章 高中生物数学模型建构及应用教学现状调查

4.1 调查目的

4.2 调查对象和方式

    4.2.1 调查对象

    4.2.2 调查方式

4.3 调查结果及分析

    4.3.1 学生问卷调查结果分析

    4.3.2 教师访谈分析

4.4 存在的问题及分析

    4.4.1 教师缺乏系统地认识数学模型以及模型建构教学理论和课堂实践

    4.4.2 学生对生物模型的基础认识不健全

    4.4.3 对不同模块各个教学阶段的模型建构教学能力有待提高

    4.4.4 教学进度与模型建构的时间安排之间缺乏参考

第5章 高中生物数学模型建构教学策略及案例设计

5.1 认识方面的策略

    5.1.1 教师方面给予足够重视

    5.1.2 教师进行深入系统地学习

    5.1.3 学生正确理解模型建构教与学

5.2 实施方面的策略

    5.2.1 了解学情、深挖教材、充分备课

    5.2.2 情境创设、旧知激活、兴趣激发

    5.2.3 教师引导、启发思考、升华提高

    5.2.4 主次分明、以点带面、化繁为简

    5.2.5 精挑精选、思维训练、步步为营

    5.2.6 不愤不启、举一反三、知识迁移

5.3 教学中数学模型建构案例

    5.3.1 “减数分裂中DNA及染色体数量变化”中的数学模型建构案例

    5.3.2 “孟德尔杂交实验”中的数学模型建构案例

    5.3.3 “种群基因频率”中的数学模型建构案例

第6章 结论与反思

6.1 结论

    6.1.1 生物学科数学模型建构与应用在知识技能方面的意义

    6.1.2 生物学科数学模型建构与应用在学习能力方面的意义

    6.1.3 生物学科数学模型建构与应用在情感态度方面的意义

6.2 反思

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

文章摘要:在生物学科发展的历史进程中,模型方法始终作为研究生物现象与生命规律的一种重要方法,而数学模型是沟通面前实际问题与数学工具之前联系的一座桥梁。数学模型是对事物本质的特征与数量关系,采用数学语言概括表述出的一种纯粹的数学关系结构。在生物学科的教与学中,建构数学模型能够帮助学生理解、归纳生物学知识;运用数学模型,能够帮助学生简单明了地解决实际问题。本研究以建构主义学习理论、认知主义学习理论、有意义学习理论以及科学的心理发展理论作为理论依据,运用文献研究法、教材分析法、问卷调查法、统计分析法对高中生物教学中数学模型的建构及应用进行了初步研究。本文系统地整合了沪教版高中生物教材各模块的模型教学资源,并整理出五大模块中的数学模型,以期为数学模型建构教学提供更多的素材来源。同时通过问卷调查结合教师访谈的方式,全面了解生物学科中数学模型的教学现状,探寻数学模型建构教学中尚存的问题。调查结果表明,主要存在以下问题:1.教师缺乏系统地认识数学模型以及模型建构教学理论和课堂实践;2.学生对生物模型的基础认识不健全;3.对不同模块不同教学阶段的模型建构教学能力有待提高;4.教学进度与模型建构的时间安排之间缺乏参考。笔者在对问题分析的基础上,从教与学的认识和实施方面提出了策略。认识方面:学校给予重视;教师深入学习;学生正确理解。实施方面:从新授到复习,不同的学习阶段提出相应的策略。旨在对数学模型建构的过程与方法做出适当的调整和改进。综合所提出的策略,笔者设计“减数分裂中DNA及染色体数量变化”、“孟德尔杂交实验”以及“种群基因频率”的数学模型建构与应用案例。最后总结与分析数学模型教学对于高中生生物学习中知识技能、学习能力及情感态度价值观三方面的重要意义,并反思不足之处。