摘要
《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称新课标）强调培养学生运用模型与建模的方法阐释生命现象及规律、解决生物学问题的能力。高中生物学中常用的模型包括三种：概念模型、物理模型及数学模型。其中，数学模型有助于学生建立生物学知识间的内在联系，避免仅靠死记硬背学习。教师应当重视数学模型在生物学中的作用，有效开展数学模型建构教学。 为了解高中生物学中数学模型的应用现状，本研究采用问卷调查和访谈法，以G市Y中学及E中学师生为研究对象，了解师生对于数学模型的认识、态度及使用情况等。结果表明，高中生物学数学模型建构教学存在以下问题：教师及学生对数学模型缺乏系统性认识，需要提升数学建模意识；学生在数学建模和使用数学模型解决生物学问题方面能力不足，存在难以理解数学模型的内在逻辑和“只建不用”的问题；教师较少开展数学模型建构教学，并且缺乏相关培训，需要相应的教育理论知识来指导实践。 在明确应用现状的基础上，通过文献研究总结出高中生物学数学模型建构教学的设计原则、教学策略及教学流程。同时，结合SOLO分类理论，开发出学生数学建模能力评价工具。 基于以上研究结果，选择适当的内容进行数学模型建构教学设计，并在Y中学高一年级的两个班级中进行教学实践。在实验班采用数学模型建构教学，对照班采用年级组统一教学方案，实践结束后，对两个班的学生进行数学建模能力测试。结合期末考试及数学建模能力测试成绩的分析结果，最终得出结论：数学模型建构教学能够有效提升学生的学习效果，培养学生的数学建模能力，是一种行之有效的教学方式。并且对数学模型建构教学提出建议：开展数学建模活动及培训，完善师生理论知识；教学渗透数学模型，提升学生建模能力；及时评价学生建模活动。
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