《生物模型的设计和构建》开题报告

一、问题的提出　

      第一，是新课程改革的需求。

      《高中生物课程标准（实验）》中明确指出：“了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的作用，培养学生的建模思维和建模能力，领悟、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力，获得生物学的基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识。”可见建模思维和建模能力在新课程标准中被提到较高的高度，被认为是将来学生从事科学研究的必备能力。所以模型方法实施的研究满足了新课程标准的需求。      　 　

      第二，针对生物课的学科特点，培养学生能力。      　 　

      1、新教材中许多生物学概念所反映的原形都是我们用肉眼无法观察到的，因此模型教学将更有助于学生体验概念的形成和基本规律的探究过程，从而逐步将所学新知识构建成完整的知识体系。使得整个学习过程更高效。　      　 　

      2、建模是一种创造性活动，需要经过不断的分析、创新、修正才能得到。这符合学生认知规律，有助于不同层次学生个性的发展和潜能的开发，因此模型设计和建构有助于培养学生获取知识、分析和解决实际问题的能力，还有助于创新能力和科学素养的形成。　      　 　

      （一）选题目的：　　

1、在新课程改革思路的引领下，结合新课程的必修模块，把模型理论和模型实践（构建、修改、分析、评价）有机结合，探索比较完整的生物模型学习体系。　　

      2、提高学生的探究能力、创新能力、解决实际问题的能力以及生物科学素养。　　

      （二）选题意义：　　

      1、探索比较完整的生物模型学习体系。　　

      2、培养学生科学探索精神、团结协作的意识。　

 三、本课题研究的主要内容

　　  （一）核心概念界定　　

      1、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。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。　　

      2、生物模型：从思维形式角度分，主要包括物理模型、数学模型、概念模型等。　　

      (1)物理模型：以实物或图画形式直观反映认识对象的形态结构或三维结构，这类实物或图画即为物理模型，如DNA双螺旋模型等。物理模型的特点是：实物或图画的形态结构与真实事物的特征、本质非常相像，大小一般是按比例放大或缩小的。

      (2) 数学模型：用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等称为数学模型。如酶的活性变化曲线、种群增长曲线等。曲线图的特点是在利用坐标系描述2个变量之间的定性或定量关系。

      (3) 概念模型：以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的生命活动规律、机理进行描述、阐明，这就是概念模型。例如光合作用示意图、中心法则图解、过敏反应机理图解等。概念模型的特点是图示比较直观化、模式化，由箭头等符号连接起来的文字、关键词比较简明、清楚，它们既能揭示事物的主要特征、本质，又直观形象、通俗易懂。       　　

      3、生物模型方法：是以研究生物模型来揭示生物原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。　　

      （二）研究的主要内容　　

     结合新课程的三个必修模块，将教材中有关生物学的基本事实、概念、原理、规律等按物理模型、概念模型等模型方法重新界定，设计和构建模型。将模型用于课堂教学实践，经过教学实践摸索后再次与模型教学理论以报告、论文的形式有机结合，形成相对完善的模型体系。　　

　　  根据本课题研究的角度和出发点，本课题主要采用的研究方法主要是基于建构主义的行动研究法，边探究边实践，边实践边比较边反思改进。具体主要包括以下几种方法：　　

      1、文献法：在研究过程中，将广泛地采用文献法以寻求一些有用的信息。　　

      2、案例分析法：挖掘在某些方面突出的课例。　　

      3、经验总结法：对阶段性研究成果进行及时的总结和反思；　　

       （一）课题组成员分工　　

      本课题划分为两个子课题：划分方法和负责人分别是：　　

      第一组：物理模型的设计和建构　　

      组长：  ；  组员：

      第二组：概念模型的设计和建构　　

      组长：；  组员：　

      （二）研究周期 ：2010年11月至2011年6月 　　

      （三 ）研究步骤分三个阶段 　　

      1、准备阶段：（2010、11--2010、12）（主要由  负责）（1）组织课题组，对课题组成员明确分工。　　

      （2）查阅文献资料，了解国内外同类课题研究状况，对搜集的材料进行整理。　　

      （3）撰写开题论证报告，请专家对开题报告进行指导，听取专家意见，修改、完善开题报告。　　

      2、实施阶段：（2010、12—2011、5）（由   负责）　　

        第一阶段（2010年12月——2011年1月）：　　

        1、两个子课题组分别开展研究工作：研读教材、积累资料、统计分析子课题适合的教学内容，并写出可行性研究报告。　　

        2、课题组全体讨论并完善研究报告后准备实施。　　

        第二阶段（2011年1月——2011年3月）：　　

        1、两个子课题组分别按研究报告实施方案开展研究，过程中遵循前测-实施-后测-总结-完善五过程。　　

        2、整理资料，撰写第二期研究报告，接受中期检查。 　　

        第三阶段（2011年3月——2011年5月）：　　

        1、两个子课题组结合中期检查专家的意见和建议，重新完善第三阶段的可行性研究报告。　　

        2、两个子课题组分别按研究报告实施方案开展研究，过程中仍遵循前测-实施-后测-总结-完善五过程。　　

      3、结题阶段：（2012、5—2011、6）（主要由  指导）　　

        1、整理课题研究资料，撰写结题报告、论文、汇编校本教材，做好结题验收准备。　　

        2、接受专家组审查鉴定、验收结题。

      1、论文：本课题研究的报告、总结、论文。 　　

      2、实物模型：物理模型。　　

      3、概念模型：模型课堂展示（ 等）