科学教育鼓励学生融入真实的科学实践中，像科学家那样了解知识形成的过程。教师可采用引导学生建构模型的方式开展教学，学生通过建构和发展自己的模型，像科学家那样了解知识的产生和运作，从而深入理解和运用知识。

自20世纪80年代末90年代初以来，越来越多的研究者开展建模领域研究，建模教学(modeling instruction）已成为一个研究关注点。

美国颁布的《K-12科学教育框架》中，“构建和使用模型”作为“科学和工程学实践”这一维度的一个实践活动被专门提出。

一、模型的内涵和作用

1.模型的内涵：模型是事物的表征，且这些事物除了具体的实物之外，还包括观点、概念、事件、过程和系统等。

模型可以表征具体的实物，如一列火车、一个植物细胞、一个病毒、人体的骨骼结构等。

模型可以表征抽象的观点，如物理学中的作用力和反作用力。

模型可以表征一个系统的运作，如某一地区海洋生态系统的稳态与变化。

模型可以表征一个事件，主要是指某一时间段或时间点上的行为，如在一次田径比赛中选手成绩的趋势或特点。

模型还可以表征一个过程，如盐酸和铁屑发生反应生成氢气的过程、细胞有氧呼吸的过程等。

2.模型的作用：吉尔伯特、邱美虹、施瓦尔茨等对模型的功能进行描述。

 模型在科学研究中的功能主要聚焦在两个方面：一是模型有助于对事物进行描述、解释和预测；二是有助于人们沟通彼此的观点和加深对事物的理解。

二、建构模型的过程

1.建构模型是个循环往复、不断修正的过程。

吉尔伯特(S.W.Gilbert)于1991年将建模定义为建构可预测概念模式的过程，认为模型的建构是一种进阶的过程技能。

施瓦尔茨将建模定义为：建模包括科学实践的要素（建构模型、使用模型、评价模型、修正模型）及指导和促进建模活动的模型和建模的相关知识。

邱美虹认为建模是产出模型的过程，是一个动态的历程。包括提出假说、确定目的、确认模型的组成成分、确认它可能衍生出的来源、选择模型、调节模型中的变因、建立适当的模型并进行检验与修正，进而发展出新的模型。

2.尤斯蒂（R.S.Justi)和吉尔伯特（J.K. Gilbert）于2002年提出了建模过程的一般框架

首先，建模的目的应该明确，根据建模目的来选择形成模型的资源。

其次，选择合适的表征方式，并运用合适的表征方式将头脑中的模型构思展示出来，形成他人可见的模型。

再次，检验这个模型。可以通过思想实验来检验。科学家总是在脑海中不断预演实验过程，若模型不能产生思想实验预测的结果，则接下来就要返回原来的路径修正模型。反之，就可以进入实证实验阶段，通过实验证据检验模型。

最后，根据检验结果，修正、完善模型。

三、建模教学的含义与实施步骤

1.建模教学定义：通常认为，凡是涉及模型建构、使用、评价、修正过程的教学均称为建模教学。

注意：建模教学注重以学生为中心，强调学生在建模过程中的思维发展，绝非等同于手工制作课。经过模型建构、使用、评价、修正过程，学生对知识内容的理解得以加深，学生的科学思维得以发展。

由于建模过程的复杂性、多因素性等特点，在建模教学策略实施之处，教师应采用以示范为主的教学形式，将建模的主要步骤潜移默化地渗透到教学中；待学生熟悉和理解这些步骤后，教师再采用以学生建构模型为主、教师引导为辅的教学形式。

2.建模教学策略的主要实施步骤

明确模型建构目的

选择和使用合理的模型表征方式

建构模型

检验和评价模型

修正模型

四、建模教学策略再中学生物学教学中的应用