高中生物必修課的三種概念模型總結

概念模型：指通過書面表達的方式抽象地概括事物的本質特徵的模型。 例如，真核細胞結構共同特徵的文字描述，光合作用過程中物質和能量變化的解釋，達爾文自然選擇理論的解釋模型等;

數學模型：用於描述系統或其屬性的數學形式。 例如，受溫度（pH值）、不同細胞的細胞週期持續時間等影響的酶活性示意圖。

血糖調節是乙個概念模型！

實體關係法（E-R 法）。 實體關係法用於對具體資料進行抽象和處理，將實體集合抽象為實體型別，利用實體之間的關係來反映現實世界中事物之間的內部關係。

概念模型是對現實世界中問題域的攻擊。

對內部事物的描述，而不是對軟體設計的描述。

概念的描述包括：符號、內涵和外延，其中符號和內涵（檢視）是最實用的。

也就是說，首先，現實世界中的客觀物件被抽象成一定的資訊結構，它不依賴於特定的計算機系統，不是資料庫管理系統（DBMS）支援的資料模型，而是乙個概念模型，稱為概念模型。

概念資料模型是獨立於 DBMS 的面向使用者的實際資料模型。 它主要用於描述單元的概念結構。

物理模型：基於對分析現象和機理的理解的模型。 例如：DNA 雙蝸牛 DAO

螺旋結構模型。

概念模型：解釋地理特定現象和過程之間邏輯關係的概念模型。 例如，蛋白質和酶之間的關係。

數學模型：基於研究物件觀察到的現象和實踐經驗，反映內部因素數量關係的一套數學公式、邏輯準則和具體演算法。 它用於描述和研究客觀現象的運動規律。

例如，J 形增長曲線的公式為：nt=n0*人類 t

物理模型，如核模型、DNA結構模型。

數學模型，如種群的J形變化曲線模型。

概念模型，例如概念。

物理模型：DNA分子模型、核模型、線粒體模型、葉綠體模型。

數學模型：線性模型、一般供需模型等。

概念模型：即現實中不存在的理想化模型，如經濟學中的邊際收益率模型、物理學中的研究速度和時間關係模型等。

數學模型是通過使用字母、數字和其他數學符號來建立方程或不等式以達到一定目的，以及圖表、影象、框圖等來描述客觀事物的特徵及其內部關係的數學結構表示式。 它是近年來發展起來的一門新學科，是一門將數學理論與實際問題相結合的科學。 《生物實驗教材》提供了豐富的數學模型資源。

**培養基中酵母菌群變化的實驗（必修3）要求學生具備建立數學模型的思想和方法。 在人民教育版的教科書中也有很多應用。 在“分子和細胞”中，有：

細胞有氧呼吸方程、細胞無氧呼吸方程、光合作用方程、酶降低化學反應活化能、酶活性受溫度影響示意圖、酶活性受pH影響示意圖、葉綠素和類胡蘿蔔素吸收光譜變化曲線、不同細胞細胞週期持續時間、 等。 在“遺傳與進化”中，有黃圓粒豌豆和綠皺豌豆的雜交育種實驗、果蠅雜交育種實驗**、種群中的基因頻率和基因變化等。

在《體內平衡與環境》中，有：HIV濃度與T細胞數的關係、島上環頸雉種群的增長、草履蟲種群的生長曲線、東亞蝗蟲種群的波動、近90年來雪兔和猞猁種群的波動、 賽達博格湖的容量，以及中國的人口增長。

物理模型：以物體或圖片的形式直觀地表達物體的特徵。 分為兩類：

1）自然模型將用動物代替人體進行生物研究實驗，在生物課堂上可以從自然環境中選擇動物或植物來說明研究物件的結構或特徵。例如，細胞的結構包括細胞膜、細胞質和細胞核。

桃子可以用來說明其結構分布，果皮是最外層的細胞膜，果肉代表細胞質，凹坑類似於細胞核，包括核膜和核仁。 初中有很多作品，可以挖掘出來。

2）人工模型是由專業人士、教師或學生參考真實事物組成的仿製品。放大或縮小實物，但真實地反映研究物件的特徵或模擬生命過程的表達。 例如：

沃森和克里克製作的DNA雙螺旋結構模型。 除了三維三維物理模型外，它還是一種在平面上用簡化圖形表示研究物件的物理模型，直觀地反映了各種具體物體的整體特徵和運動過程。 例如：

動植物細胞模型圖、細菌結構示意圖、分泌蛋白合成和轉運示意圖等。

概念模型：通過對大量具體影象的分析，對它們的共同本質進行分類和揭示，將其本質凝聚在概念中，通過概念之間的關係來表達各種物件之間的關係，用文字和符號突出物件的主要特徵和聯絡。 例如：

光合作用**用於描述光合作用的主要反應過程、甲狀腺激素的分層調控等。

物理模型通常簡稱為模型，是可以模擬物理物件的較小或較大的複製品。

概念模型是對用於構建軟體元件的演算法、架構、假設和底層約束的或多或少的正式描述。 通常是對現實的簡化描述，包括一定程度的抽象，以大腦使用它的確切方式明確或隱含地構建。

數學模型是指使用數理邏輯方法和數學語言構建的科學或工程模型。 一種利用數學語言參照某一事物系統的特徵或數量依賴性進行概括或近似的數學結構，這種數學結構是借助數學符號雕刻而成的某一系統的純關係結構。

物理模型是物理模型，例如細胞的亞微觀結構;

概念模型是指由概念描述的內部環境中的穩態概念;

數學模型是一種數學表示，例如 J 形曲線的表示式、圖形。

概念模型是用於解釋概念的圖表。

在高中生物教材中，在用語言表達生命現象和生命活動規律的同時，也經常用模型來解釋，模型已經成為高中生物知識的一部分。 例如，雜交過程實際上是根據遺傳學定律簡化雜交過程以反映和解釋雜交實驗的過程和結果的模型，並且可以使用演繹推理來確定某些雜交實驗的結果。

首先，模型是物質形式或思維形式的類似物，它根據特定的科學研究目的，在一定的假設下再現原型物件的某種本質特徵（如結構特性、功能、關係、過程等）。 該模型作為一種現代科學的理解和思考手段，具有兩種含義：一種是抽象，另一種是具體化。

高中生物課程中的模型構建活動是根據課程標準的要求設計的，允許學生結合特定生物內容的學習進行模型構建活動。 值得注意的是，中學生物課程中的模型構建與科學研究中的模型構建相關但又不完全相同：前者以後者為基礎，其思維過程應基本相同; 但是，兩者的目的不同，施工背景不同，施工過程也不完全相同。

當高中生構建模型時，他們中的大多數人都具有清晰的背景知識。 例如，沃森和克里克對DNA雙螺旋結構進行了建模，以揭示DNA分子的結構，這在當時尚不清楚。 他們的工作基於當時其他科學家已經發現的事實：

DNA分子由含有4個鹼基的脫氧核苷酸長鏈組成，A的量總是等於T的量，G的量總是等於C的量; X射線衍射推斷出分子是螺旋的，並否定了分子是單鏈或四鏈的可能性。 基於這些事實，沃森和克里克使用模型方法試圖揭示DNA分子的結構。 在建立模型的過程中，他們也總是將分子的功能聯絡起來，即自催化（自我複製）和異質催化（可作為模板合成其他分子）。

經過緊張而創造性的工作，他們終於成功地構建了乙個與已知科學事實完全一致的DNA分子結構模型。 在揭示DNA分子結構的過程中，模型方法實際上起到了研究程式的作用，生動地表現了分子結構，便於驗證各種假設。 顯然，建立DNA雙螺旋結構模型的過程，既是對已知事實的非本質屬性進行歸納、抽象、簡化、拋棄的過程，也是將腦海中構思的模型形象化、具體化的過程。

因此，DNA雙螺旋結構模型是物理模型和概念模型的統一體。 高中生物課程中“DNA雙螺旋結構模型製作”的模型構建活動主要是將已知DNA分子具有雙螺旋結構的概念具體化，建立的模型是物理模型。 顯然，主要目的不是揭示DNA分子的結構，而是通過製作物理模型來重現難以直接觀察的DNA分子的結構，加深對DNA分子結構特徵的認識和理解，體驗具身模型的作用。

比如我們高中的“性狀分離率模擬實驗”，也是模型構建。