情境体验探寻发现，具身认知觅求真知

几何模型构建特指在生物教学中，通过构建相应的几何图形，并且根据其蕴含的相关知识（如定理、公理等），探寻和发现其与生物学问题之间的共性，达到直接解决问题的一种模式。

【教学案例7】“细胞为什么不能无限长大”的教学

新教材必修1在介绍细胞不能无限长大时，设计了一个“运用模型作解释”的思维训练，此训练中将细胞的形状设计成了一个正方体模型，该细胞模型的构建让学生们很难用肉眼从生活中找到其影子，一定程度上脱离了学生们的真实生活和认知范畴。笔者在施教此部分内容时，首先，创设了一个真实的生活情境，即现场给学生展示了一个熟鸡蛋，取出蛋黄并交代清楚未受精的蛋黄实际上是一个卵细胞。引导学生通过观察卵细胞，将细胞的形状构建成一个球体模型。其次，将生物学问题演变成数学问题，即卵细胞是通过什么结构从外界汲取营养物质的？汲取营养物质后，卵细胞的生长又是以何种形式呈现的？引导学生达成共识：卵细胞通过细胞膜从外界汲取营养，促进细胞体积的增长。顺势引入“表面积和体积的商”代表的含义为：单位时间内，卵细胞单位体积所摄入的营养物质的量，即卵细胞的生长速率。“表面积和体积的商”越大，卵细胞的生长速率就越大，反之则越小。通过以上的铺垫，此时就可以根据球体表面积、体积的数学公式，推导出细胞表面积和体积的关系：

再次，观察关系式，发现矛盾：随着卵细胞的生长，细胞的半径R随之增大，将其代入关系式就发现，此时细胞生长速率（S／V＝3／R）却趋向于0，即单位时间内，卵细胞单位体积摄入的营养物质量为零时，细胞就可以无限制地长大。很显然，这个观点是错误的。最后，依据以上推理，得出结论：细胞的表面积与体积的关系，是限制细胞不可能无限制长大的一种原因。

通过几何模型构建实施教学的优点主要体现在：第一，其具备情境体验、探寻发现的特点，即通过真实情境的体验，帮助和引导学生构建熟悉的几何模型（如案例7中的球体），利用学生们已储备的相关知识（如案例7中的球体表面积和体积公式），尝试着去分析和解决生物学问题，这一方式有助于培养学生创新学习和创新思维的能力；第二，其具备具身认知、觅求真知的特点，即依托真实存在的生物为载体（如案例7中的蛋黄），培养学生善于从实践的层面探讨或尝试解决现实生活问题的能力，帮助学生树立生命观念，培养其勇于探索生命规律的品质。