用自制教具改進(jìn)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

張雅致

【摘 要】生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們常常需要利用教具突破教學(xué)中的重難點(diǎn)問題，但傳統(tǒng)教具往往存在著某些問題：1.有些教具僅能展示生物體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并不能展示該結(jié)構(gòu)的功能;2.有一些教具只能做驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，不能做探究性實(shí)驗(yàn);3.還有一些課程板塊，教育部門并未統(tǒng)一配發(fā)相應(yīng)的教具。因此筆者在分析了教具對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性后，結(jié)合實(shí)際教學(xué)對(duì)上述傳統(tǒng)教具的弊端做出了一定的改進(jìn)。真實(shí)施教后發(fā)現(xiàn)這些教具均簡(jiǎn)單實(shí)用，可操作性強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】自制教具;初中生物;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。著名科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李政道先生曾指出：“實(shí)驗(yàn)無論怎樣強(qiáng)調(diào)都不過分?！笔聦?shí)也正是如此，我們縱觀生物學(xué)史。從早期的達(dá)爾文的宏觀觀察實(shí)驗(yàn)，到后來的細(xì)胞層面的實(shí)驗(yàn)研究，再到現(xiàn)如今的分子生物學(xué)理論。我們的先賢們一直在用實(shí)驗(yàn)探索世界、尋求真理。但作為中學(xué)生物教師，筆者更深知在中學(xué)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中想要高效易懂地將實(shí)驗(yàn)探究的思想和方法傳授給學(xué)生并非易事。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中筆者嘗試用自制教具的方法引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)探究過程，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

1.初中生物實(shí)驗(yàn)課堂中教具的重要性

分析初中生的學(xué)習(xí)心理特點(diǎn)，絕大部分的學(xué)生好動(dòng)且側(cè)重于對(duì)有趣事物的學(xué)習(xí)。作為一種半熟體，初中生對(duì)抽象知識(shí)的學(xué)習(xí)能力欠佳。而教具就可以很好的解決這類教學(xué)中的常見問題。首先，無論是傳統(tǒng)教具還是自制教具，都是立體可觸的。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不僅可以“親眼見證”更可以“親手操作”，大大增加了課堂的趣味性，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，若我們僅利用多媒體技術(shù)展示有時(shí)并不能體現(xiàn)出生物結(jié)構(gòu)的3D效果，從而影響學(xué)生對(duì)于生物體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和對(duì)功能的理解。例如在講解心臟的結(jié)構(gòu)時(shí)，若我們僅利用多媒體展示，很難體現(xiàn)出四腔之間的連通關(guān)系以及腔室與血管之間的連通關(guān)系，但授課時(shí)教師結(jié)合學(xué)校配置的心臟立體模型講解展示，再用紅領(lǐng)巾代表血液。當(dāng)學(xué)生看到紅領(lǐng)巾可以由心房穿入心室時(shí)，就能輕易的記住心房與心室是相通的這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。朱正元教授也曾積極倡導(dǎo)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”，可見教具對(duì)于日常教學(xué)尤其是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的。

2.自制教具的優(yōu)勢(shì)分析

雖然每一個(gè)學(xué)校在采購(gòu)時(shí)都會(huì)配置很多由教育主管部門統(tǒng)一配發(fā)的教具。這些教具雖然效果不錯(cuò)，但還是有其不足之處。例如，有些教具僅能展示生物體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并不能展示該結(jié)構(gòu)的功能;有一些教具只能做驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，不能做探究性實(shí)驗(yàn);還有一些課程板塊，教育部門并未統(tǒng)一配發(fā)相應(yīng)的教具。而自制教具往往都是由生活中常見的材料制作而成，會(huì)讓學(xué)生感覺科學(xué)就在身邊，生物學(xué)的學(xué)習(xí)也并不神秘。因此，筆者認(rèn)為教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，應(yīng)不受傳統(tǒng)教具的資源束縛，勇于創(chuàng)新，制作出符合學(xué)情的個(gè)性化自制教具。

3.用自制教具解決生物實(shí)驗(yàn)課的具體問題

3.1用自制教具體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)思想

蘇科版《人體內(nèi)廢物的排出》一課中，腎單位的結(jié)構(gòu)和功能一直是教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往利用教育部門統(tǒng)一配置的腎單位模型講解其結(jié)構(gòu)組成，再利用板書和多媒體動(dòng)畫向?qū)W生展示腎小球的濾過作用和重吸收作用。但這樣的教學(xué)方式并沒有很好地體現(xiàn)出生物的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的生物學(xué)思想。因此，筆者對(duì)本節(jié)課的教具進(jìn)行了改進(jìn)，自制了能夠行使腎單位濾過功能的教具。

3.1.1材料：長(zhǎng)頸漏斗一個(gè)、塑料輸液管一段、注射器一個(gè)、少量細(xì)沙（黃色和紅色）、氣球。

3.1.2制作方法（如圖1）將長(zhǎng)頸漏斗上倒著套上一個(gè)被剪了很多小孔的氣球。將氣球塞進(jìn)長(zhǎng)頸漏斗中，模擬腎單位的腎小囊的雙層結(jié)構(gòu)和腎小管。用針頭在塑料注射管上扎洞，并將其纏繞模擬腎小球。另一邊入球小動(dòng)脈與注射器相連。注射器中有水和少量的紅黃兩色的細(xì)沙。

使用時(shí)，學(xué)生一方面可以很輕易的辨認(rèn)腎單位的結(jié)構(gòu);另一方面，注射器中的液體模擬了人體的血液，其中細(xì)沙模擬了血液中的大分子物質(zhì)血細(xì)胞和蛋白質(zhì)。當(dāng)教師緩慢注入液體后，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩個(gè)小燒杯中的液體，可以清楚的看到，腎小管中流出的液體內(nèi)沒有細(xì)沙，即沒有大分子物質(zhì)，而在出球小動(dòng)脈中流出的液體內(nèi)仍然含有大分子物質(zhì)。之后結(jié)合腎單位教具中的腎小球的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，學(xué)生很容易就能掌握腎小球的濾過作用的原理。同時(shí)學(xué)生也能體會(huì)到生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的這一生物學(xué)思想。

3.2用自制教具培養(yǎng)學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)精神

教師在講解蘇科版《人體信息的感知》一課時(shí)會(huì)遇到課程編排順序的問題。學(xué)生在上本節(jié)課時(shí)并沒有學(xué)習(xí)過光學(xué)知識(shí)，更不知道凸透鏡的成像特點(diǎn)。因此在授課時(shí)想要開展探究實(shí)驗(yàn)是非常困難的。因?yàn)槲覀冊(cè)纠玫氖俏锢韺?shí)驗(yàn)室的光具座，當(dāng)模擬近視的時(shí)候就增加一個(gè)凸透鏡，讓學(xué)生知道晶狀體變厚之后會(huì)將像成在視網(wǎng)膜前方。這樣的操作對(duì)于沒有光學(xué)物理知識(shí)的學(xué)生來說比較抽象，而且也無法自主完成小組探究實(shí)驗(yàn)，故而筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改造。

3.2.1材料：蠟燭、自制塑料充水球、白板

3.2.2制作方法（如圖2）在圖中，序號(hào)2是一個(gè)我們利用透明雨衣制作而成的充水硬質(zhì)球。將雨衣剪開后，選取適當(dāng)大小的其中一塊后充水后緊緊地扎緊封口。這樣就能制作出一個(gè)兩面凸的透明球體。

使用的時(shí)候我們不再需要光具座，因?yàn)橄灎T、自制充水硬質(zhì)球以及白板的位置都是固定的，不需要移動(dòng)。之后學(xué)生通過類比可以發(fā)現(xiàn)2模擬的是人體的晶狀體，而3模擬的是人眼的視網(wǎng)膜。隨后教師在授課時(shí)就可以啟發(fā)學(xué)生做出假設(shè)，近視產(chǎn)生后晶狀體增厚，所成的像是會(huì)向前移動(dòng)還是向后移動(dòng)呢？學(xué)生就可以用注射器向硬質(zhì)球內(nèi)注水來模擬增厚的晶狀體。小組內(nèi)的其他同學(xué)則可以用另外的白板在3的前后嘗試，尋找新的像的位置，最后得出結(jié)論。

3.3用自制教具彌補(bǔ)傳統(tǒng)教具未覆蓋的課程板塊

在蘇科版《鳥類》這一課的學(xué)習(xí)中，鳥類特有的雙重呼吸對(duì)于很多學(xué)生來說一直是一個(gè)很難理解的板塊。但筆者找遍了實(shí)驗(yàn)室的教具，發(fā)現(xiàn)并未有與此相關(guān)的教具，而且在網(wǎng)上也就只找到了一款用彩色電子等體現(xiàn)雙重呼吸的教具，查看演示操作筆者認(rèn)為不是特別直觀。因此，根據(jù)鳥類的雙重呼吸的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)制作了相應(yīng)的教具。

3.3.1材料：洗耳球、吸管、紅色海綿、氣球

3.3.2制作方法（如圖3）取一款紅色海綿剪成橢圓形用于模擬鳥類的肺，在海綿的中央戳一個(gè)貫穿的孔插入吸管。吸管一端綁住一個(gè)氣球，另外一端準(zhǔn)備連接洗耳球。

使用時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)教具簡(jiǎn)單的理解氣囊和肺之間的關(guān)系。同時(shí)教師可以借助教具向?qū)W生講解，當(dāng)鳥類吸氣后氣體不僅要進(jìn)入肺還有一部分的氣體被儲(chǔ)存在了氣囊里，而當(dāng)呼氣的時(shí)候，氣囊中的氣體又可以被擠出進(jìn)入肺中?？梢?，鳥類與人的呼吸方式有很大的不同，人沒有氣囊所以呼吸一次氣體在肺發(fā)生一次氣體交換，但是鳥類有氣囊，所以呼吸一次在肺部發(fā)生兩次氣體交換，也正因?yàn)檫@樣，我們把鳥類的呼吸方式成為“雙重呼吸”。這個(gè)教具的使用材料易得，并且制作非常簡(jiǎn)單。學(xué)生即使在課下都可以自行操作，鞏固記憶。試用下來學(xué)生對(duì)于這個(gè)版塊知識(shí)的理解和記憶顯著提升。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)自制教具優(yōu)勢(shì)的分析和具體在課堂中的可行性操作剖析，我們不難發(fā)現(xiàn)教師在生物實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中僅利用多媒體技術(shù)和傳統(tǒng)教具是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。自制教具有著靈活性高，創(chuàng)新性強(qiáng)而且針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。此外，在自制教具的過程中還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。因?yàn)樽灾平叹叩挠貌耐浅：?jiǎn)單易得，都是一些學(xué)生在日常生活中常見的材料，學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以發(fā)現(xiàn)原來科學(xué)就在身邊。這樣更加有利于學(xué)生塑造科學(xué)性思維，發(fā)揮創(chuàng)造性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]羅元東，劉靜.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與人才培養(yǎng)[J].滄州師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2001（01）：92

[2]王振.淺談自制教具與課外實(shí)驗(yàn)在生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].科學(xué)視野，2007（16）：300

（本文系江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究2019年度立項(xiàng)課題《基于學(xué)校“云課堂”背景下的初中生物校本課程開發(fā)實(shí)踐研究》（課題號(hào)72867）和蘇州工業(yè)園區(qū)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃青年專項(xiàng)課題《“云課堂”背景下的初中生物校本課程開發(fā)實(shí)踐研究》（課題號(hào)2019127）的研究成果。）

自制教具教學(xué)是指提倡學(xué)生利用生活中常見物品和材料，通過簡(jiǎn)單組裝或改造，使之成為實(shí)驗(yàn)用具或演示用具的一種教學(xué)方法。通過這種方法，能夠使學(xué)生快速了解實(shí)驗(yàn)原理，加深對(duì)知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)動(dòng)手能力，引導(dǎo)他們主動(dòng)探索未知領(lǐng)域，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量具有較強(qiáng)輔助作用。

新的《課程標(biāo)準(zhǔn)》提倡物理實(shí)驗(yàn)器材的生活化。利用生活中的常見物品和材料自制教具，可以有效拉近學(xué)生與課程的距離，使他們從相對(duì)枯燥的課本中解放出來，真切感受到知識(shí)的魅力。在自制教具的教學(xué)過程中，教師與學(xué)生還能進(jìn)一步加強(qiáng)互動(dòng)，形成良好的教學(xué)氛圍，有助于師生關(guān)系的進(jìn)一步改善。學(xué)生自制教具的過程本身也是探究的過程，在這個(gè)過程中他們能有效吸收所需知識(shí)，體驗(yàn)成功的樂趣，強(qiáng)化自主探究的能力，不斷培養(yǎng)他們講究科學(xué)、尊重科學(xué)的精神。

在素質(zhì)教育不斷深化的今天，對(duì)教學(xué)模式改革的探索也在不斷深入。在這種背景下，自制教具教學(xué)越來越受到人們的重視，其重要作用主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

1.可以有效彌補(bǔ)現(xiàn)有教具的不足。一方面，課程的改進(jìn)和授課模式的演化，使得對(duì)教具的需求不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)有教具研發(fā)體系無法徹底滿足這些需求;另一方面，正規(guī)教具生產(chǎn)體系較教學(xué)更新節(jié)奏比較滯后，無法適應(yīng)新的需要。這就要求廣大師生就地取材，使用自制教具開展教學(xué)。

2.可以有效拉近知識(shí)與生活的距離，使學(xué)生形成“生活之中處處有物理”的意識(shí)，強(qiáng)化他們主動(dòng)觀察、主動(dòng)思考的能力。

3.能夠使學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法，改變一切拘泥于書本的觀念，在動(dòng)手的過程中動(dòng)腦、動(dòng)口，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

4.能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，培育創(chuàng)新個(gè)性和品質(zhì)，發(fā)揮自己的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力。

興趣是最好的催化劑。在課堂教學(xué)中，教師要想方設(shè)法激發(fā)學(xué)生興趣，才能獲得更好的教學(xué)效果。自制教具迎合了學(xué)生的興趣點(diǎn)，能將抽象的知識(shí)直觀地展現(xiàn)在他們面前，很好地促進(jìn)知識(shí)的吸收和轉(zhuǎn)化。因此，教師在教學(xué)過程中，要善于使用這一方法。

實(shí)驗(yàn)課是物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生最感興趣的教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)課中加入自制教具，既是提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要方法，也是理論與實(shí)踐互相結(jié)合、互相驗(yàn)證的重要途徑。在實(shí)驗(yàn)課中，教師應(yīng)當(dāng)提倡就地取材制作教具，引導(dǎo)學(xué)生大膽假設(shè)，仔細(xì)求證，通過提問、分析、驗(yàn)證、總結(jié)等一系列環(huán)節(jié)，最終解決問題，找到答案，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。