初中生物自制模具在實驗教學(xué)中的應(yīng)用方法探析

李彥菊

生物學(xué)科本身具備一定的實踐性特點，需要通過一部分實驗來驗證教材中的理論，而實驗的開展往往依托大量的道具和素材。隨著近些年教學(xué)體系的不斷創(chuàng)新，在生物實驗課上通過自制道具的方式進行教學(xué)，也受到了多方主體的關(guān)注。自制道具的主要優(yōu)勢在于靈活性強，具有一定的生活性特點，可以結(jié)合學(xué)生的所見所感，利用身邊常見的材料來制作道具，從而大大提升學(xué)生的生物實驗參與興趣。這樣的優(yōu)勢決定了自制模具將成為未來初中生物實驗教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，也需要教師及時進行關(guān)注和創(chuàng)新。

一、 文章課題形成原因

文章主要探討自制模具在生物實驗教學(xué)中的實際應(yīng)用價值以及應(yīng)用方法，產(chǎn)生這一想法的主要原因在于以下幾個方面。

其一，當(dāng)前一部分初中課程在實踐的過程中會應(yīng)用較多的自制模具，例如物理課、地理課，教師會選擇生活中極為常見的素材來制作地圖儀、望遠(yuǎn)鏡等。學(xué)生的參與興趣較高，整體課堂氛圍較為活躍，在這樣的環(huán)境下能夠深度增強教學(xué)效果。但是從初中生物教學(xué)的角度來看，教師使用自制模具的情況較少。那么進一步探索自制模具在初中生物課中的適用性以及可行性，具備一定的研究價值。

其二，從當(dāng)前的教學(xué)體系發(fā)展?fàn)顟B(tài)來看，線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式已經(jīng)較為流行，部分教師會通過制作線上微課視頻的方式進行遠(yuǎn)程教學(xué)，但是教師日常生活中隨時攜帶大量的生物道具本身不夠現(xiàn)實。那么利用生活中常見的材料來自制道具，也受到了大家的廣泛關(guān)注。

其三，隨著我國“雙減”政策的提出，進一步降低學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，減少不必要的課外補習(xí)班，也成了多方關(guān)注的重點內(nèi)容。在這樣的環(huán)境下降低書面作業(yè)量，提供更加完善的課后服務(wù)指導(dǎo)，構(gòu)建多樣性的生物實驗課是重點內(nèi)容，那么生物實驗課上，讓學(xué)生通過自制道具的方式進行實踐，也將很好地增強學(xué)生的參與感，降低日常教學(xué)壓力，也可以增強學(xué)生的創(chuàng)新思維意識。

基于以上幾點內(nèi)容，在初中生物課中選擇自制模具的方式進行實驗教學(xué)，具備可行性。

二、 生物實驗教學(xué)自制模具的具體應(yīng)用價值

(一)改善課堂氛圍

通過自制模具進行教學(xué)，能夠快速地吸引學(xué)生的注意力，避免在課堂上出現(xiàn)開小差的現(xiàn)象；全面提升學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生踴躍地參與到自制學(xué)具中來，在掌握相關(guān)知識和技巧之后，再通過小組合作的方式進行實驗教學(xué)，能夠優(yōu)化改善傳統(tǒng)沉悶的課堂氛圍，調(diào)動學(xué)生的積極性，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

(二)全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

在自制生物實驗?zāi)＞叩倪^程中，首先需要學(xué)生了解具體的理論，掌握該模具的使用場景以及其中的各項細(xì)節(jié)，然后通過不斷調(diào)整和優(yōu)化的方式進行模具制作。這個過程往往是學(xué)生進一步了解、分析、探索、記憶生物理論知識的過程，可以讓這個過程代替常規(guī)的課堂理論背誦以及案例分析，直接從行動入手，能夠提高學(xué)生的動手實踐能力。

(三)真正落實素質(zhì)育人

從生命觀念層面來看，自制教學(xué)模式能夠讓學(xué)生更好地理解結(jié)構(gòu)和功能。而從科學(xué)思維的層面上來講自制教學(xué)模具，可以通過模型與建模的方式進行生物知識學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)思維。而整個模具制作的過程是調(diào)動學(xué)生認(rèn)知、落實實踐探究的過程，這符合初中生物實驗教學(xué)的原理。這些能力的提升都是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)的重要內(nèi)容，更是讓生物教學(xué)具備開放性和靈活性的根本保障。

三、 生物實驗教學(xué)中自制模具的具體實踐及應(yīng)用

為了進一步增強本輪論述的科學(xué)性和有效性，文章建立在人教版初中生物教材的基礎(chǔ)上，選擇其中的典型教學(xué)內(nèi)容，依托常規(guī)教學(xué)流程，從前期導(dǎo)入環(huán)節(jié)、知識講述環(huán)節(jié)、探究實驗環(huán)節(jié)進行分析，并且制定了教師教具以及學(xué)生學(xué)具制作的結(jié)合性內(nèi)容，具體實驗內(nèi)容如下。

(一)自制教具在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

1. 課堂背景

新時期，人們會通過各種渠道了解，并且接觸到多種類型的病毒，絕大部分的病毒是看不見摸不到的，學(xué)生對病毒并沒有直觀的認(rèn)知，因此選擇自制病毒模型的方式，能夠讓學(xué)生進行微觀探究。

2. 教學(xué)過程

在課上為學(xué)生播放有關(guān)大腸桿菌噬菌體的相關(guān)動態(tài)視頻，讓學(xué)生了解最基礎(chǔ)的知識和形狀，然后從隱蔽位置通過“變魔術(shù)”的方式，將視頻中的大腸桿菌噬菌體模型拿出來。通過觀察之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)這一模型是由一個多面體頭部、廢舊的玉米模型玩具、6根吸管組成的。并且紛紛討論其中每一個部分代表的內(nèi)容和前期的動態(tài)視頻進行關(guān)聯(lián)。也有學(xué)生指出，可以利用生活中其他常見的道具來代替其中的相關(guān)結(jié)構(gòu)。

課堂氛圍顯著提升，教師再讓學(xué)生針對性地分析病毒的基本結(jié)構(gòu)、如何繁殖、和人類之間的關(guān)系等教學(xué)內(nèi)容。

這種前期導(dǎo)入環(huán)節(jié)，有了更強的針對性和靈活性，而自制教學(xué)道具的使用又緊緊抓住了學(xué)生注意力。由于整個模具的外形較為特殊，很好地提升了學(xué)生的求知欲和好奇心；將微觀看不見的生物通過模型展示出來，又可以讓學(xué)生感受到病毒其實也有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，雖然看不見，但是會對人們的生活產(chǎn)生較大威脅。有了這種活躍的前期導(dǎo)入環(huán)節(jié)，便于教師進行后續(xù)的理論引導(dǎo)和深度解析。

(二)以自制教具為依托進行新課講授

1. 制作背景

當(dāng)前的初中生物新課標(biāo)要求在教學(xué)的過程中讓學(xué)生掌握專業(yè)名詞，并且通過生活化的案例來分析專業(yè)生物知識和生活之間的關(guān)聯(lián)。比如神經(jīng)系統(tǒng)的組成，其中涉及神經(jīng)元、神經(jīng)纖維、神經(jīng)這三個專有名詞，學(xué)生們在日常生活中經(jīng)常聽見這些名詞，但是對其中的關(guān)系卻不夠了解，在常規(guī)教學(xué)的過程中便有可能出現(xiàn)概念偏差。那么通過自制教學(xué)模具的方式進行分類和引導(dǎo)，有一定的必要性。

2. 教學(xué)過程

通過問題導(dǎo)入的方式，讓學(xué)生了解生物體的結(jié)構(gòu)以及功能，認(rèn)識到細(xì)胞是組成生物體的重點要素。接下來讓學(xué)生思考神經(jīng)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和功能單位是哪些，在學(xué)生認(rèn)識到了神經(jīng)元之后，再以小組活動的方式觀察教師提供的神經(jīng)元組成和神經(jīng)傳統(tǒng)動畫，這個過程是讓學(xué)生進一步了解相關(guān)專有名詞的具體過程。接下來由教師進行引導(dǎo)，初試自制教學(xué)道具，主要選擇了生活中極為常見的廢棄電纜線。黑色膠皮包裹著一根“神經(jīng)”，一端裸露在外，其中延伸出了不同顏色的“神經(jīng)纖維”，然后再配合前期制作的教學(xué)課件，能夠讓學(xué)生進一步了解三個專有名詞之間的關(guān)聯(lián)。而這種舊物新用的方式也可以大大提升學(xué)生的課堂參與感，教師心靈手巧的創(chuàng)新行為也可以拉近學(xué)生和教師之間的距離。而這些自制的教學(xué)道具，可以讓學(xué)生明確認(rèn)識各個部分代表著什么，之間包含著怎樣的關(guān)系，當(dāng)學(xué)生再度回憶這些內(nèi)容時，頭腦中會自主地閃現(xiàn)出自制道具的具體結(jié)構(gòu)，這樣可以清晰地進行知識回溯。

(三)課堂探究活動中的自制道具使用

在課堂探究活動開展的過程中，主要強調(diào)以實驗課以及翻轉(zhuǎn)課堂為主，這期間的自制模具主要以學(xué)生自制學(xué)具為主，進一步增強學(xué)生的主觀能動性，發(fā)揮學(xué)生的動手動腦能力是提升自制模具教學(xué)價值的主要途徑。

1. 制作背景

在學(xué)生學(xué)習(xí)《肌肉牽動骨運動的模型》相關(guān)知識點的過程中，為了讓學(xué)生進一步了解骨骼、關(guān)節(jié)以及肌肉這三者之間的協(xié)調(diào)配合機理，需要為學(xué)生提供具象化的教學(xué)道具，能夠讓學(xué)生正確看到三個不同結(jié)構(gòu)之間的配合關(guān)系。在這個過程中，可以讓學(xué)生通過小組合作的方式，制作骨骼肌牽拉骨繞關(guān)節(jié)運動的相關(guān)模型。

2. 教學(xué)過程

在課堂開始之前，通過情境創(chuàng)設(shè)的方式引入新的課程內(nèi)容。為學(xué)生播放課間學(xué)生跑操的視頻，將重點鏡頭定位在學(xué)生膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)的運動瞬間。通過透視原理還原骨骼、肌肉以及關(guān)節(jié)之間的變化關(guān)系。讓學(xué)生思考“為何這些動作能夠支撐人們進行運動、運動系統(tǒng)的組成包括哪些”這些常規(guī)的引導(dǎo)性問題，學(xué)生可以結(jié)合教師給出的資料以及教材進行初步回答，然后為學(xué)生提供自制生物學(xué)具的素材以及資料。

人體骨骼組成圖片：讓學(xué)生對應(yīng)自己的身體骨骼以及關(guān)節(jié)，找出相應(yīng)的骨。

關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)展示圖：讓學(xué)生利用三分鐘的時間快速地進行記憶，然后分析不同關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和作用。

骨骼肌收縮牽拉使骨頭產(chǎn)生運動的視頻：讓學(xué)生分析骨骼肌結(jié)構(gòu)，了解骨骼肌如何連接骨進行運動。

通過多媒體展示的方式為學(xué)生構(gòu)建模型，說明骨骼肌牽拉骨產(chǎn)生運動的整個過程，在這個過程中需要感受屈肘和伸肘運動，用手認(rèn)真感受不同結(jié)構(gòu)之間的動態(tài)順序以及邏輯關(guān)系。為學(xué)生下發(fā)硬紙板、圖釘、橡皮筋等相關(guān)道具，讓學(xué)生還原出骨、肌肉、關(guān)節(jié)之間的協(xié)調(diào)運動過程。

整個過程要求學(xué)生分組進行探究，親手制作學(xué)習(xí)模型在增強學(xué)生感情認(rèn)知的同時，也可以夯實重點知識記憶深度。其間教師需要進行班級巡視，及時表揚學(xué)生的優(yōu)秀作品，并且進行全班展示；邀請小組組員進行模型解釋，分析運動產(chǎn)生的原理，這個過程是讓學(xué)生將獲取到的知識進行內(nèi)化的過程。接下來可以為學(xué)生提供典型案例進行對比分析，比如獵豹奔跑過程中的肌肉、骨以及關(guān)節(jié)變化情況極為復(fù)雜，骨骼肌豐富，能夠為其提供高速奔跑。需要注意的是，其間不能完全放手，讓學(xué)生進行自主探究，一部分學(xué)生本身沒有思路，在制作的過程中耗時過長且存在迷茫現(xiàn)象，會耽誤教學(xué)進度，那么教師可以及時進行現(xiàn)場指導(dǎo)，將自己作為小組中的一員來幫助學(xué)生及時地掌握正確方法，從而實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

(四)課后作業(yè)環(huán)節(jié)的學(xué)具制作和使用

“雙減”政策的落實為當(dāng)前的教學(xué)體系優(yōu)化提供了新的改革方向，那么針對初中生物課后作業(yè)來講，可以利用自制模具來實現(xiàn)靈活引導(dǎo)和創(chuàng)新。

1. 制作背景

例如在學(xué)生學(xué)習(xí)《植物動物細(xì)胞模型》相關(guān)知識點的過程中，這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)本身有一定的層次化特點，而不同的植物動物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)也有一定的不同點，通過自制模型的方式進行教學(xué)效果較好，能夠鍛煉學(xué)生的動手動腦能力以及創(chuàng)新設(shè)計能力，同時也可以代替課后作業(yè)，降低學(xué)生的作業(yè)壓力；初中學(xué)校的學(xué)生不少是住宿生，在課后也可以通過學(xué)校的計算機房、生物實驗室進行小組合作模型制作，可以促使學(xué)生之間的交流互動。

2. 教學(xué)過程

在新課講述的過程中，需要讓學(xué)生了解細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，并且闡述動物細(xì)胞和植物細(xì)胞之間的各項相同點以及不同點。在常規(guī)的課上講述結(jié)束之后，通過布置課下生物實驗作業(yè)的方式，讓學(xué)生完成課后任務(wù)，比如讓學(xué)生利用生活中常見的皮球、塑料瓶、衛(wèi)生紙、黏土、膠帶來做細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型，參考教師給出的資料，或者讓學(xué)生自主查找不同植物或者動物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)進行制作。每一個小組可以選擇不同的制作對象，要突出該制作對象的獨特性。針對學(xué)生自己制作的學(xué)具進行評價，要考慮模型是否美觀，是否存在瑕疵，是否能夠正確反映該細(xì)胞的實際特點。這些制作好的成品可以作為學(xué)生生物學(xué)習(xí)展出品，配合常規(guī)的生物教學(xué)成果來進行階段性的展出，也可以增強學(xué)生的生物學(xué)習(xí)積極性和成就感。

(五)自制教具與自制學(xué)具融合性實踐

在課堂上教師所選擇的模型往往是自己制作的，能夠體現(xiàn)知識中的難點。學(xué)生自制學(xué)具與教師自制教具相融合，可以為課堂提供更加多元化的模型，更可以通過師生互動來進行對比和分析。

1. 制作背景

例如，在學(xué)生了解肺內(nèi)氣體交換相關(guān)內(nèi)容時，呼吸道對空氣的處理本身有一定的復(fù)雜性，單純憑借學(xué)生對這部分知識的理解進行學(xué)具的制作并不現(xiàn)實，尤其是其中還涉及了初中物理中有關(guān)大氣壓強的相關(guān)知識。那么在自制模具的過程中，教師可以輔助學(xué)生自制教具和學(xué)生所制作的學(xué)具進行補充，不僅可以讓學(xué)生看到自身的缺陷，還能夠形成更加完善的認(rèn)知。

2. 教學(xué)過程

為學(xué)生發(fā)放橡膠管、礦泉水瓶、橡皮筋、氣球等道具，讓學(xué)生圍繞本節(jié)課的重點教學(xué)內(nèi)容來自己制作學(xué)具。有學(xué)生通過礦泉水瓶和氣球，配合大量的塑膠管，制作肺部氣管以及支氣管的分布道具。但是由于塑膠管和礦泉水瓶等各個結(jié)構(gòu)之間是用膠水進行連接，氣密性不足，這無法真實反映肺部在呼吸過程中對空氣的處理特點，那么通過重點內(nèi)容提取的方式自制教具，將氣管支氣管等部分省略，用氣球?qū)⒌V泉水瓶口套住，這樣能夠增強密封效果。將這種自制教具和學(xué)生制作的肺部支氣管以及氣管分布圖相融合，能夠?qū)崿F(xiàn)知識互補，更好地體現(xiàn)了呼吸道在處理空氣過程中的實際場景，大大增強了教學(xué)模具的多樣性，也可以為學(xué)生和教師之間提供討論空間。

四、 自制模型在生物實驗課中的應(yīng)用效果

在生物課實驗上通過自制模型的方法進行教學(xué)，主要分為教師自制教具以及學(xué)生自制學(xué)具，這兩項內(nèi)容在實踐的過程中均會產(chǎn)生較好的效果。

首先，從教師自制教具的角度出發(fā)，通過自制教具能夠進一步提升生物課堂表現(xiàn)力，為學(xué)生提供更加有趣多樣的道具，快速捕獲學(xué)生注意力，可以營造具備趣味性的學(xué)習(xí)氛圍；通過實踐研究表明自制教具可以有效調(diào)動學(xué)生的課堂參與積極性，更能夠引導(dǎo)學(xué)生主動閱讀相關(guān)科普類書籍以及觀看視頻，也有一部分學(xué)生可以和家長以及教師討論是否可以利用其他工具代替自制教具中的結(jié)構(gòu)，成為學(xué)生主動接觸生物、探究生物、了解生物的契機。另外，教師自制教具對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力也會產(chǎn)生較大影響。自制教具改變了傳統(tǒng)理論灌輸式的教學(xué)方法，教師需要花費一定的時間和精力研究相關(guān)工具的組成，讓自制教具有更大的應(yīng)用價值，這期間會體驗到動手操作的成就感，自然也可以了解初中學(xué)生學(xué)習(xí)生物時的具體情感需求。從而為學(xué)生提供具備開放性的生物實驗教學(xué)平臺，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

其次，從學(xué)生自制學(xué)具的角度上來講，可以有效加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意愿。其一，將自制學(xué)具加入生物實驗課中，能夠讓學(xué)生改變對生物實驗課的看法，認(rèn)為生物實驗課有著更強的實踐空間，能夠展現(xiàn)自身的動手操作能力，這個過程也是讓學(xué)生主動了解并且分析生物理論知識的過程，增強了學(xué)生的參與度和主觀能動性。

其二，自制學(xué)具的使用可以全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。不同學(xué)生之間以小組為單位進行學(xué)具的制作，其中必然會形成競爭行為。通過教師進行科學(xué)引導(dǎo)構(gòu)建的良性競爭環(huán)境，能夠讓學(xué)生在適當(dāng)條件下，不斷豐富自我，爭取做出更好的自制學(xué)具，那么就需要學(xué)生更加深入地分析相關(guān)知識模型以及理論，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的興趣。

另外自制學(xué)具對學(xué)生自身發(fā)展也有一定的促進作用。在自制學(xué)具的過程中，學(xué)生需要自己捕獲相關(guān)信息，然后進行信息處理，最終還原到手工實踐上，不僅可以使學(xué)生獲得更強的成就感，也能夠成為生物實踐教學(xué)的一部分，滿足學(xué)生自主探究的需求。

五、 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前新形勢下的生物教學(xué)政策以及相關(guān)需求，自制教學(xué)模具不僅可以為教師提供新的課堂優(yōu)化途徑，更可以滿足學(xué)生動手動腦的實際需求。堅持以學(xué)生為主體，做到探究性學(xué)習(xí)引導(dǎo)提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。需要注意的是，無論是自制教具還是自制學(xué)具，都需要圍繞課堂教學(xué)主題，材料的選擇以及制作過程要服務(wù)于課堂內(nèi)容，避免過度偏離課堂中心反而降低教學(xué)效果。那么需要教師進行階段性的評估和創(chuàng)新，不斷把控自制模具的限度，這樣可以讓生物實驗教學(xué)更加順利地開展，且產(chǎn)生較好效果。