用自制教具改進生物實驗教學

張雅致

【摘 要】生物實驗教學中我們常常需要利用教具突破教學中的重難點問題，但傳統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構關系，并不能展示該結構的功能;2.有一些教具只能做驗證性的實驗，不能做探究性實驗;3.還有一些課程板塊，教育部門并未統一配發相應的教具。因此筆者在分析了教具對于生物實驗教學的重要性后，結合實際教學對上述傳統教具的弊端做出了一定的改進。真實施教后發現這些教具均簡單實用，可操作性強。

【關鍵詞】自制教具;初中生物;實驗教學

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。著名科學家、諾貝爾獎獲得者李政道先生曾指出：“實驗無論怎樣強調都不過分。”事實也正是如此，我們縱觀生物學史。從早期的達爾文的宏觀觀察實驗，到后來的細胞層面的實驗研究，再到現如今的分子生物學理論。我們的先賢們一直在用實驗探索世界、尋求真理。但作為中學生物教師，筆者更深知在中學的生物實驗教學中想要高效易懂地將實驗探究的思想和方法傳授給學生并非易事。因此，在實驗教學中筆者嘗試用自制教具的方法引導學生積極參與實驗探究過程，鍛煉學生的創新性思維。

1.初中生物實驗課堂中教具的重要性

分析初中生的學習心理特點，絕大部分的學生好動且側重于對有趣事物的學習。作為一種半熟體，初中生對抽象知識的學習能力欠佳。而教具就可以很好的解決這類教學中的常見問題。首先，無論是傳統教具還是自制教具，都是立體可觸的。學生在學習的過程中不僅可以“親眼見證”更可以“親手操作”，大大增加了課堂的趣味性，也激發了學生的學習興趣。此外，若我們僅利用多媒體技術展示有時并不能體現出生物結構的3D效果，從而影響學生對于生物體結構的認識和對功能的理解。例如在講解心臟的結構時，若我們僅利用多媒體展示，很難體現出四腔之間的連通關系以及腔室與血管之間的連通關系，但授課時教師結合學校配置的心臟立體模型講解展示，再用紅領巾代表血液。當學生看到紅領巾可以由心房穿入心室時，就能輕易的記住心房與心室是相通的這個知識點。朱正元教授也曾積極倡導“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”，可見教具對于日常教學尤其是生物實驗教學是非常重要的。

2.自制教具的優勢分析

雖然每一個學校在采購時都會配置很多由教育主管部門統一配發的教具。這些教具雖然效果不錯，但還是有其不足之處。例如，有些教具僅能展示生物體的結構關系，并不能展示該結構的功能;有一些教具只能做驗證性的實驗，不能做探究性實驗;還有一些課程板塊，教育部門并未統一配發相應的教具。而自制教具往往都是由生活中常見的材料制作而成，會讓學生感覺科學就在身邊，生物學的學習也并不神秘。因此，筆者認為教師在進行實驗教學的過程中，應不受傳統教具的資源束縛，勇于創新，制作出符合學情的個性化自制教具。

3.用自制教具解決生物實驗課的具體問題

3.1用自制教具體現結構與功能相適應的生物學思想

蘇科版《人體內廢物的排出》一課中，腎單位的結構和功能一直是教學中的重點和難點。傳統教學中，教師往往利用教育部門統一配置的腎單位模型講解其結構組成，再利用板書和多媒體動畫向學生展示腎小球的濾過作用和重吸收作用。但這樣的教學方式并沒有很好地體現出生物的結構與功能相統一的生物學思想。因此，筆者對本節課的教具進行了改進，自制了能夠行使腎單位濾過功能的教具。

3.1.1材料：長頸漏斗一個、塑料輸液管一段、注射器一個、少量細沙（黃色和紅色）、氣球。

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

使用時，學生一方面可以很輕易的辨認腎單位的結構;另一方面，注射器中的液體模擬了人體的血液，其中細沙模擬了血液中的大分子物質血細胞和蛋白質。當教師緩慢注入液體后，引導學生觀察兩個小燒杯中的液體，可以清楚的看到，腎小管中流出的液體內沒有細沙，即沒有大分子物質，而在出球小動脈中流出的液體內仍然含有大分子物質。之后結合腎單位教具中的腎小球的結構特點，學生很容易就能掌握腎小球的濾過作用的原理。同時學生也能體會到生物的結構與功能相適應的這一生物學思想。

3.2用自制教具培養學生的探究實驗精神

教師在講解蘇科版《人體信息的感知》一課時會遇到課程編排順序的問題。學生在上本節課時并沒有學習過光學知識，更不知道凸透鏡的成像特點。因此在授課時想要開展探究實驗是非常困難的。因為我們原本利用的是物理實驗室的光具座，當模擬近視的時候就增加一個凸透鏡，讓學生知道晶狀體變厚之后會將像成在視網膜前方。這樣的操作對于沒有光學物理知識的學生來說比較抽象，而且也無法自主完成小組探究實驗，故而筆者對實驗裝置進行了改造。

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2是一個我們利用透明雨衣制作而成的充水硬質球。將雨衣剪開后，選取適當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兩面凸的透明球體。

使用的時候我們不再需要光具座，因為蠟燭、自制充水硬質球以及白板的位置都是固定的，不需要移動。之后學生通過類比可以發現2模擬的是人體的晶狀體，而3模擬的是人眼的視網膜。隨后教師在授課時就可以啟發學生做出假設，近視產生后晶狀體增厚，所成的像是會向前移動還是向后移動呢？學生就可以用注射器向硬質球內注水來模擬增厚的晶狀體。小組內的其他同學則可以用另外的白板在3的前后嘗試，尋找新的像的位置，最后得出結論。

3.3用自制教具彌補傳統教具未覆蓋的課程板塊

在蘇科版《鳥類》這一課的學習中，鳥類特有的雙重呼吸對于很多學生來說一直是一個很難理解的板塊。但筆者找遍了實驗室的教具，發現并未有與此相關的教具，而且在網上也就只找到了一款用彩色電子等體現雙重呼吸的教具，查看演示操作筆者認為不是特別直觀。因此，根據鳥類的雙重呼吸的特點，簡化結構制作了相應的教具。

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貫穿的孔插入吸管。吸管一端綁住一個氣球，另外一端準備連接洗耳球。

使用時，學生可以根據教具簡單的理解氣囊和肺之間的關系。同時教師可以借助教具向學生講解，當鳥類吸氣后氣體不僅要進入肺還有一部分的氣體被儲存在了氣囊里，而當呼氣的時候，氣囊中的氣體又可以被擠出進入肺中。可見，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生一次氣體交換，但是鳥類有氣囊，所以呼吸一次在肺部發生兩次氣體交換，也正因為這樣，我們把鳥類的呼吸方式成為“雙重呼吸”。這個教具的使用材料易得，并且制作非常簡單。學生即使在課下都可以自行操作，鞏固記憶。試用下來學生對于這個版塊知識的理解和記憶顯著提升。

4.結束語

通過對自制教具優勢的分析和具體在課堂中的可行性操作剖析，我們不難發現教師在生物實驗課的教學中僅利用多媒體技術和傳統教具是遠遠不夠的。自制教具有著靈活性高，創新性強而且針對性強的特點。此外，在自制教具的過程中還能激發學生的學習生物學的興趣。因為自制教具的用材往往非常簡單易得，都是一些學生在日常生活中常見的材料，學生通過學習可以發現原來科學就在身邊。這樣更加有利于學生塑造科學性思維，發揮創造性。

【參考文獻】

[1]羅元東，劉靜.實驗教學與人才培養[J].滄州師范專科學校學報，2001（01）：92

[2]王振.淺談自制教具與課外實驗在生物教學中的應用[J].科學視野，2007（16）：300

（本文系江蘇省現代教育技術研究2019年度立項課題《基于學校“云課堂”背景下的初中生物校本課程開發實踐研究》（課題號72867）和蘇州工業園區教育科學“十三五”規劃青年專項課題《“云課堂”背景下的初中生物校本課程開發實踐研究》（課題號2019127）的研究成果。）

自制教具教學是指提倡學生利用生活中常見物品和材料，通過簡單組裝或改造，使之成為實驗用具或演示用具的一種教學方法。通過這種方法，能夠使學生快速了解實驗原理，加深對知識的掌握程度，培養學生的學習興趣，增強動手能力，引導他們主動探索未知領域，對于提高教學質量具有較強輔助作用。

新的《課程標準》提倡物理實驗器材的生活化。利用生活中的常見物品和材料自制教具，可以有效拉近學生與課程的距離，使他們從相對枯燥的課本中解放出來，真切感受到知識的魅力。在自制教具的教學過程中，教師與學生還能進一步加強互動，形成良好的教學氛圍，有助于師生關系的進一步改善。學生自制教具的過程本身也是探究的過程，在這個過程中他們能有效吸收所需知識，體驗成功的樂趣，強化自主探究的能力，不斷培養他們講究科學、尊重科學的精神。

在素質教育不斷深化的今天，對教學模式改革的探索也在不斷深入。在這種背景下，自制教具教學越來越受到人們的重視，其重要作用主要表現為以下幾個方面：

1.可以有效彌補現有教具的不足。一方面，課程的改進和授課模式的演化，使得對教具的需求不斷增長，現有教具研發體系無法徹底滿足這些需求;另一方面，正規教具生產體系較教學更新節奏比較滯后，無法適應新的需要。這就要求廣大師生就地取材，使用自制教具開展教學。

2.可以有效拉近知識與生活的距離，使學生形成“生活之中處處有物理”的意識，強化他們主動觀察、主動思考的能力。

3.能夠使學生轉變學習方法，改變一切拘泥于書本的觀念，在動手的過程中動腦、動口，提高學習效率和質量。

4.能夠培養學生創新意識，培育創新個性和品質，發揮自己的創造潛能，培養他們的動手能力。

興趣是最好的催化劑。在課堂教學中，教師要想方設法激發學生興趣，才能獲得更好的教學效果。自制教具迎合了學生的興趣點，能將抽象的知識直觀地展現在他們面前，很好地促進知識的吸收和轉化。因此，教師在教學過程中，要善于使用這一方法。

實驗課是物理教學中的重要環節，也是學生最感興趣的教學環節。在實驗課中加入自制教具，既是提高學生動手能力的重要方法，也是理論與實踐互相結合、互相驗證的重要途徑。在實驗課中，教師應當提倡就地取材制作教具，引導學生大膽假設，仔細求證，通過提問、分析、驗證、總結等一系列環節，最終解決問題，找到答案，培養學生的自主探究能力。