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用自制教具改进生物实验教学

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   【摘 要】生物实验教学中我们常常需要利用教具突破教学中的重难点问题,但传统教具往往存在着某些问题:1.有些教具仅能展示生物体的结构关系,并不能展示该结构的功能;2.有一些教具只能做验证性的实验,不能做探究性实验;3.还有一些课程板块,教育部门并未统一配发相应的教具。因此笔者在分析了教具对于生物实验教学的重要性后,结合实际教学对上述传统教具的弊端做出了一定的改进。真实施教后发现这些教具均简单实用,可操作性强。
   【关键词】自制教具;初中生物;实验教学
   生物学是一门以实验为基础的自然科学。著名科学家、诺贝尔奖获得者李政道先生曾指出:“实验无论怎样强调都不过分。”事实也正是如此,我们纵观生物学史。从早期的达尔文的宏观观察实验,到后来的细胞层面的实验研究,再到现如今的分子生物学理论。我们的先贤们一直在用实验探索世界、寻求真理。但作为中学生物教师,笔者更深知在中学的生物实验教学中想要高效易懂地将实验探究的思想和方法传授给学生并非易事。因此,在实验教学中笔者尝试用自制教具的方法引导学生积极参与实验探究过程,锻炼学生的创新性思维。
   1.初中生物实验课堂中教具的重要性
   分析初中生的学习心理特点,绝大部分的学生好动且侧重于对有趣事物的学习。作为一种半熟体,初中生对抽象知识的学习能力欠佳。而教具就可以很好的解决这类教学中的常见问题。首先,无论是传统教具还是自制教具,都是立体可触的。学生在学习的过程中不仅可以“亲眼见证”更可以“亲手操作”,大大增加了课堂的趣味性,也激发了学生的学习兴趣。此外,若我们仅利用多媒体技术展示有时并不能体现出生物结构的3D效果,从而影响学生对于生物体结构的认识和对功能的理解。例如在讲解心脏的结构时,若我们仅利用多媒体展示,很难体现出四腔之间的连通关系以及腔室与血管之间的连通关系,但授课时教师结合学校配置的心脏立体模型讲解展示,再用红领巾代表血液。当学生看到红领巾可以由心房穿入心室时,就能轻易的记住心房与心室是相通的这个知识点。朱正元教授也曾积极倡导“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,可见教具对于日常教学尤其是生物实验教学是非常重要的。
   2.自制教具的优势分析
   虽然每一个学校在采购时都会配置很多由教育主管部门统一配发的教具。这些教具虽然效果不错,但还是有其不足之处。例如,有些教具仅能展示生物体的结构关系,并不能展示该结构的功能;有一些教具只能做验证性的实验,不能做探究性实验;还有一些课程板块,教育部门并未统一配发相应的教具。而自制教具往往都是由生活中常见的材料制作而成,会让学生感觉科学就在身边,生物学的学习也并不神秘。因此,笔者认为教师在进行实验教学的过程中,应不受传统教具的资源束缚,勇于创新,制作出符合学情的个性化自制教具。
   3.用自制教具解决生物实验课的具体问题
   3.1用自制教具体现结构与功能相适应的生物学思想
   苏科版《人体内废物的排出》一课中,肾单位的结构和功能一直是教学中的重点和难点。传统教学中,教师往往利用教育部门统一配置的肾单位模型讲解其结构组成,再利用板书和多媒体动画向学生展示肾小球的滤过作用和重吸收作用。但这样的教学方式并没有很好地体现出生物的结构与功能相统一的生物学思想。因此,笔者对本节课的教具进行了改进,自制了能够行使肾单位滤过功能的教具。
   3.1.1材料:长颈漏斗一个、塑料输液管一段、注射器一个、少量细沙(黄色和红色)、气球。
   3.1.2制作方法(如图1)将长颈漏斗上倒着套上一个被剪了很多小孔的气球。将气球塞进长颈漏斗中,模拟肾单位的肾小囊的双层结构和肾小管。用针头在塑料注射管上扎洞,并将其缠绕模拟肾小球。另一边入球小动脉与注射器相连。注射器中有水和少量的红黄两色的细沙。
   使用时,学生一方面可以很轻易的辨认肾单位的结构;另一方面,注射器中的液體模拟了人体的血液,其中细沙模拟了血液中的大分子物质血细胞和蛋白质。当教师缓慢注入液体后,引导学生观察两个小烧杯中的液体,可以清楚的看到,肾小管中流出的液体内没有细沙,即没有大分子物质,而在出球小动脉中流出的液体内仍然含有大分子物质。之后结合肾单位教具中的肾小球的结构特点,学生很容易就能掌握肾小球的滤过作用的原理。同时学生也能体会到生物的结构与功能相适应的这一生物学思想。
   3.2用自制教具培养学生的探究实验精神
   教师在讲解苏科版《人体信息的感知》一课时会遇到课程编排顺序的问题。学生在上本节课时并没有学习过光学知识,更不知道凸透镜的成像特点。因此在授课时想要开展探究实验是非常困难的。因为我们原本利用的是物理实验室的光具座,当模拟近视的时候就增加一个凸透镜,让学生知道晶状体变厚之后会将像成在视网膜前方。这样的操作对于没有光学物理知识的学生来说比较抽象,而且也无法自主完成小组探究实验,故而笔者对实验装置进行了改造。
   3.2.1材料:蜡烛、自制塑料充水球、白板
   3.2.2制作方法(如图2)在图中,序号2是一个我们利用透明雨衣制作而成的充水硬质球。将雨衣剪开后,选取适当大小的其中一块后充水后紧紧地扎紧封口。这样就能制作出一个两面凸的透明球体。
   使用的时候我们不再需要光具座,因为蜡烛、自制充水硬质球以及白板的位置都是固定的,不需要移动。之后学生通过类比可以发现2模拟的是人体的晶状体,而3模拟的是人眼的视网膜。随后教师在授课时就可以启发学生做出假设,近视产生后晶状体增厚,所成的像是会向前移动还是向后移动呢?学生就可以用注射器向硬质球内注水来模拟增厚的晶状体。小组内的其他同学则可以用另外的白板在3的前后尝试,寻找新的像的位置,最后得出结论。
   3.3用自制教具弥补传统教具未覆盖的课程板块
   在苏科版《鸟类》这一课的学习中,鸟类特有的双重呼吸对于很多学生来说一直是一个很难理解的板块。但笔者找遍了实验室的教具,发现并未有与此相关的教具,而且在网上也就只找到了一款用彩色电子等体现双重呼吸的教具,查看演示操作笔者认为不是特别直观。因此,根据鸟类的双重呼吸的特点,简化结构制作了相应的教具。    3.3.1材料:洗耳球、吸管、红色海绵、气球
   3.3.2制作方法(如图3)取一款红色海绵剪成椭圆形用于模拟鸟类的肺,在海绵的中央戳一个贯穿的孔插入吸管。吸管一端绑住一个气球,另外一端准备连接洗耳球。
   使用时,学生可以根据教具简单的理解气囊和肺之间的关系。同时教师可以借助教具向学生讲解,当鸟类吸气后气体不仅要进入肺还有一部分的气体被储存在了气囊里,而当呼气的时候,气囊中的气体又可以被挤出进入肺中。可见,鸟类与人的呼吸方式有很大的不同,人没有气囊所以呼吸一次气体在肺发生一次气体交换,但是鸟类有气囊,所以呼吸一次在肺部发生两次气体交换,也正因为这样,我们把鸟类的呼吸方式成为“双重呼吸”。这个教具的使用材料易得,并且制作非常简单。学生即使在课下都可以自行操作,巩固记忆。试用下来学生对于这个版块知识的理解和记忆显著提升。
   4.结束语
   通过对自制教具优势的分析和具体在课堂中的可行性操作剖析,我们不难发现教师在生物实验课的教学中仅利用多媒体技术和传统教具是远远不够的。自制教具有着灵活性高,创新性强而且针对性强的特点。此外,在自制教具的过程中还能激发学生的学习生物学的兴趣。因为自制教具的用材往往非常简单易得,都是一些学生在日常生活中常见的材料,学生通过学习可以发现原来科学就在身边。这样更加有利于学生塑造科学性思维,发挥创造性。
   【参考文献】
   [1]罗元东,刘静.实验教学与人才培养[J].沧州师范专科学校学报,2001(01):92
   [2]王振.浅谈自制教具与课外实验在生物教学中的应用[J].科学视野,2007(16):300
   (本文系江苏省现代教育技术研究2019年度立项课题《基于学校“云课堂”背景下的初中生物校本课程开发实践研究》(课题号72867)和苏州工业园区教育科学“十三五”规划青年专项课题《“云课堂”背景下的初中生物校本课程开发实践研究》(课题号2019127)的研究成果。)
   自制教具教学是指提倡学生利用生活中常见物品和材料,通过简单组装或改造,使之成为实验用具或演示用具的一种教学方法。通过这种方法,能够使学生快速了解实验原理,加深对知识的掌握程度,培养学生的学习兴趣,增强动手能力,引导他们主动探索未知领域,对于提高教学质量具有较强辅助作用。
   新的《课程标准》提倡物理实验器材的生活化。利用生活中的常见物品和材料自制教具,可以有效拉近学生与课程的距离,使他们从相对枯燥的课本中解放出来,真切感受到知识的魅力。在自制教具的教学过程中,教师与学生还能进一步加强互动,形成良好的教学氛围,有助于师生关系的进一步改善。学生自制教具的过程本身也是探究的过程,在这个过程中他们能有效吸收所需知识,体验成功的乐趣,强化自主探究的能力,不斷培养他们讲究科学、尊重科学的精神。
   在素质教育不断深化的今天,对教学模式改革的探索也在不断深入。在这种背景下,自制教具教学越来越受到人们的重视,其重要作用主要表现为以下几个方面:
   1.可以有效弥补现有教具的不足。一方面,课程的改进和授课模式的演化,使得对教具的需求不断增长,现有教具研发体系无法彻底满足这些需求;另一方面,正规教具生产体系较教学更新节奏比较滞后,无法适应新的需要。这就要求广大师生就地取材,使用自制教具开展教学。
   2.可以有效拉近知识与生活的距离,使学生形成“生活之中处处有物理”的意识,强化他们主动观察、主动思考的能力。
   3.能够使学生转变学习方法,改变一切拘泥于书本的观念,在动手的过程中动脑、动口,提高学习效率和质量。
   4.能够培养学生创新意识,培育创新个性和品质,发挥自己的创造潜能,培养他们的动手能力。
   兴趣是最好的催化剂。在课堂教学中,教师要想方设法激发学生兴趣,才能获得更好的教学效果。自制教具迎合了学生的兴趣点,能将抽象的知识直观地展现在他们面前,很好地促进知识的吸收和转化。因此,教师在教学过程中,要善于使用这一方法。
   实验课是物理教学中的重要环节,也是学生最感兴趣的教学环节。在实验课中加入自制教具,既是提高学生动手能力的重要方法,也是理论与实践互相结合、互相验证的重要途径。在实验课中,教师应当提倡就地取材制作教具,引导学生大胆假设,仔细求证,通过提问、分析、验证、总结等一系列环节,最终解决问题,找到答案,培养学生的自主探究能力。
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