自制簡易小模型突破學習重難點

在初中生物教學中，學生對生物體結構與功能相適應的觀點比較容易認同，但是，對于某些結構與功能之間的關系缺乏深刻的理解。因此，對于結構與功能相適應等生物學觀點的認識比較膚淺。為此，如何讓學生將生物學知識的感性認識上升為理性認識，值得教師去思考。這往往成為初中生物課堂教學必須突破的重點或難點。在生物課堂上，教師要適時地利用生活中的簡便材料，引導學生動腦、動手制作直觀形象的生物簡易小模型，從而獲得對有關生物體結構與功能相適應觀點的理性認識，提升相應的探究能力，從而突破學習的重難點。

1 輔助實物觀察，獲得理性認識——制作小腸壁結構的模型

蘇科版七年級上冊第二單元第三章第四節的課題是“人體對食物的消化和吸收”。這節課第一課時的重點是通過探究小腸適于消化吸收的結構特點的實驗，讓學生理解小腸適于消化吸收的主要特點。探究實驗的材料一般是實物——豬小腸，這是較好的觀察材料。但是筆者多次帶領學生進行探究實驗后，發現預期的效果并不理想：實驗結束了，學生雖然對探究材料豬小腸的結構特點有了一定的感性認識，但仍有些迷茫，他們沒有深刻、到位地理解“小腸內表面的皺襞和隆起的絨毛大大增加了對食物消化和吸收的表面積”。也就是說，學生對生物體的有關結構與其功能相適應的觀點還沒有從感性上升到理性認識。

這時，采用了引導學生自己動手制作小腸壁結構模型的方式，旨在通過模型的制作，幫助學生實現對生物學知識從感性認識到理性認識的跨越。在制作的過程中，學生先對小腸外壁、內壁面積進行測量和計算，再通過對計算面積大小的直接比較，就可以形象直觀地理解小腸內壁的皺襞和絨毛大大增加了小腸內表面積的結構特點。此時，學生利用之前對實物的感性觀察，再結合制作的小腸模型，獲得對小腸的結構(皺襞和絨毛)與其功能(小腸是人體消化和吸收的主要場所)相適應這個觀點的理性認識，順利掌握了本節的重點知識，提高了學習效果。具體過程如下。

目的：通過制作小腸壁結構模型，進一步理解小腸的結構特點。

材料用具：不同顏色的完整廢舊紙張、剪刀、尺、膠水等。

制作步驟：

(1)制作紙質的小腸模型，測量和比較模型內外表面積的變化和差異，理解小腸皺襞、絨毛等結構對于增大小腸內表面積的作用。

(2)模型中的各部分分別代表小腸結構中的哪些部分?

思考討論：根據自己制作的模型，說說小腸皺襞、絨毛等結構對小腸消化和吸收的作用。

2 替代實物材料，突破學習重難點——模擬制作腎單位的結構模型

蘇科版八年級上冊第五單元第十四章第二節“人體內廢物的排出”，這節課的難點之一是腎單位的結構。在實際的教學過程中，就算解剖實物(哺乳動物的腎臟)，也很難觀察到腎單位的結構。因此，順利地突破這一難點是學生理解腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用之關鍵。那怎樣來突破呢?筆者經過嘗試，發現在學習腎單位的結構之后，教師引導學生利用簡單的材料模擬制作腎單位的結構模型，可以很好地突破這一難點。具體如下：

目的：通過制作腎單位結構模型，理解腎單位的結構。

材料用具：氣球，舊毛線，剪刀等。

制作步驟：

(1)剪一段毛線(長大約1m)，團成團，理出兩端，待用；

(2)將氣球頂端凹陷；

(3)將毛線團輕放進氣球凹陷處，毛線團的兩端留出凹陷的外面：

表達交流：根據自己制作的模型回答下列問題：

①毛線團相當于腎單位的什么結構?(腎小球)；毛線團的兩端分別相當于什么結構?(入球小動脈，出球小動脈)

②氣球的頂部凹陷后相當于腎單位的什么結構?(腎小囊)

③氣球的管部又相當于腎單位的什么結構?(腎小管)

④在制作的過程中你有什么感受呢?

在此模型的制作過程中，學生自發地組成制作小組，相互討論、合作，成功地制作了腎單位的模型。并且各小組之間相互進行了借鑒和評價，在愉快的氣氛中借助親自制作的模型，理解了構成腎單位的腎小球、腎小囊、腎小管在生理結構上的位置關系，為后面學習尿液的形成打下堅實的基礎。

3 巧制生物小模型，嘗試探究——自制鳥卵的結構模型

在蘇科版八年級上冊第六單元第十九章第一節“動物的生殖”這節課中，“觀察鳥卵的結構和概述主要結構的作用”既是本節課不可或缺的知識目標，又是本節課唯一的重點。出于愛護鳥類和取材的方便，觀察鳥卵結構時選用的材料是以雞蛋代替的，且雞蛋體積較大，內部的結構展示比較清晰。但是，筆者經過實踐發現有一種結構——系帶，不大容易觀察得到。有的鳥卵(雞蛋)的印白中可以看到少許絮狀物(系帶)，但大多數鳥卵(雞蛋)可能由于學生的操作不當，致使在卵白中看不到系帶，對呈絮狀的系帶的作用大多數學生更是難以理解。

這時教師引入探究實驗。因為引導學生通過探究的方式來解決生物課堂上的有關問題，不僅使學生能獲得知識，更重要的是能培養他們的探究能力。這既培養了學生動腦、動手的習慣與技能，又順應了新課程標準的要求，一舉多得。

3.1 探究實驗的背景

在實驗“觀察鳥卵的結構”中，學生逐步了解了鳥卯內部結構及其在鳥類生殖和發育過程中所起作用；已明確了雛鳥是由卵黃上的胚盤發育而來的這一知識點。因此學生很容易認同：對于鳥類來說，胚盤(受精卵)是繁衍后代最重要的結構。那么，對于鳥類來說，在生殖和發育過程中胚盤必須要得到良好的保護，即卵黃應該保持在整個鳥卵的中央位置，這樣才能使卵黃上的胚盤受到外界環境影響的風險降到最低。在這樣的知識背景下，學生的探究實驗就開始了。

3.2 探究實驗的名稱：探究鳥卵內部結構中系帶的作用

(1)提出問題：鳥卵是靠什么結構使卵黃始終保持在鳥卵中央的呢?

(2)作出假設：鳥卵是靠系帶使卵黃始終保持在鳥卵中央的。

此時，教師首先拋出一個問題：你打算通過怎樣的手段或方法來直觀、形象地向大家證明系帶的固定作用呢?經過各學習小組的激烈討論之后，大多數學習小組提出制作(鳥卵的)模型。緊接著，教師繼續引導：假如我們要制作一個模型來驗證系帶的作用，應該準備哪些材料、應該怎樣制作才比較科學呢?最后，請小組同學相互討論，當場制定出一個制作鳥卵模型的簡單方案。由于時間關系請學生在課后準備、收集相關材料用具，再利用課余時間將模型完成，下一節生物課上再全班展示各小組的成果。

由于學生剛剛觀察和學習過鳥卵的結構，制作模型的方案很快就制定好了。

(3)制定并實施方案。

目的：通過自制鳥卵的結構模型，探究系帶的作用。

材料用具：果凍的塑料殼(2個)、黃色乒乓球(1個)、舊毛線，剪刀，透明膠帶等。

方法步驟：

①制定制作模型的方案(以小組長為首)，明確分工；

②發動組里的學生收集材料；

③利用自己收集到的材料，按照之前的方案組內同學相互合作，完成鳥卵模型的制作。

(4)得出結論：系帶的作用是固定卵黃，使卵黃盡量保持在整個鳥卵的中央。

(5)表達交流：

①果凍殼相當于鳥卵的那個結構?(卵殼)

②乒乓球相當于鳥卵的那一結構?(卵黃)

③乒乓球兩端的毛線相當于哪一結構?(系帶)；其對卵黃起到什么作用?(固定的作用)

④擇優展示成果。

由于這個模型是學習小組在課外自主制作的，因此所用材料和成型后的模型比較多樣。有些小組的材料比較簡單，只有乒乓球和舊毛線。這種小模型雖然簡易模型，但也能說明問題。有的小組收集的材料比較齊全，有果凍殼、乒乓球、毛線、細沙等，制作的模型相對較完整。難能可貴的是，這組學生還用深色記號筆在卵黃上標出了胚盤所在，而且在乒乓球的內部裝了少許沙子，當拉動乒乓球兩端的毛線時，通過毛線對乒乓球一松一緊的調整，盡力使“卵黃”保持在鳥卵的中央，同時“胚盤”保持在上方，這樣的模型就更形象逼真，也比較科學。各組學生在展示模型之后，相互評價，共同交流，明確了鳥卵內部各結構及其功能，順利掌握了本節課的重點知識。同時，學生通過學習小組自主制作模型來嘗試探究有關問題，這種方式既加深了學生對生物學觀點的理性認識，又鞏固了探究意識，提升了探究能力。

其實，在初中的生物教學中，這樣的實例還有很多。比如蘇科版的八年級上冊，學生(下轉第22頁)(上接第18頁)在學習植物的蒸騰作用時，通過實驗利用顯微鏡觀察植物葉表皮的氣孔，但是對氣孔的開閉學生還是沒辦法透徹地理解，這時教師就可以引導學生利用管狀氣球來制作模型，在模型的一側貼上膠布模擬靠近氣孔的厚細胞壁，當吹氣時膨脹程度有差異，管狀氣球就會彎曲，此時氣孔打開；當放掉一些氣，管狀氣球變直，氣孔關閉。這樣學生就很容易理解氣孔開閉的原理了。

綜上所述，在初中生物課堂教學中，教師可以適時引導學生自制簡易的生物小模型，來突破學習的重難點。這既符合初中學生喜歡動手、動腦的個性特點及其認知規律，又幫助學生獲得對生物體結構與功能相適應等一些生物學觀點的理性認識。