利用自制教具解決高中生物微觀知識的教學嘗試

高中階段的生物課程多是探究細胞水平及分子水平的知識，借助一些能反映生命本質的教具有利于開展高中生物教學。自制教具是教師和學生利用簡便易行的方法，就地取材，自己動手制作的模型。自制教具能體現執教者的教學意圖，顯示學習者對所學內容的理解，在教學中更能幫助解決重點和難點。麥克斯韋也曾說過：“實驗的教育價值與儀器的復雜性成反比，學生自制的儀器，雖然經常出毛病，但它卻會比用仔細調節好的儀器能學到更多的東西?！?/p>

教具隸屬于“模型”范疇，所謂“模型”，就是模擬所要研究事物原型的結構形態或運動形態，是事物原型的某個表征和體現，同時又是事物原型的抽象和概括。模型一般可分為物理模型和數學模型兩大類。物理模型就是根據相似原理，把真實事物按比例大小放大或縮小制成的模型，可以模擬客觀事物的某些功能和性質。物理模型又可分為物質模型和思想模型。生物學中物質模型有實物模型和模擬模型，如生物體結構的模式標本；而細胞結構模式圖、減數分裂圖解等則屬于模擬模型。思想模型是事物在人們思想中的理想化反映，是物質模型在思維中的延伸。根據構建模型的思想方法的不同，又可以分為兩類：一類是以形象化方法（或稱為意象思維方法）構建的具象模型，它是人們在思維中通過對生物原型的簡化和純化而構思出來的，具象模型具有一定的形態結構特征。如，分子雙螺旋結構、生物膜流動鑲嵌模型等。它能使研究對象直觀化，既可以促進研究，又可以簡略描述研究成果，使之便于理解和傳播。另一類是以理想化方法（或稱抽象思維方法）構建的模型，是人們抽象出生物原型某方面的本質屬性而構思出來的，例如，呼吸作用過程圖解、光合作用過程圖解等過程理想模型，食物鏈和食物網等系統理想模型。

目前學校使用的教具很大部分就是物理模型。物理模型能使研究對象直觀化和簡化，同時還可以簡略描述研究成果，使之便于理解和傳播。所以，我們以制作與教學相關的物理模型為突破口。

首先，教師按照高中生物的知識體系梳理出高中生物必修1-3教材中適合制作教具的知識點，教師自制或指導學生制作出作品。高中生物的知識體系有三個概念主線：一條是關于細胞的結構；一條是關于生命兩大物質DNA和蛋白質的；還有一條是染色體的行為變化。關于第一條主線的適于制作模型的概念有：生物膜的流動鑲嵌結構、各種細胞器亞顯微結構、細胞核亞顯微結構、細胞亞顯微結構等。這些模型的共同點是都具有膜結構。圍繞第二條主線的概念很多，可分為DNA和蛋白質兩個部分，具體概念有：脫氧核苷酸的結構、脫氧核苷酸鏈的組成、DNA的結構、DNA復制、轉錄和翻譯；氨基酸的結構、二（多）肽的結構、多肽鏈的空間結構等。各部分內部的關聯是按照由小分子形成大分子的順序，而且DNA能指導蛋白質的合成，所以兩部分概念又是聯系的。第三條概念主線上，染色體是遺傳物質的載體，細胞的有絲分裂和減數分裂時均有染色體的行為變化，如染色體的復制、姐妹染色單體的分離和同源染色體的聯會、分離等。

接著將已制作的教具作品應用于教學實踐。自制教具可以在新課教學、復習課教學甚至學生的自主學習中使用。

（1）高中生物教材中有很多微觀領域的知識摸不到、看不見，有的道理比較抽象，學生不能感知或不能直接感知。這就必須借助教具來代替實物，使學生獲得感性知識。教學實際中，購買的教具成品往往是一個整體，不能拆卸；或者是靜態的，使用時不便于講解和演示，給教學帶來了不便。所以，在備課時，教師了解學生的已有知識，并對可能遇到的理解知識的困難通過使用直觀的、形象的或組合的教具輔助教學。如，人教社生物必修教材中提到的真核細胞三維結構模型、生物膜的流動鑲嵌模型、DNA雙螺旋結構模型等，對學生理解細胞和某些分子的立體結構很有幫助。

（2）復習課教學使用。根據高中生物知識的體系，學生在復習時必須在頭腦中建立起以上主線知識的聯系。復習舊知識時，可以展示以前上課用到的教具，教具具體的形象會喚起學生的記憶。教師既可以提問復習，又可以讓學生自己或小組合作講解，達到鞏固的作用。為了防止學生在辨析概念時出現混淆。教師制作教具時要注意教學的連貫性。模型是課堂知識的再現，生物概念之間本身就有聯系，由一些主線將他們串聯在一起，割裂了概念的聯系，學生掌握的必然只是支離破碎的知識點，不利于學生理解和拓展延伸。

（3）學生學習完某一知識后，可以將一些具象的模型轉換成模擬模型，比如，將細胞有絲分裂和減數分裂中的染色體的形態、數量、位置的變化轉換成列表，學生通過繪畫把變化呈現出來，還可以引導學生進一步推導出染色體、染色單體、DNA數量之間的關系規律，建立起分裂過程中三者的變化曲線。這樣，學生了解了各種模型的建立方法和相互之間的關系，對知識的理解更加靈活。

通過指導學生自制教具，學生對高中生物充滿了學習的熱情，很多學生學習成績進步顯著。在學習過必修1的教材后，我們組織了一次學生自制模型的比賽，對學生的作品分類評比。課堂上，教師對優秀作品的成功之處進行點評，而對一些落選作品，請學生提意見，比較它與優秀作品的差異，在評比過程中，學生知道了材料選取的重要性，概念理解的必要性，這實際上也是一次全體學生對知識的復習，同時自制教具也解決了學校缺乏可使用的符合教學需要的、簡便又容易操控的教具的難題。

編輯 張珍珍