初中生物自制模具在實驗教學中的應用方法探析

李彥菊

生物學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。隨著近些年教學體系的不斷創新，在生物實驗課上通過自制道具的方式進行教學，也受到了多方主體的關注。自制道具的主要優勢在于靈活性強，具有一定的生活性特點，可以結合學生的所見所感，利用身邊常見的材料來制作道具，從而大大提升學生的生物實驗參與興趣。這樣的優勢決定了自制模具將成為未來初中生物實驗教學中的重要環節，也需要教師及時進行關注和創新。

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中的實際應用價值以及應用方法，產生這一想法的主要原因在于以下幾個方面。

其一，當前一部分初中課程在實踐的過程中會應用較多的自制模具，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、望遠鏡等。學生的參與興趣較高，整體課堂氛圍較為活躍，在這樣的環境下能夠深度增強教學效果。但是從初中生物教學的角度來看，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，從當前的教學體系發展狀態來看，線上線下相結合的教學方式已經較為流行，部分教師會通過制作線上微課視頻的方式進行遠程教學，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注。

其三，隨著我國“雙減”政策的提出，進一步降低學生的課業負擔，減少不必要的課外補習班，也成了多方關注的重點內容。在這樣的環境下降低書面作業量，提供更加完善的課后服務指導，構建多樣性的生物實驗課是重點內容，那么生物實驗課上，讓學生通過自制道具的方式進行實踐，也將很好地增強學生的參與感，降低日常教學壓力，也可以增強學生的創新思維意識。

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

二、 生物實驗教學自制模具的具體應用價值

(一)改善課堂氛圍

通過自制模具進行教學，能夠快速地吸引學生的注意力，避免在課堂上出現開小差的現象；全面提升學生的求知欲，讓學生踴躍地參與到自制學具中來，在掌握相關知識和技巧之后，再通過小組合作的方式進行實驗教學，能夠優化改善傳統沉悶的課堂氛圍，調動學生的積極性，從而提升教學質量。

(二)全面提高學生的學習能力

在自制生物實驗模具的過程中，首先需要學生了解具體的理論，掌握該模具的使用場景以及其中的各項細節，然后通過不斷調整和優化的方式進行模具制作。這個過程往往是學生進一步了解、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，能夠提高學生的動手實踐能力。

(三)真正落實素質育人

從生命觀念層面來看，自制教學模式能夠讓學生更好地理解結構和功能。而從科學思維的層面上來講自制教學模具，可以通過模型與建模的方式進行生物知識學習，引導學生形成科學思維。而整個模具制作的過程是調動學生認知、落實實踐探究的過程，這符合初中生物實驗教學的原理。這些能力的提升都是培養學生生物學科素養的重要內容，更是讓生物教學具備開放性和靈活性的根本保障。

三、 生物實驗教學中自制模具的具體實踐及應用

為了進一步增強本輪論述的科學性和有效性，文章建立在人教版初中生物教材的基礎上，選擇其中的典型教學內容，依托常規教學流程，從前期導入環節、知識講述環節、探究實驗環節進行分析，并且制定了教師教具以及學生學具制作的結合性內容，具體實驗內容如下。

(一)自制教具在新課導入環節中的應用

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，學生對病毒并沒有直觀的認知，因此選擇自制病毒模型的方式，能夠讓學生進行微觀探究。

2. 教學過程

在課上為學生播放有關大腸桿菌噬菌體的相關動態視頻，讓學生了解最基礎的知識和形狀，然后從隱蔽位置通過“變魔術”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，學生發現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容和前期的動態視頻進行關聯。也有學生指出，可以利用生活中其他常見的道具來代替其中的相關結構。

課堂氛圍顯著提升，教師再讓學生針對性地分析病毒的基本結構、如何繁殖、和人類之間的關系等教學內容。

這種前期導入環節，有了更強的針對性和靈活性，而自制教學道具的使用又緊緊抓住了學生注意力。由于整個模具的外形較為特殊，很好地提升了學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，又可以讓學生感受到病毒其實也有復雜的結構，雖然看不見，但是會對人們的生活產生較大威脅。有了這種活躍的前期導入環節，便于教師進行后續的理論引導和深度解析。

(二)以自制教具為依托進行新課講授

1. 制作背景

當前的初中生物新課標要求在教學的過程中讓學生掌握專業名詞，并且通過生活化的案例來分析專業生物知識和生活之間的關聯。比如神經系統的組成，其中涉及神經元、神經纖維、神經這三個專有名詞，學生們在日常生活中經常聽見這些名詞，但是對其中的關系卻不夠了解，在常規教學的過程中便有可能出現概念偏差。那么通過自制教學模具的方式進行分類和引導，有一定的必要性。

2. 教學過程

通過問題導入的方式，讓學生了解生物體的結構以及功能，認識到細胞是組成生物體的重點要素。接下來讓學生思考神經系統的具體結構和功能單位是哪些，在學生認識到了神經元之后，再以小組活動的方式觀察教師提供的神經元組成和神經傳統動畫，這個過程是讓學生進一步了解相關專有名詞的具體過程。接下來由教師進行引導，初試自制教學道具，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”，一端裸露在外，其中延伸出了不同顏色的“神經纖維”，然后再配合前期制作的教學課件，能夠讓學生進一步了解三個專有名詞之間的關聯。而這種舊物新用的方式也可以大大提升學生的課堂參與感，教師心靈手巧的創新行為也可以拉近學生和教師之間的距離。而這些自制的教學道具，可以讓學生明確認識各個部分代表著什么，之間包含著怎樣的關系，當學生再度回憶這些內容時，頭腦中會自主地閃現出自制道具的具體結構，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，主要強調以實驗課以及翻轉課堂為主，這期間的自制模具主要以學生自制學具為主，進一步增強學生的主觀能動性，發揮學生的動手動腦能力是提升自制模具教學價值的主要途徑。

1. 制作背景

在學生學習《肌肉牽動骨運動的模型》相關知識點的過程中，為了讓學生進一步了解骨骼、關節以及肌肉這三者之間的協調配合機理，需要為學生提供具象化的教學道具，能夠讓學生正確看到三個不同結構之間的配合關系。在這個過程中，可以讓學生通過小組合作的方式，制作骨骼肌牽拉骨繞關節運動的相關模型。

2. 教學過程

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

人體骨骼組成圖片：讓學生對應自己的身體骨骼以及關節，找出相應的骨。

關節結構展示圖：讓學生利用三分鐘的時間快速地進行記憶，然后分析不同關節的結構和作用。

骨骼肌收縮牽拉使骨頭產生運動的視頻：讓學生分析骨骼肌結構，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生構建模型，說明骨骼肌牽拉骨產生運動的整個過程，在這個過程中需要感受屈肘和伸肘運動，用手認真感受不同結構之間的動態順序以及邏輯關系。為學生下發硬紙板、圖釘、橡皮筋等相關道具，讓學生還原出骨、肌肉、關節之間的協調運動過程。

整個過程要求學生分組進行探究，親手制作學習模型在增強學生感情認知的同時，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，及時表揚學生的優秀作品，并且進行全班展示；邀請小組組員進行模型解釋，分析運動產生的原理，這個過程是讓學生將獲取到的知識進行內化的過程。接下來可以為學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、骨以及關節變化情況極為復雜，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，讓學生進行自主探究，一部分學生本身沒有思路，在制作的過程中耗時過長且存在迷茫現象，會耽誤教學進度，那么教師可以及時進行現場指導，將自己作為小組中的一員來幫助學生及時地掌握正確方法，從而實現自主學習。

(四)課后作業環節的學具制作和使用

“雙減”政策的落實為當前的教學體系優化提供了新的改革方向，那么針對初中生物課后作業來講，可以利用自制模具來實現靈活引導和創新。

1. 制作背景

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

2. 教學過程

在新課講述的過程中，需要讓學生了解細胞是生物體結構和功能的基本單位，并且闡述動物細胞和植物細胞之間的各項相同點以及不同點。在常規的課上講述結束之后，通過布置課下生物實驗作業的方式，讓學生完成課后任務，比如讓學生利用生活中常見的皮球、塑料瓶、衛生紙、黏土、膠帶來做細胞結構模型，參考教師給出的資料，或者讓學生自主查找不同植物或者動物的細胞結構進行制作。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。針對學生自己制作的學具進行評價，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胞的實際特點。這些制作好的成品可以作為學生生物學習展出品，配合常規的生物教學成果來進行階段性的展出，也可以增強學生的生物學習積極性和成就感。

(五)自制教具與自制學具融合性實踐

在課堂上教師所選擇的模型往往是自己制作的，能夠體現知識中的難點。學生自制學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，在學生了解肺內氣體交換相關內容時，呼吸道對空氣的處理本身有一定的復雜性，單純憑借學生對這部分知識的理解進行學具的制作并不現實，尤其是其中還涉及了初中物理中有關大氣壓強的相關知識。那么在自制模具的過程中，教師可以輔助學生自制教具和學生所制作的學具進行補充，不僅可以讓學生看到自身的缺陷，還能夠形成更加完善的認知。

2. 教學過程

為學生發放橡膠管、礦泉水瓶、橡皮筋、氣球等道具，讓學生圍繞本節課的重點教學內容來自己制作學具。有學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構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，那么通過重點內容提取的方式自制教具，將氣管支氣管等部分省略，用氣球將礦泉水瓶口套住，這樣能夠增強密封效果。將這種自制教具和學生制作的肺部支氣管以及氣管分布圖相融合，能夠實現知識互補，更好地體現了呼吸道在處理空氣過程中的實際場景，大大增強了教學模具的多樣性，也可以為學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用效果

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

首先，從教師自制教具的角度出發，通過自制教具能夠進一步提升生物課堂表現力，為學生提供更加有趣多樣的道具，快速捕獲學生注意力，可以營造具備趣味性的學習氛圍；通過實踐研究表明自制教具可以有效調動學生的課堂參與積極性，更能夠引導學生主動閱讀相關科普類書籍以及觀看視頻，也有一部分學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構，成為學生主動接觸生物、探究生物、了解生物的契機。另外，教師自制教具對學生的學習能力也會產生較大影響。自制教具改變了傳統理論灌輸式的教學方法，教師需要花費一定的時間和精力研究相關工具的組成，讓自制教具有更大的應用價值，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生學習生物時的具體情感需求。從而為學生提供具備開放性的生物實驗教學平臺，來提高學生的學習能力。

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

其二，自制學具的使用可以全面激發學生的學習興趣。不同學生之間以小組為單位進行學具的制作，其中必然會形成競爭行為。通過教師進行科學引導構建的良性競爭環境，能夠讓學生在適當條件下，不斷豐富自我，爭取做出更好的自制學具，那么就需要學生更加深入地分析相關知識模型以及理論，培養學生自主探究的興趣。

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

五、 結語

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