顧志宏

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。著名科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李政道先生曾指出：“實(shí)驗(yàn)無論怎樣強(qiáng)調(diào)都不過分?！盵1]事實(shí)也正是如此，縱觀生物學(xué)史：從早期達(dá)爾文的宏觀觀察實(shí)驗(yàn)，到后來細(xì)胞層面的實(shí)驗(yàn)研究，再到如今的分子生物學(xué)理論研究，世界各國的科學(xué)家們一直在用實(shí)驗(yàn)探索世界、尋求真理?？墒亲鳛橹袑W(xué)生物教師，筆者更深知在中學(xué)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中想要高效地將實(shí)驗(yàn)探究的思想和方法傳授給學(xué)生并非易事。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，筆者嘗試用自制教具的方法來引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

一、初中生物實(shí)驗(yàn)課堂中教具的重要性

分析初中生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)可知，絕大部分學(xué)生好動(dòng)且側(cè)重于對(duì)有趣事物的學(xué)習(xí)。作為正在發(fā)育成長(zhǎng)中的青少年，初中生對(duì)抽象知識(shí)的學(xué)習(xí)能力欠佳。而教具可以很好地解決教學(xué)中的常見問題。首先，無論是傳統(tǒng)教具還是自制教具，都是立體可觸的。學(xué)生在學(xué)習(xí)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(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，多媒體展示技術(shù)有的時(shí)候并不能體現(xiàn)出生物結(jié)構(gòu)的3D效果，會(huì)影響學(xué)生對(duì)生物體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和對(duì)功能的理解。例如在講解心臟的結(jié)構(gòu)時(shí)，若僅僅利用多媒體展示，很難體現(xiàn)出四腔之間的連通關(guān)系以及腔室與血管之間的連通關(guān)系，但是授課時(shí)教師利用學(xué)校配置的心臟立體模型講解展示，再結(jié)合紅領(lǐng)巾演示血液流動(dòng)。當(dāng)學(xué)生看到紅領(lǐng)巾可以由心房穿入心室的時(shí)候，就能很容易地記住心房與心室是相通的這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。朱正元教授也曾積極倡導(dǎo)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”[2]，可見教具對(duì)于日常教學(xué)尤其是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的。

二、自制教具的優(yōu)勢(shì)分析

雖然每一個(gè)學(xué)校在采購的時(shí)候都會(huì)配置很多由教育主管部門統(tǒng)一配發(fā)的教具，但是這些教具雖然效果不錯(cuò)，可還是有其不足之處。例如，有些教具僅僅能展示生物體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并不能展示該結(jié)構(gòu)的功能；有一些教具只能做驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，不能做探究性實(shí)驗(yàn)；還有一些課程內(nèi)容，教育部門并未統(tǒng)一配發(fā)相應(yīng)的教具。而自制教具往往都是用生活中常見的材料制作而成，會(huì)讓學(xué)生感覺科學(xué)就在身邊，生物學(xué)的學(xué)習(xí)也并不神秘。因此，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，應(yīng)不受傳統(tǒng)教具的資源束縛，勇于創(chuàng)新，制作出符合學(xué)情的個(gè)性化自制教具。

三、用自制教具解決生物實(shí)驗(yàn)課的具體問題

1.用自制教具體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)思想

蘇教版《人體內(nèi)廢物的排出》一課中，腎單位的結(jié)構(gòu)和功能一直是教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往利用教育部門統(tǒng)一配置的腎單位模型講解其結(jié)構(gòu)組成，再利用板書和多媒體動(dòng)畫向?qū)W生展示腎小球的濾過作用和重吸收作用。但是這樣的教學(xué)方式并沒有很好地體現(xiàn)出生物的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的生物學(xué)思想。因此，筆者對(duì)本節(jié)課的教具進(jìn)行了改進(jìn)，自制了能夠展示腎單位的濾過功能的教具。

(1)材料：長(zhǎng)頸漏斗1個(gè)、塑料輸液管1段、注射器1個(gè)、少量細(xì)沙(黃色和紅色)、氣球。

(2)制作方法：如圖1所示，將長(zhǎng)頸漏斗上倒著套上一個(gè)被剪了很多小孔的氣球。將氣球塞進(jìn)長(zhǎng)頸漏斗中，模擬腎單位的腎小囊的雙層結(jié)構(gòu)和腎小管。用針頭在塑料注射管上扎洞，模擬腎小球。另一邊入球小動(dòng)脈與注射器相連。注射器中有水和少量的紅黃兩色的細(xì)沙。

圖1

由此，學(xué)生一方面可以很清楚地辨認(rèn)腎單位的結(jié)構(gòu)；另一方面，注射器中的液體模擬了人體的血液，其中的細(xì)沙模擬了血液中的大分子物質(zhì)血細(xì)胞和蛋白質(zhì)。教師緩慢注入液體，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩個(gè)小燒杯中的液體，學(xué)生可以清楚地看到，腎小管中流出的液體內(nèi)沒有細(xì)沙，即沒有大分子物質(zhì)，而在出球小動(dòng)脈中流出的液體內(nèi)仍然含有大分子物質(zhì)。之后結(jié)合腎單位教具中的腎小球的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，學(xué)生就能很輕松地掌握腎小球的過濾作用的原理。同時(shí)學(xué)生也能體會(huì)到生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一生物學(xué)思想。

2.用自制教具培養(yǎng)學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)精神

教師在講解蘇教版《人體信息的感知》一課時(shí)會(huì)遇到課程編排順序的問題。學(xué)生在上本節(jié)課的時(shí)候并沒有學(xué)習(xí)過光學(xué)知識(shí)，更不知道凸透鏡的成像特點(diǎn)。因此在授課時(shí)想要開展探究實(shí)驗(yàn)是非常困難的。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)原本利用的是物理實(shí)驗(yàn)室的光具座，模擬近視的時(shí)候就增加一個(gè)凸透鏡，讓學(xué)生知道晶狀體變厚之后會(huì)將像呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜前方。這樣的操作對(duì)于沒有光學(xué)物理知識(shí)的學(xué)生來說比較抽象，而且也無法自主完成小組探究實(shí)驗(yàn)，因此筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改造。

(1)材料：蠟燭、自制塑料充水球、白板。

(2)制作方法：如圖2所示，2是利用透明雨衣制作成的充水硬質(zhì)球。將雨衣剪開后，選取大小適當(dāng)?shù)囊粔K充水扎緊封口。這樣就能制作出一個(gè)透明球體。

圖2

實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，不再需要光具座，因?yàn)橄灎T、自制充水硬質(zhì)球以及白板的位置都是固定的，不需要移動(dòng)。之后學(xué)生通過類比可以發(fā)現(xiàn)2模擬的是人體的晶狀體，而3模擬的是人眼的視網(wǎng)膜。隨后教師在授課的時(shí)候就可以啟發(fā)學(xué)生做出假設(shè)，近視產(chǎn)生后晶狀體增厚，所成的像是會(huì)向前移動(dòng)還是向后移動(dòng)呢？學(xué)生可以用注射器向硬質(zhì)球內(nèi)注水使來模擬晶狀體的增厚。小組內(nèi)的其他學(xué)生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(jié)論。

3.用自制教具彌補(bǔ)傳統(tǒng)教具未覆蓋的課程板塊

在蘇教版《鳥類》這一課的學(xué)習(xí)中，鳥類特有的雙重呼吸對(duì)于很多學(xué)生來說一直是難以理解的內(nèi)容。但是筆者找遍了實(shí)驗(yàn)室的教具，并未發(fā)現(xiàn)有與此相關(guān)的教具，在網(wǎng)上也只找到了一款教具，查看演示操作后，認(rèn)為并不是特別直觀。因此，根據(jù)鳥類的雙重呼吸的特點(diǎn)，筆者簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)制作了相應(yīng)的教具。

(1)材料：洗耳球、吸管、紅色海綿、氣球。

(2)制作方法：如圖3所示，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(gè)貫穿的孔插入吸管。吸管一端綁住一個(gè)氣球，另外一端準(zhǔn)備連接洗耳球。

圖3

實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)教具簡(jiǎn)單理解氣囊和肺之間的關(guān)系。同時(shí)教師可以借助教具向?qū)W生講解，當(dāng)鳥類吸氣時(shí)，氣體不僅要進(jìn)入肺，還有一部分的氣體被儲(chǔ)存在了氣囊里；而當(dāng)呼氣的時(shí)候，氣囊中的氣體又可以被擠出進(jìn)入肺中?？梢?，鳥類與人的呼吸方式有很大的不同，人沒有氣囊，所以呼吸一次在肺部發(fā)生一次氣體交換；鳥類有氣囊，所以呼吸一次在肺部發(fā)生兩次氣體交換，也正因?yàn)檫@樣，把鳥類的呼吸方式稱為“雙重呼吸”。這個(gè)教具的使用材料易得，并且制作非常簡(jiǎn)單。學(xué)生即使在課下都可以自行操作，鞏固記憶。使用之后，學(xué)生對(duì)于這個(gè)板塊知識(shí)的理解和記憶顯著提升。

四、結(jié)語

通過對(duì)自制教具優(yōu)勢(shì)的分析和在課堂中的可行性操作剖析，不難發(fā)現(xiàn)教師在生物實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中僅僅利用多媒體技術(shù)和傳統(tǒng)教具是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。自制教具具有靈活性高、創(chuàng)新性強(qiáng)、針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。此外，自制教具的過程還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。因?yàn)樽灾平叹叩牟牧先菀椎玫剑际侨粘Ｉ钪谐Ｒ姷牟牧?，學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以發(fā)現(xiàn)原來科學(xué)就在身邊。這樣更加有利于學(xué)生建立科學(xué)性思維，發(fā)揮創(chuàng)造性。