例析学具在生物学教学中的应用价值

邰玉韦

摘 要：学具是落实新课程理念和基础教育教学改革行动计划的有效途径或载体。学具可以促进学生的学习方式的改变，为自主学习创设有利环境，更好地帮助学生理解生物学重要概念和原理，提升学生的探究能力、实践能力和创新能力；以学具为载体的评价可以丰富和完善课程评价体系。

关键词：学具使用；生物学教学；应用价值

生物学是一门实践性很强的自然学科，义务教育阶段的生物学课程是国家统一规定的、以提高学生生物科学素养为主要目的的学科课程，是科学教育的重要领域之一，其课程规定的知识、能力和情感态度与价值观的目标，需要通过学生主动的、多样化的学习活动才能逐步实现；《江苏省基础教育教学改革行动计划（苏教基[2015]18号）》中又明确提出了“加强实践性直观教学改革”的目标任务。因此，在生物学课堂教学中，学具的开发和使用是落实新课程理念和基础教育教学改革行动计划的有效途径或载体。本文结合课堂教学实践案例，浅析学具在生物学教学中的应用价值。

一、为学生“自主学习”创设鲜明的环境

学生的自主学习侧重于培养学生的自主学习习惯与能力，培养学生的乐学情感、主体精神、探索意识，是一种以学生为中心的能充分发挥学生主体性的教学方式和学习方式。中学教学中的学生自主学习是相对的自主，需要教师提供一定的帮助和支持。学具是供学生按照教学要求进行动手实验的器材、操作或活动使用的用具材料等，因此学具的使用更强调学生是操作的主体，可以为学生的自主学习创设有利的学习条件或环境，使学生更主动地参与到学习过程中来，获得更丰富、更深入的学习体验。

在《探究绿色植物的呼吸作用》《探究气孔与绿色植物的蒸腾作用》《探究蚯蚓对洗洁精稀释液刺激产生的反应》等教学中，当学生看到丰富的、鲜活的生活材料，如萝卜、土豆、菠菜、小番茄、花菜、苹果、绿豆芽、韭菜、吊兰、百合、辣椒、蚯蚓等直观感性材料呈现在他们面前，可以供他们观察、触摸和使用时，学生的眼角洋溢着主动学习的渴望。在《探究几种常见食物热量的差异》《探究微生物的分解作用》等教学中，当多种多样的实验器具，如纸杯“炊具”、打火机、注射器、气球、酒精灯、锡箔纸、试管等实验物品呈现在他们面前，供他们观察、操作和探究时，学生流露出要马上去解决问题按捺不住的激动。在《模拟探究胸廓容积变化与肺容积变化的因果关系》《探究神经元的结构》等教学中，当学生利用熟悉的生活材料和玩具，如橡皮泥、毛线、自粘性贴纸、软磁贴、毛根玩具、图表卡片、手机、电线、塑料杯、V形塑料管等，制作学具模型进行探究时，学生会情不自禁、毫不掩饰地发挥着自己最大的主动性，释放出自己最大的能量和智慧，乐此不疲地解决一个又一个学习问题！

二、帮助学生理解生物学的重要概念和知识结构

制作模型是学具开发的一种类型。《义务教育生物学课程标准（2011年版）》实施建议中明确指出：“模型制作”可以为探究性学习创设情境。模型学具具有简易、科学、新颖、直观、实用等特点，能够以简化和直观的形式来显示复杂的事物和过程，可使较抽象的、难以理解的重要概念和原理清晰呈现，使零散的知识逐渐系统化和直观化，从而使学生获得生物学概念和原理的准确含义，进而准确利用。

“人体和外界环境的气体交换”是苏教版《生物》七年级下册中的内容，其中“呼吸运动”的概念是教学的重难点，而解决此概念的重难点主要是帮助学生弄清楚胸廓容积和肺容积变化的因果关系。教师可以引导学生制作学具——简易透明呼吸运动模型（如图1），该学具的制作材料为：一个体积约300毫升的塑料杯、一个医用塑料三通管、一只一次性橡胶手套、两个小气球、橡皮筋、少许橡皮泥或黏性土、剪子等。该学具制作的优点：①材料易取、实用安全。该模型制作材料在淘宝上或超市里都能买到，价廉物美，性能稳定。②简单美观、科学新颖。尤其是该模型用到了医用塑料三通管，用其来模拟气管和支气管，制作简单，既降低了学生制作学具的难度，又提高了学具的科学性。③效果直观、生动有趣。该学具模型可以形象地模拟膈肌的变化、胸廓的变化与呼吸的关系，化难为易，使教学变抽象为直观，利于突破重难点，适于探究式教学和评价。该学具帮助学生建立如图2所示知识结构体系。

三、提升学生的探究能力、实践能力和创新能力

学具的开发为探究实验教学的创新开展提供了有效载体和动力源泉。在创新开展探究实验教学时，学具不仅是实验器具的创新，常常伴随着实验内容的创新、实验方法的创新和实验手段的创新等，整个探究过程蕴含丰富的创新思路，潜移默化地启迪着学生，不仅培养了学生的科学探究能力，而且提升了学生动手实践能力和创新思维能力。

苏教版《生物》七年级上册中的《实验：植物的呼吸作用》是一个定性的验证性实验。为了发展学生的探究能力和创新思维能力，教师可以有意识地引导学生将本实验进行创新设计，即以突出定量实验的探究设计思维为主线。设计如下：①取等量、适量的白萝卜、土豆、菠菜、花菜、橘子、豆芽等根、茎、叶、花、果实和种子六大器官作为实验材料，4人一组，每两组同用一种实验材料，并设置对照实验A和B，一份用新鲜的实验材料，一份用煮熟的同种实验材料。②将黑色塑料袋改为用同样330毫升规格的白色饮料瓶并加盖密封（放入绿叶的塑料瓶用黑色布包裹）。③实验时，用两个50毫升规格的注射器分别从装有同种实验材料（新鲜的和煮熟的）的两个饮料瓶中抽出40毫升气体，然后分别注入到两个装有10毫升澄清石灰水的小瓶中检验。在本节实际教学中，教师可以先设计出几种不同的实验方案，然后让学生分析，对每种实验方案的可行性、精确性进行判断。当学生发现设计方案、实验步骤等存在不当时，就会主动地设计出改进、替代的实验方案，进一步引导学生将目标量转化为可测的量，引导学生自主地去选择需要的学具材料，从而形成最佳的定量实验方案。

四、丰富和完善课程评价体系

对中学生科学探究能力的评价需要真实的数据，一方面，只有在新颖、简单的情境中才能排除其他干扰因素，评价出学生的真实探究能力；另一方面，科学探究能力的评价需要选择适合的评价载体，这种载体应该与教材内容无关。因此可以以“探究工作单”、实验材料等学具为抓手，对学生的科学探究能力进行现场评价和延时评价。这种让学生利用学具进行实验操作来完成探究和评价的方式，打破了以往传统的笔试评价，使学生的探究能力“看得见”，丰富和完善了课程评价体系，是课程评价模式的创新。

如《探究影响酵母菌发酵的物质条件》（工作单见附件）的具体评价实施过程为：①明确任务要求，学生要限时完成实验操作，并把探究的全部过程和结果写在探究工作单上。②学生要经历科学探究的全部过程，并独立完成实验操作。③学生要完成探究工作单中的书写部分。④教师收交和整理学生“探究工作单”，然后对学生的探究工作单进行延时评价。

总之，新课程理念期待教育者以全新的视角去审视生物学学具的现实内涵，以发展的眼光全面审读它的价值取向。重视学具的科学开发和使用，可以使中学生物学教学更具有科学性、教育性、直观性、趣味性、实用性，能够真正激发学生学习生物学的兴趣，培养学生的创新精神和实践能力，提升和改善学生的学习品质。

附：《探究影响酵母菌发酵的物质条件》工作单

【背景资料】

做馒头或面包时，经常要用到酵母菌。酵母菌可利用面粉中的营养物质进行生长和繁殖，产生大量二氧化碳，我们把这个过程称为发酵。

【实验提示】

实验证明，室温下， 10毫升活化酵母菌溶液和2毫升营养液充分混合均匀，静置5～10分钟可以观察到气泡。气泡的有无是判断酵母菌是否发酵的依据。

【提供的实验器材】

具有活性的酵母菌溶液、一定浓度的蔗糖溶液、一定浓度的食盐溶液、清水、量筒、滴管、试管、标签纸。

【任务要求】

请根据背景资料和提供的实验材料，提出一个可探究问题，完成工作单并进行实验。

（1）提出问题：

做出假设：

（2）写出实验设计方案或实验步骤（可文字表述、画图或设计表格）。

（3）完成实验并收集和展示数据（设计观察用的表格，记录实验现象）。

（4）分析和解释结果：结合实验现象得出结论________________________________