例析學具在生物學教學中的應用價值

邰玉韋

摘 要：學具是落實新課程理念和基礎教育教學改革行動計劃的有效途徑或載體。學具可以促進學生的學習方式的改變，為自主學習創(chuàng)設有利環(huán)境，更好地幫助學生理解生物學重要概念和原理，提升學生的探究能力、實踐能力和創(chuàng)新能力；以學具為載體的評價可以豐富和完善課程評價體系。

關鍵詞：學具使用；生物學教學；應用價值

生物學是一門實踐性很強的自然學科，義務教育階段的生物學課程是國家統(tǒng)一規(guī)定的、以提高學生生物科學素養(yǎng)為主要目的的學科課程，是科學教育的重要領域之一，其課程規(guī)定的知識、能力和情感態(tài)度與價值觀的目標，需要通過學生主動的、多樣化的學習活動才能逐步實現(xiàn)；《江蘇省基礎教育教學改革行動計劃（蘇教基[2015]18號）》中又明確提出了“加強實踐性直觀教學改革”的目標任務。因此，在生物學課堂教學中，學具的開發(fā)和使用是落實新課程理念和基礎教育教學改革行動計劃的有效途徑或載體。本文結合課堂教學實踐案例，淺析學具在生物學教學中的應用價值。

一、為學生“自主學習”創(chuàng)設鮮明的環(huán)境

學生的自主學習側重于培養(yǎng)學生的自主學習習慣與能力，培養(yǎng)學生的樂學情感、主體精神、探索意識，是一種以學生為中心的能充分發(fā)揮學生主體性的教學方式和學習方式。中學教學中的學生自主學習是相對的自主，需要教師提供一定的幫助和支持。學具是供學生按照教學要求進行動手實驗的器材、操作或活動使用的用具材料等，因此學具的使用更強調學生是操作的主體，可以為學生的自主學習創(chuàng)設有利的學習條件或環(huán)境，使學生更主動地參與到學習過程中來，獲得更豐富、更深入的學習體驗。

在《探究綠色植物的呼吸作用》《探究氣孔與綠色植物的蒸騰作用》《探究蚯蚓對洗潔精稀釋液刺激產(chǎn)生的反應》等教學中，當學生看到豐富的、鮮活的生活材料，如蘿卜、土豆、菠菜、小番茄、花菜、蘋果、綠豆芽、韭菜、吊蘭、百合、辣椒、蚯蚓等直觀感性材料呈現(xiàn)在他們面前，可以供他們觀察、觸摸和使用時，學生的眼角洋溢著主動學習的渴望。在《探究幾種常見食物熱量的差異》《探究微生物的分解作用》等教學中，當多種多樣的實驗器具，如紙杯“炊具”、打火機、注射器、氣球、酒精燈、錫箔紙、試管等實驗物品呈現(xiàn)在他們面前，供他們觀察、操作和探究時，學生流露出要馬上去解決問題按捺不住的激動。在《模擬探究胸廓容積變化與肺容積變化的因果關系》《探究神經(jīng)元的結構》等教學中，當學生利用熟悉的生活材料和玩具，如橡皮泥、毛線、自粘性貼紙、軟磁貼、毛根玩具、圖表卡片、手機、電線、塑料杯、V形塑料管等，制作學具模型進行探究時，學生會情不自禁、毫不掩飾地發(fā)揮著自己最大的主動性，釋放出自己最大的能量和智慧，樂此不疲地解決一個又一個學習問題！

二、幫助學生理解生物學的重要概念和知識結構

制作模型是學具開發(fā)的一種類型。《義務教育生物學課程標準（2011年版）》實施建議中明確指出：“模型制作”可以為探究性學習創(chuàng)設情境。模型學具具有簡易、科學、新穎、直觀、實用等特點，能夠以簡化和直觀的形式來顯示復雜的事物和過程，可使較抽象的、難以理解的重要概念和原理清晰呈現(xiàn)，使零散的知識逐漸系統(tǒng)化和直觀化，從而使學生獲得生物學概念和原理的準確含義，進而準確利用。

“人體和外界環(huán)境的氣體交換”是蘇教版《生物》七年級下冊中的內容，其中“呼吸運動”的概念是教學的重難點，而解決此概念的重難點主要是幫助學生弄清楚胸廓容積和肺容積變化的因果關系。教師可以引導學生制作學具——簡易透明呼吸運動模型（如圖1），該學具的制作材料為：一個體積約300毫升的塑料杯、一個醫(yī)用塑料三通管、一只一次性橡膠手套、兩個小氣球、橡皮筋、少許橡皮泥或黏性土、剪子等。該學具制作的優(yōu)點：①材料易取、實用安全。該模型制作材料在淘寶上或超市里都能買到，價廉物美，性能穩(wěn)定。②簡單美觀、科學新穎。尤其是該模型用到了醫(yī)用塑料三通管，用其來模擬氣管和支氣管，制作簡單，既降低了學生制作學具的難度，又提高了學具的科學性。③效果直觀、生動有趣。該學具模型可以形象地模擬膈肌的變化、胸廓的變化與呼吸的關系，化難為易，使教學變抽象為直觀，利于突破重難點，適于探究式教學和評價。該學具幫助學生建立如圖2所示知識結構體系。

三、提升學生的探究能力、實踐能力和創(chuàng)新能力

學具的開發(fā)為探究實驗教學的創(chuàng)新開展提供了有效載體和動力源泉。在創(chuàng)新開展探究實驗教學時，學具不僅是實驗器具的創(chuàng)新，常常伴隨著實驗內容的創(chuàng)新、實驗方法的創(chuàng)新和實驗手段的創(chuàng)新等，整個探究過程蘊含豐富的創(chuàng)新思路，潛移默化地啟迪著學生，不僅培養(yǎng)了學生的科學探究能力，而且提升了學生動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力。

蘇教版《生物》七年級上冊中的《實驗：植物的呼吸作用》是一個定性的驗證性實驗。為了發(fā)展學生的探究能力和創(chuàng)新思維能力，教師可以有意識地引導學生將本實驗進行創(chuàng)新設計，即以突出定量實驗的探究設計思維為主線。設計如下：①取等量、適量的白蘿卜、土豆、菠菜、花菜、橘子、豆芽等根、莖、葉、花、果實和種子六大器官作為實驗材料，4人一組，每兩組同用一種實驗材料，并設置對照實驗A和B，一份用新鮮的實驗材料，一份用煮熟的同種實驗材料。②將黑色塑料袋改為用同樣330毫升規(guī)格的白色飲料瓶并加蓋密封（放入綠葉的塑料瓶用黑色布包裹）。③實驗時，用兩個50毫升規(guī)格的注射器分別從裝有同種實驗材料（新鮮的和煮熟的）的兩個飲料瓶中抽出40毫升氣體，然后分別注入到兩個裝有10毫升澄清石灰水的小瓶中檢驗。在本節(jié)實際教學中，教師可以先設計出幾種不同的實驗方案，然后讓學生分析，對每種實驗方案的可行性、精確性進行判斷。當學生發(fā)現(xiàn)設計方案、實驗步驟等存在不當時，就會主動地設計出改進、替代的實驗方案，進一步引導學生將目標量轉化為可測的量，引導學生自主地去選擇需要的學具材料，從而形成最佳的定量實驗方案。

四、豐富和完善課程評價體系

對中學生科學探究能力的評價需要真實的數(shù)據(jù)，一方面，只有在新穎、簡單的情境中才能排除其他干擾因素，評價出學生的真實探究能力；另一方面，科學探究能力的評價需要選擇適合的評價載體，這種載體應該與教材內容無關。因此可以以“探究工作單”、實驗材料等學具為抓手，對學生的科學探究能力進行現(xiàn)場評價和延時評價。這種讓學生利用學具進行實驗操作來完成探究和評價的方式，打破了以往傳統(tǒng)的筆試評價，使學生的探究能力“看得見”，豐富和完善了課程評價體系，是課程評價模式的創(chuàng)新。

如《探究影響酵母菌發(fā)酵的物質條件》（工作單見附件）的具體評價實施過程為：①明確任務要求，學生要限時完成實驗操作，并把探究的全部過程和結果寫在探究工作單上。②學生要經(jīng)歷科學探究的全部過程，并獨立完成實驗操作。③學生要完成探究工作單中的書寫部分。④教師收交和整理學生“探究工作單”，然后對學生的探究工作單進行延時評價。

總之，新課程理念期待教育者以全新的視角去審視生物學學具的現(xiàn)實內涵，以發(fā)展的眼光全面審讀它的價值取向。重視學具的科學開發(fā)和使用，可以使中學生物學教學更具有科學性、教育性、直觀性、趣味性、實用性，能夠真正激發(fā)學生學習生物學的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提升和改善學生的學習品質。

附：《探究影響酵母菌發(fā)酵的物質條件》工作單

【背景資料】

做饅頭或面包時，經(jīng)常要用到酵母菌。酵母菌可利用面粉中的營養(yǎng)物質進行生長和繁殖，產(chǎn)生大量二氧化碳，我們把這個過程稱為發(fā)酵。

【實驗提示】

實驗證明，室溫下， 10毫升活化酵母菌溶液和2毫升營養(yǎng)液充分混合均勻，靜置5～10分鐘可以觀察到氣泡。氣泡的有無是判斷酵母菌是否發(fā)酵的依據(jù)。

【提供的實驗器材】

具有活性的酵母菌溶液、一定濃度的蔗糖溶液、一定濃度的食鹽溶液、清水、量筒、滴管、試管、標簽紙。

【任務要求】

請根據(jù)背景資料和提供的實驗材料，提出一個可探究問題，完成工作單并進行實驗。

（1）提出問題：

做出假設：

（2）寫出實驗設計方案或實驗步驟（可文字表述、畫圖或設計表格）。

（3）完成實驗并收集和展示數(shù)據(jù)（設計觀察用的表格，記錄實驗現(xiàn)象）。

（4）分析和解釋結果：結合實驗現(xiàn)象得出結論________________________________