初中生物自制模具在实验教学中的应用方法探析

李彦菊

生物学科本身具备一定的实践性特点，需要通过一部分实验来验证教材中的理论，而实验的开展往往依托大量的道具和素材。随着近些年教学体系的不断创新，在生物实验课上通过自制道具的方式进行教学，也受到了多方主体的关注。自制道具的主要优势在于灵活性强，具有一定的生活性特点，可以结合学生的所见所感，利用身边常见的材料来制作道具，从而大大提升学生的生物实验参与兴趣。这样的优势决定了自制模具将成为未来初中生物实验教学中的重要环节，也需要教师及时进行关注和创新。

一、 文章课题形成原因

文章主要探讨自制模具在生物实验教学中的实际应用价值以及应用方法，产生这一想法的主要原因在于以下几个方面。

其一，当前一部分初中课程在实践的过程中会应用较多的自制模具，例如物理课、地理课，教师会选择生活中极为常见的素材来制作地图仪、望远镜等。学生的参与兴趣较高，整体课堂氛围较为活跃，在这样的环境下能够深度增强教学效果。但是从初中生物教学的角度来看，教师使用自制模具的情况较少。那么进一步探索自制模具在初中生物课中的适用性以及可行性，具备一定的研究价值。

其二，从当前的教学体系发展状态来看，线上线下相结合的教学方式已经较为流行，部分教师会通过制作线上微课视频的方式进行远程教学，但是教师日常生活中随时携带大量的生物道具本身不够现实。那么利用生活中常见的材料来自制道具，也受到了大家的广泛关注。

其三，随着我国“双减”政策的提出，进一步降低学生的课业负担，减少不必要的课外补习班，也成了多方关注的重点内容。在这样的环境下降低书面作业量，提供更加完善的课后服务指导，构建多样性的生物实验课是重点内容，那么生物实验课上，让学生通过自制道具的方式进行实践，也将很好地增强学生的参与感，降低日常教学压力，也可以增强学生的创新思维意识。

基于以上几点内容，在初中生物课中选择自制模具的方式进行实验教学，具备可行性。

二、 生物实验教学自制模具的具体应用价值

(一)改善课堂氛围

通过自制模具进行教学，能够快速地吸引学生的注意力，避免在课堂上出现开小差的现象；全面提升学生的求知欲，让学生踊跃地参与到自制学具中来，在掌握相关知识和技巧之后，再通过小组合作的方式进行实验教学，能够优化改善传统沉闷的课堂氛围，调动学生的积极性，从而提升教学质量。

(二)全面提高学生的学习能力

在自制生物实验模具的过程中，首先需要学生了解具体的理论，掌握该模具的使用场景以及其中的各项细节，然后通过不断调整和优化的方式进行模具制作。这个过程往往是学生进一步了解、分析、探索、记忆生物理论知识的过程，可以让这个过程代替常规的课堂理论背诵以及案例分析，直接从行动入手，能够提高学生的动手实践能力。

(三)真正落实素质育人

从生命观念层面来看，自制教学模式能够让学生更好地理解结构和功能。而从科学思维的层面上来讲自制教学模具，可以通过模型与建模的方式进行生物知识学习，引导学生形成科学思维。而整个模具制作的过程是调动学生认知、落实实践探究的过程，这符合初中生物实验教学的原理。这些能力的提升都是培养学生生物学科素养的重要内容，更是让生物教学具备开放性和灵活性的根本保障。

三、 生物实验教学中自制模具的具体实践及应用

为了进一步增强本轮论述的科学性和有效性，文章建立在人教版初中生物教材的基础上，选择其中的典型教学内容，依托常规教学流程，从前期导入环节、知识讲述环节、探究实验环节进行分析，并且制定了教师教具以及学生学具制作的结合性内容，具体实验内容如下。

(一)自制教具在新课导入环节中的应用

1. 课堂背景

新时期，人们会通过各种渠道了解，并且接触到多种类型的病毒，绝大部分的病毒是看不见摸不到的，学生对病毒并没有直观的认知，因此选择自制病毒模型的方式，能够让学生进行微观探究。

2. 教学过程

在课上为学生播放有关大肠杆菌噬菌体的相关动态视频，让学生了解最基础的知识和形状，然后从隐蔽位置通过“变魔术”的方式，将视频中的大肠杆菌噬菌体模型拿出来。通过观察之后，学生发现这一模型是由一个多面体头部、废旧的玉米模型玩具、6根吸管组成的。并且纷纷讨论其中每一个部分代表的内容和前期的动态视频进行关联。也有学生指出，可以利用生活中其他常见的道具来代替其中的相关结构。

课堂氛围显著提升，教师再让学生针对性地分析病毒的基本结构、如何繁殖、和人类之间的关系等教学内容。

这种前期导入环节，有了更强的针对性和灵活性，而自制教学道具的使用又紧紧抓住了学生注意力。由于整个模具的外形较为特殊，很好地提升了学生的求知欲和好奇心；将微观看不见的生物通过模型展示出来，又可以让学生感受到病毒其实也有复杂的结构，虽然看不见，但是会对人们的生活产生较大威胁。有了这种活跃的前期导入环节，便于教师进行后续的理论引导和深度解析。

(二)以自制教具为依托进行新课讲授

1. 制作背景

当前的初中生物新课标要求在教学的过程中让学生掌握专业名词，并且通过生活化的案例来分析专业生物知识和生活之间的关联。比如神经系统的组成，其中涉及神经元、神经纤维、神经这三个专有名词，学生们在日常生活中经常听见这些名词，但是对其中的关系却不够了解，在常规教学的过程中便有可能出现概念偏差。那么通过自制教学模具的方式进行分类和引导，有一定的必要性。

2. 教学过程

通过问题导入的方式，让学生了解生物体的结构以及功能，认识到细胞是组成生物体的重点要素。接下来让学生思考神经系统的具体结构和功能单位是哪些，在学生认识到了神经元之后，再以小组活动的方式观察教师提供的神经元组成和神经传统动画，这个过程是让学生进一步了解相关专有名词的具体过程。接下来由教师进行引导，初试自制教学道具，主要选择了生活中极为常见的废弃电缆线。黑色胶皮包裹着一根“神经”，一端裸露在外，其中延伸出了不同颜色的“神经纤维”，然后再配合前期制作的教学课件，能够让学生进一步了解三个专有名词之间的关联。而这种旧物新用的方式也可以大大提升学生的课堂参与感，教师心灵手巧的创新行为也可以拉近学生和教师之间的距离。而这些自制的教学道具，可以让学生明确认识各个部分代表着什么，之间包含着怎样的关系，当学生再度回忆这些内容时，头脑中会自主地闪现出自制道具的具体结构，这样可以清晰地进行知识回溯。

(三)课堂探究活动中的自制道具使用

在课堂探究活动开展的过程中，主要强调以实验课以及翻转课堂为主，这期间的自制模具主要以学生自制学具为主，进一步增强学生的主观能动性，发挥学生的动手动脑能力是提升自制模具教学价值的主要途径。

1. 制作背景

在学生学习《肌肉牵动骨运动的模型》相关知识点的过程中，为了让学生进一步了解骨骼、关节以及肌肉这三者之间的协调配合机理，需要为学生提供具象化的教学道具，能够让学生正确看到三个不同结构之间的配合关系。在这个过程中，可以让学生通过小组合作的方式，制作骨骼肌牵拉骨绕关节运动的相关模型。

2. 教学过程

在课堂开始之前，通过情境创设的方式引入新的课程内容。为学生播放课间学生跑操的视频，将重点镜头定位在学生膝关节、肩关节、髋关节的运动瞬间。通过透视原理还原骨骼、肌肉以及关节之间的变化关系。让学生思考“为何这些动作能够支撑人们进行运动、运动系统的组成包括哪些”这些常规的引导性问题，学生可以结合教师给出的资料以及教材进行初步回答，然后为学生提供自制生物学具的素材以及资料。

人体骨骼组成图片：让学生对应自己的身体骨骼以及关节，找出相应的骨。

关节结构展示图：让学生利用三分钟的时间快速地进行记忆，然后分析不同关节的结构和作用。

骨骼肌收缩牵拉使骨头产生运动的视频：让学生分析骨骼肌结构，了解骨骼肌如何连接骨进行运动。

通过多媒体展示的方式为学生构建模型，说明骨骼肌牵拉骨产生运动的整个过程，在这个过程中需要感受屈肘和伸肘运动，用手认真感受不同结构之间的动态顺序以及逻辑关系。为学生下发硬纸板、图钉、橡皮筋等相关道具，让学生还原出骨、肌肉、关节之间的协调运动过程。

整个过程要求学生分组进行探究，亲手制作学习模型在增强学生感情认知的同时，也可以夯实重点知识记忆深度。其间教师需要进行班级巡视，及时表扬学生的优秀作品，并且进行全班展示；邀请小组组员进行模型解释，分析运动产生的原理，这个过程是让学生将获取到的知识进行内化的过程。接下来可以为学生提供典型案例进行对比分析，比如猎豹奔跑过程中的肌肉、骨以及关节变化情况极为复杂，骨骼肌丰富，能够为其提供高速奔跑。需要注意的是，其间不能完全放手，让学生进行自主探究，一部分学生本身没有思路，在制作的过程中耗时过长且存在迷茫现象，会耽误教学进度，那么教师可以及时进行现场指导，将自己作为小组中的一员来帮助学生及时地掌握正确方法，从而实现自主学习。

(四)课后作业环节的学具制作和使用

“双减”政策的落实为当前的教学体系优化提供了新的改革方向，那么针对初中生物课后作业来讲，可以利用自制模具来实现灵活引导和创新。

1. 制作背景

例如在学生学习《植物动物细胞模型》相关知识点的过程中，这些细胞结构本身有一定的层次化特点，而不同的植物动物细胞的结构也有一定的不同点，通过自制模型的方式进行教学效果较好，能够锻炼学生的动手动脑能力以及创新设计能力，同时也可以代替课后作业，降低学生的作业压力；初中学校的学生不少是住宿生，在课后也可以通过学校的计算机房、生物实验室进行小组合作模型制作，可以促使学生之间的交流互动。

2. 教学过程

在新课讲述的过程中，需要让学生了解细胞是生物体结构和功能的基本单位，并且阐述动物细胞和植物细胞之间的各项相同点以及不同点。在常规的课上讲述结束之后，通过布置课下生物实验作业的方式，让学生完成课后任务，比如让学生利用生活中常见的皮球、塑料瓶、卫生纸、黏土、胶带来做细胞结构模型，参考教师给出的资料，或者让学生自主查找不同植物或者动物的细胞结构进行制作。每一个小组可以选择不同的制作对象，要突出该制作对象的独特性。针对学生自己制作的学具进行评价，要考虑模型是否美观，是否存在瑕疵，是否能够正确反映该细胞的实际特点。这些制作好的成品可以作为学生生物学习展出品，配合常规的生物教学成果来进行阶段性的展出，也可以增强学生的生物学习积极性和成就感。

(五)自制教具与自制学具融合性实践

在课堂上教师所选择的模型往往是自己制作的，能够体现知识中的难点。学生自制学具与教师自制教具相融合，可以为课堂提供更加多元化的模型，更可以通过师生互动来进行对比和分析。

1. 制作背景

例如，在学生了解肺内气体交换相关内容时，呼吸道对空气的处理本身有一定的复杂性，单纯凭借学生对这部分知识的理解进行学具的制作并不现实，尤其是其中还涉及了初中物理中有关大气压强的相关知识。那么在自制模具的过程中，教师可以辅助学生自制教具和学生所制作的学具进行补充，不仅可以让学生看到自身的缺陷，还能够形成更加完善的认知。

2. 教学过程

为学生发放橡胶管、矿泉水瓶、橡皮筋、气球等道具，让学生围绕本节课的重点教学内容来自己制作学具。有学生通过矿泉水瓶和气球，配合大量的塑胶管，制作肺部气管以及支气管的分布道具。但是由于塑胶管和矿泉水瓶等各个结构之间是用胶水进行连接，气密性不足，这无法真实反映肺部在呼吸过程中对空气的处理特点，那么通过重点内容提取的方式自制教具，将气管支气管等部分省略，用气球将矿泉水瓶口套住，这样能够增强密封效果。将这种自制教具和学生制作的肺部支气管以及气管分布图相融合，能够实现知识互补，更好地体现了呼吸道在处理空气过程中的实际场景，大大增强了教学模具的多样性，也可以为学生和教师之间提供讨论空间。

四、 自制模型在生物实验课中的应用效果

在生物课实验上通过自制模型的方法进行教学，主要分为教师自制教具以及学生自制学具，这两项内容在实践的过程中均会产生较好的效果。

首先，从教师自制教具的角度出发，通过自制教具能够进一步提升生物课堂表现力，为学生提供更加有趣多样的道具，快速捕获学生注意力，可以营造具备趣味性的学习氛围；通过实践研究表明自制教具可以有效调动学生的课堂参与积极性，更能够引导学生主动阅读相关科普类书籍以及观看视频，也有一部分学生可以和家长以及教师讨论是否可以利用其他工具代替自制教具中的结构，成为学生主动接触生物、探究生物、了解生物的契机。另外，教师自制教具对学生的学习能力也会产生较大影响。自制教具改变了传统理论灌输式的教学方法，教师需要花费一定的时间和精力研究相关工具的组成，让自制教具有更大的应用价值，这期间会体验到动手操作的成就感，自然也可以了解初中学生学习生物时的具体情感需求。从而为学生提供具备开放性的生物实验教学平台，来提高学生的学习能力。

其次，从学生自制学具的角度上来讲，可以有效加强学生自主学习的意愿。其一，将自制学具加入生物实验课中，能够让学生改变对生物实验课的看法，认为生物实验课有着更强的实践空间，能够展现自身的动手操作能力，这个过程也是让学生主动了解并且分析生物理论知识的过程，增强了学生的参与度和主观能动性。

其二，自制学具的使用可以全面激发学生的学习兴趣。不同学生之间以小组为单位进行学具的制作，其中必然会形成竞争行为。通过教师进行科学引导构建的良性竞争环境，能够让学生在适当条件下，不断丰富自我，争取做出更好的自制学具，那么就需要学生更加深入地分析相关知识模型以及理论，培养学生自主探究的兴趣。

另外自制学具对学生自身发展也有一定的促进作用。在自制学具的过程中，学生需要自己捕获相关信息，然后进行信息处理，最终还原到手工实践上，不仅可以使学生获得更强的成就感，也能够成为生物实践教学的一部分，满足学生自主探究的需求。

五、 结语

综上所述，结合当前新形势下的生物教学政策以及相关需求，自制教学模具不仅可以为教师提供新的课堂优化途径，更可以满足学生动手动脑的实际需求。坚持以学生为主体，做到探究性学习引导提高学生的核心素养。需要注意的是，无论是自制教具还是自制学具，都需要围绕课堂教学主题，材料的选择以及制作过程要服务于课堂内容，避免过度偏离课堂中心反而降低教学效果。那么需要教师进行阶段性的评估和创新，不断把控自制模具的限度，这样可以让生物实验教学更加顺利地开展，且产生较好效果。