利用自制教具提升学生生物核心素养的研究策略

一、自制教具的国内现状

（一）教育需求与资源短缺

随着教育改革的深入，对教具的需求日益增加，但市场上的教具往往价格高昂且功能有限，难以满足多样化的教学需求。自制教具作为一种经济有效的解决方案，逐渐受到教育界的关注。开发自制教具对于新课程改革教学迫在眉睫。

（二）实践能力与创新能力培养

自制教具与各个学科的实践教学相结合，能够为学生提供实际操作的机会。“作中学”这种亲身体验的学习方式有助于学生更直观地理解和应用所学知识，从而提升他们的实践能力。这种鼓励学生积极参与设计和建构自制教具的过程，能够发散学生思维，激发他们的创造力和想象力。

（三）推动环保与可持续发展

废旧材料自制教具的推广，有助于减少资源的浪费和环境的污染。通过将废旧材料转化为有用的自制教具，可以延长材料的使用寿命，降低对自然资源的依赖和消耗。通过教育学生如何有效利用废旧材料制作自制教具，可以培养他们的环保意识和节约资源的习惯。

二、自制教具的课程开发

自制教具能够将抽象难懂的知识简单具体化，帮助学生领悟科学的本质，达到深度学习。因此，作为初中生物教师要潜心钻研生物教材，挖掘需要开发和运用自制教具的课程。

例如七年级上册的“细胞结构”“细胞的分裂过程”“动物的运动原理”“病毒结构”“细菌结构”“真菌结构”；七年级下册的“小肠绒毛结构”“肋间肌舒缩与呼吸运动的关系”“膈肌舒缩与呼吸运动的关系”“吸烟对呼吸道的危害”“血液循环”“肾单位结构”“尿液的形成与排出过程”“神经冲动的传导过程”；八年级上册的“传粉与受精过程”“种子萌发环境条件探究”“染色体、DNA、基因三者关系”“性状的遗传”；八年级下册的“自然选择的原因”“食物链与食物网”“转基因技术”等等都可以改变传统的灌输式教学模式，利用自制教具来攻克重难点实现深度学习。

三、自制教具的建构方案

（一）吸烟对呼吸系统的危害自制教具

（1）建构过程

可以剪取透明塑料桶上部模拟人体胸廓，两个红色小气球模拟双肺，玻璃分支导管模拟气管和支气管部分，剪取旧球皮模拟人体膈肌，上接透明塑料软管模拟气管之上的呼吸道部分。首先剪取透明塑料桶的上半部分，瓶盖打孔；然后用皮筋分别将两个红色气球固定在玻璃分支导管的两端分支处；第三步将分支导管与塑料瓶口组装在一起，最上端安装上透明软管；第四步将旧球皮剪下，安装在装置底部，用橡皮筋固定好；第五步将香烟插放在最上端透明软管中。最后按照呼吸频率拉动旧球皮，观察香烟燃烧对透明塑料软管内壁和气球内壁的影响。

（2）实施效果

此自制教具能使学生直观认识膈肌变化引起的呼吸运动，还能直观展现吸烟对呼吸道内壁和对肺产生的影响，进而教育学生吸烟危害身体健康，青少年要禁止吸烟，也要劝阻家人吸烟。

此自制教具设计新颖，构思巧妙，有利于提升学生的观察能力、动手实践能力、创新思维能力和团队合作能力。此教具符合科学原理，简单实用，效果良好。进入青春期的青少年情感趋向丰富，内心世界趋向复杂，开始对一些不良诱惑充满好奇，很多学校现在都有个别偷偷吸烟的不良现象。此教具演示了香烟的燃烧明显使呼吸道内壁变为了黄色，并检测到附着上了很多有毒物质，触目惊心地变化对学生起到了很好的情感教育。

( 二) 眼球成像自制教具

（1）建构过程

第一步，剪取一段粗铁丝，做成一个圆形。再剪取一段粗铁丝，平均分成两段，做成弧形，形成支架，使之能平稳的放置。第二步，取两个弹簧，从铁圆的交接处穿入，分别位于铁圆的上下两边，用细线将弹簧的前端固定在铁圆中前方位置，后端用橡皮筋绑住，然后用透明胶带将橡皮筋粘好防止滑动。第三步，取一个无色透明的小气球，两根细线，用细线扎紧气球盲端，再往气球中注入清水，再取另一根细线扎紧另一端。最后将细线的一端从弹簧的后端经弹簧的内部穿过后固定在球体扎口处，球体另一端也以同样方式固定。第四步，取一张大小合适的硬纸板，在纸板的两端中线上分别扎两个小孔，取两根铁丝，将纸板固定在环形支架的纵切面上。

使用时，松开双手，两根弹簧沿着环形支架向眼球后方舒张（代表睫状体内的平滑肌舒张），此时因弹簧变长，细线被拉紧，球体因细线的拉力增大而被拉长（代表晶状体曲度变小），观察如何成像。

（2）实施效果

七年级的学生对生物有一定的了解，但还不具备凸透镜成像的知识，同时抽象思维能力弱，眼球成像原理是一个较难的知识点，理解起来有一定困难。为了更好地掌握眼球成像原理，积极组织同学们以小组为单位，利用身边的一些物品制作眼球成像过程的模型，以增强学生学习生物学的自主性和动手能力。此教具能够使学生直观认识眼球成像的具体过程，从而为近视眼、远视眼的形成原因等知识的学习打下基础。理解眼球成像原理的过程，进一步引导学生认识到眼睛对我们的重要性，培养学生养成爱眼、护眼的良好习惯。

四、自制教具的价值意义

( 一) 学生层面

利用自制教具可以让学生深入观察和分析，深刻理解相关知识，实现知识的迁移与重组，真正达到深度学习，为高中生物以及未来的专业学习都打下坚实的基础。建构自制教具的过程，小组成员需要不断探索、设计、改进方案，在这个过程中可以发散学生思维，还能逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，进而提升初中学生的生物核心素养。通过自制教具提高学生的心理素质，建构过程并非都一帆风顺，让学生敢于面对失败，在失败中总结经验、教训，领悟成功的真谛。

（二）教师层面

教师潜心研究教材和教具，能够更新教育观念，以科研促教学，以科研带教研，也能够提升教师的综合素质。建构什么样的自制教具，需要用到哪些廉价易得的材料或者日常生活的废旧物品，以及如何巧妙地完成建构，这些都需要师生的共同规划和设计，这种模式还能够和谐师生关系，促进师生共同进步、共同成长。

( 三) 课堂层面

利用自制教具可以高效地完成课堂教学。生物课程中的自制教具，是让学生结合具体内容去设计和建构。自制教具可以将抽象难懂的知识简单具体化，进而突破课堂重难点，提高课堂效率。利用自制教具开展探究活动，能够引导学生积极参与课堂，活跃课堂氛围，提高学习效率，使知识生成水到渠成。

参考文献：

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[3] 郭琼梅《自制教具在初中生物实验教学中的作用》新课程 ( 中 )。2015,09:25-26

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[5] 郑 富 景《 初 中 生 物 教 学 中 的 自 制 教 具 探 究 》 速 读 ( 下旬 ),2018,(10):143

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