自制简易小模型突破学习重难点

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在初中生物教学中，学生对生物体结构与功能相适应的观点比较容易认同，但是，对于某些结构与功能之间的关系缺乏深刻的理解。因此，对于结构与功能相适应等生物学观点的认识比较肤浅。为此，如何让学生将生物学知识的感性认识上升为理性认识，值得教师去思考。这往往成为初中生物课堂教学必须突破的重点或难点。在生物课堂上，教师要适时地利用生活中的简便材料，引导学生动脑、动手制作直观形象的生物简易小模型，从而获得对有关生物体结构与功能相适应观点的理性认识，提升相应的探究能力，从而突破学习的重难点。

1 辅助实物观察，获得理性认识――制作小肠壁结构的模型

苏科版七年级上册第二单元第三章第四节的课题是“人体对食物的消化和吸收”。这节课第一课时的重点是通过探究小肠适于消化吸收的结构特点的实验，让学生理解小肠适于消化吸收的主要特点。探究实验的材料一般是实物――猪小肠，这是较好的观察材料。但是笔者多次带领学生进行探究实验后，发现预期的效果并不理想：实验结束了，学生虽然对探究材料猪小肠的结构特点有了一定的感性认识，但仍有些迷茫，他们没有深刻、到位地理解“小肠内表面的皱襞和隆起的绒毛大大增加了对食物消化和吸收的表面积”。也就是说，学生对生物体的有关结构与其功能相适应的观点还没有从感性上升到理性认识。

这时，采用了引导学生自己动手制作小肠壁结构模型的方式，旨在通过模型的制作，帮助学生实现对生物学知识从感性认识到理性认识的跨越。在制作的过程中，学生先对小肠外壁、内壁面积进行测量和计算，再通过对计算面积大小的直接比较，就可以形象直观地理解小肠内壁的皱襞和绒毛大大增加了小肠内表面积的结构特点。此时，学生利用之前对实物的感性观察，再结合制作的小肠模型，获得对小肠的结构(皱襞和绒毛)与其功能(小肠是人体消化和吸收的主要场所)相适应这个观点的理性认识，顺利掌握了本节的重点知识，提高了学习效果。具体过程如下。

目的：通过制作小肠壁结构模型，进一步理解小肠的结构特点。

材料用具：不同颜色的完整废旧纸张、剪刀、尺、胶水等。

制作步骤：

(1)制作纸质的小肠模型，测量和比较模型内外表面积的变化和差异，理解小肠皱襞、绒毛等结构对于增大小肠内表面积的作用。

(2)模型中的各部分分别代表小肠结构中的哪些部分?

思考讨论：根据自己制作的模型，说说小肠皱襞、绒毛等结构对小肠消化和吸收的作用。

2 替代实物材料，突破学习重难点――模拟制作肾单位的结构模型

苏科版八年级上册第五单元第十四章第二节“人体内废物的排出”，这节课的难点之一是肾单位的结构。在实际的教学过程中，就算解剖实物(哺乳动物的肾脏)，也很难观察到肾单位的结构。因此，顺利地突破这一难点是学生理解肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用之关键。那怎样来突破呢?笔者经过尝试，发现在学习肾单位的结构之后，教师引导学生利用简单的材料模拟制作肾单位的结构模型，可以很好地突破这一难点。具体如下：

目的：通过制作肾单位结构模型，理解肾单位的结构。

材料用具：气球，旧毛线，剪刀等。

制作步骤：

(1)剪一段毛线(长大约1m)，团成团，理出两端，待用；

(2)将气球顶端凹陷；

(3)将毛线团轻放进气球凹陷处，毛线团的两端留出凹陷的外面：

表达交流：根据自己制作的模型回答下列问题：

①毛线团相当于肾单位的什么结构?(肾小球)；毛线团的两端分别相当于什么结构?(入球小动脉，出球小动脉)

②气球的顶部凹陷后相当于肾单位的什么结构?(肾小囊)

③气球的管部又相当于肾单位的什么结构?(肾小管)

④在制作的过程中你有什么感受呢?

在此模型的制作过程中，学生自发地组成制作小组，相互讨论、合作，成功地制作了肾单位的模型。并且各小组之间相互进行了借鉴和评价，在愉快的气氛中借助亲自制作的模型，理解了构成肾单位的肾小球、肾小囊、肾小管在生理结构上的位置关系，为后面学习尿液的形成打下坚实的基础。

3 巧制生物小模型，尝试探究――自制鸟卵的结构模型

在苏科版八年级上册第六单元第十九章第一节“动物的生殖”这节课中，“观察鸟卵的结构和概述主要结构的作用”既是本节课不可或缺的知识目标，又是本节课唯一的重点。出于爱护鸟类和取材的方便，观察鸟卵结构时选用的材料是以鸡蛋代替的，且鸡蛋体积较大，内部的结构展示比较清晰。但是，笔者经过实践发现有一种结构――系带，不大容易观察得到。有的鸟卵(鸡蛋)的印白中可以看到少许絮状物(系带)，但大多数鸟卵(鸡蛋)可能由于学生的操作不当，致使在卵白中看不到系带，对呈絮状的系带的作用大多数学生更是难以理解。

这时教师引入探究实验。因为引导学生通过探究的方式来解决生物课堂上的有关问题，不仅使学生能获得知识，更重要的是能培养他们的探究能力。这既培养了学生动脑、动手的习惯与技能，又顺应了新课程标准的要求，一举多得。

3.1 探究实验的背景

在实验“观察鸟卵的结构”中，学生逐步了解了鸟卯内部结构及其在鸟类生殖和发育过程中所起作用；已明确了雏鸟是由卵黄上的胚盘发育而来的这一知识点。因此学生很容易认同：对于鸟类来说，胚盘(受精卵)是繁衍后代最重要的结构。那么，对于鸟类来说，在生殖和发育过程中胚盘必须要得到良好的保护，即卵黄应该保持在整个鸟卵的中央位置，这样才能使卵黄上的胚盘受到外界环境影响的风险降到最低。在这样的知识背景下，学生的探究实验就开始了。

3.2 探究实验的名称：探究鸟卵内部结构中系带的作用

(1)提出问题：鸟卵是靠什么结构使卵黄始终保持在鸟卵中央的呢?

(2)作出假设：鸟卵是靠系带使卵黄始终保持在鸟卵中央的。

此时，教师首先抛出一个问题：你打算通过怎样的手段或方法来直观、形象地向大家证明系带的固定作用呢?经过各学习小组的激烈讨论之后，大多数学习小组提出制作(鸟卵的)模型。紧接着，教师继续引导：假如我们要制作一个模型来验证系带的作用，应该准备哪些材料、应该怎样制作才比较科学呢?最后，请小组同学相互讨论，当场制定出一个制作鸟卵模型的简单方案。由于时间关系请学生在课后准备、收集相关材料用具，再利用课余时间将模型完成，下一节生物课上再全班展示各小组的成果。

由于学生刚刚观察和学习过鸟卵的结构，制作模型的方案很快就制定好了。

(3)制定并实施方案。

目的：通过自制鸟卵的结构模型，探究系带的作用。

材料用具：果冻的塑料壳(2个)、黄色乒乓球(1个)、旧毛线，剪刀，透明胶带等。

方法步骤：

①制定制作模型的方案(以小组长为首)，明确分工；

②发动组里的学生收集材料；

③利用自己收集到的材料，按照之前的方案组内同学相互合作，完成鸟卵模型的制作。

(4)得出结论：系带的作用是固定卵黄，使卵黄尽量保持在整个鸟卵的中央。

(5)表达交流：

①果冻壳相当于鸟卵的那个结构?(卵壳)

②乒乓球相当于鸟卵的那一结构?(卵黄)

③乒乓球两端的毛线相当于哪一结构?(系带)；其对卵黄起到什么作用?(固定的作用)

④择优展示成果。

由于这个模型是学习小组在课外自主制作的，因此所用材料和成型后的模型比较多样。有些小组的材料比较简单，只有乒乓球和旧毛线。这种小模型虽然简易模型，但也能说明问题。有的小组收集的材料比较齐全，有果冻壳、乒乓球、毛线、细沙等，制作的模型相对较完整。难能可贵的是，这组学生还用深色记号笔在卵黄上标出了胚盘所在，而且在乒乓球的内部装了少许沙子，当拉动乒乓球两端的毛线时，通过毛线对乒乓球一松一紧的调整，尽力使“卵黄”保持在鸟卵的中央，同时“胚盘”保持在上方，这样的模型就更形象逼真，也比较科学。各组学生在展示模型之后，相互评价，共同交流，明确了鸟卵内部各结构及其功能，顺利掌握了本节课的重点知识。同时，学生通过学习小组自主制作模型来尝试探究有关问题，这种方式既加深了学生对生物学观点的理性认识，又巩固了探究意识，提升了探究能力。

其实，在初中的生物教学中，这样的实例还有很多。比如苏科版的八年级上册，学生(下转第22页)(上接第18页)在学习植物的蒸腾作用时，通过实验利用显微镜观察植物叶表皮的气孔，但是对气孔的开闭学生还是没办法透彻地理解，这时教师就可以引导学生利用管状气球来制作模型，在模型的一侧贴上胶布模拟靠近气孔的厚细胞壁，当吹气时膨胀程度有差异，管状气球就会弯曲，此时气孔打开；当放掉一些气，管状气球变直，气孔关闭。这样学生就很容易理解气孔开闭的原理了。

综上所述，在初中生物课堂教学中，教师可以适时引导学生自制简易的生物小模型，来突破学习的重难点。这既符合初中学生喜欢动手、动脑的个性特点及其认知规律，又帮助学生获得对生物体结构与功能相适应等一些生物学观点的理性认识。