淺談高中生物直觀教具的開發及應用

陳剛 王喜霞 趙靜

（河南省潢川高級中學，河南 潢川 465150）

引言：根據生物學科的教學內容，結合學生的認知基礎和理解能力來開發直觀教具并應用到教學各環節中，能夠幫助學生更為直觀地理解教學內容，使教師教學計劃的有效開展起到事半功倍的效果。但是直觀教具在高中生物教學中的應用時間不長，還需要廣大教師的進一步探索。

一、直觀教具的概念和類型

（一）直觀教具的概念

直觀教具即利用教具作為感覺傳遞的載體，通過一定的方式、方法向學生展示，達到提高學習效率或效果的一種教學手段。追溯直觀教具的源頭，早在我國宋朝時期，醫學家王唯一就鑄造了銅人的模型，用來展示準確的經絡腧穴的位置，后又繪制了十二經圖，從而便于后人學習。而在西方的17 世紀，捷克的教育家夸美紐斯也采用了皮制的人體模型進行教學?？梢娭庇^教具對于生物學科的教學來說，能夠起到直觀、準確、便于學習的作用。發展至當今信息技術高速發展的21 世紀，直觀教具已經不再局限于實物模型這一種材料，圖表、錄像等也都涵蓋在內。而直觀教具的主要定義是教師使學生進行直觀感知的一項有效的教學用具。對當前高中階段生物教學來分析，因為該學段教材內容中有大量的生物知識都存在著高度的微觀性質和抽象性質，因此僅僅憑借教師口頭上闡述必然不能達到高效率、高質量的教學目標，而教師根據教學內容，結合高中階段學生的思維能力和理解能力能夠來開發相應的直觀教具，則能夠幫助學生在課堂上更為直觀的認知、理解抽象、微觀、復雜的生物知識，從而幫助高中生物教師提升教學效率，保障課堂教學質量[1]。

（二）直觀教具的類型

在直觀教具應用的早期，基本上直觀教具的類型僅局限于模型、實物，通過制作銅質或者皮質的模型，或者繪畫相關的圖像來促進知識的傳遞。伴隨著社會的進步以及科技的發展，廣大教育工作者對于直觀教具的重要性認識愈來愈深刻，而直觀教具的應用范圍也愈發廣泛。在此背景下，實物、模型等直觀教具制作的工藝得到了進一步精細化，而圖像、圖表等直觀教具與信息技術也得到了充分的融合，衍生出了電子圖畫、圖表、影像等等。這種電子信息類型的直觀教具不僅省去了制作直觀教具的時間，更能簡易的呈現抽象的、動態的生物知識，從而促進學生的理解。而實物、模型等直觀教具在高中生物課堂上的應用，則能夠使學生通過觸摸、操作、觀察等方式最為直接的理解各部分之間的空間結構關系，從而進一步分析現象的本質，將感性知識融入理性知識的直觀呈現當中。

二、高中生物直觀教具的開發

（一）直觀教具開發的原則

1.科學性。

所有自制生物圖像、生物實物標本、生物模型以及生物儀器設備等都必須具備鮮明的科學性，以使其充分反映事物的本質屬性和科學規律性。這是開發生物直觀教具的主要原則。如果僅注重藝術性的強調，而忽視直觀教學開發的科學性原則，將會導致在教學的過程當中給學生造成錯誤的概念引導，從而影響生物教學質量。

2.系統性。

在開發生物直觀教學的過程中，一定要做到排列有序，層次清楚，從而能夠展示生物內在結構的邏輯性。這樣一來才能夠保證生物直觀教育的內涵豐富、直觀性強、操作簡便。同時也能夠使教學內容深入淺出，對學生形成比較強的吸引力。

3.多功能性。

在開發高中生物直觀教具的過程當中，教師應當開動腦筋，增加各種直觀教具的合理生長點，從而保障直觀教具的功能性，使教師所開發的直觀教具功能價值能夠發揮到最大。

4.先進性。

高中生物直觀教具的開發，可以說是一種創造性的教研活動，尤其是三、四維空間，立體直觀教具的開發，這種直觀教具的造型性以及結構的精確度都是非常高的，所以設計者在開發這一類型的直觀教具時必須具有移動的創造性思維并要具備豐富的想象力。而在研制的過程中，教師必須進一步打破以往授課思維上的限制，從而進行創新，保障直觀教具開發的特色性。

5.藝術性。

從外觀造型上相對美觀模型對學生所產生的吸引力相對更強，能夠將學生主動參與生物課堂學習的積極性充分調動起來，從而轉化為求知欲望以及對直觀教具操作上的期待。開發一種較為優秀的直觀教具，不僅要具備一定的科學性，更要具備一定的藝術性，從而將直觀教具轉變為一種的科學性與藝術性相統一的工藝品。

6.安全性。

在開發生物直觀教具的過程中，保障所用材料的安全性，不對學生身體健康造成負面影響的材料，不用含有毒性的動植物，不捕殺保護動物作標本。直觀教具中多用到的回收材料不變質，不使用含有熒光劑或者微量毒素的黏土等等。

7.可行性。

在高中生物直觀教具的開發上，不僅要將教學內容為主要依據，將教學目標作為首要出發點，還要考慮到本校的實際條件，分析其中所要用到的材料、工具以及相應的技術條件支持，保障直觀教具的開放具有一定的可行性。在此基礎上，直觀教具的開發需要有一個循序漸進的過程，通常由簡入繁、從低到高、從小到大，保障難度適中，方案可行性強。同時還要推斷可能在制作的過程中出現的問題，靈活應變，從而保障預期的目標能夠得以實現[2]。

（二）高中生物直觀教具開發過程，以細胞膜流動鑲嵌模型為例

1.明確教學目標和學情。

該節課程的主要教學目標就是為了使學生大概掌握生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容，并能夠初步掌握生物膜具有的流動性特點，通過對于生物學家構建生物膜模型的主要過程來分析生物學發展以及科學發展規律。而在本節課前，學生已經基本掌握了構成細胞的分子，并了解了細胞的基本組成，對細胞膜也具備了初步的認識。

2.擇選材料。

選擇乒乓球（磷脂分子頭部）、吸管（磷脂分子尾部）、可樂瓶（蛋白質）、細鐵絲和泡沫塑料（糖鏈）、剪刀。

3.制作模型。

將多個乒乓球的一側修剪出與吸管直徑相匹配大小的圓孔，并將吸管對折插入乒乓球的圓孔中，使乒乓球作為磷脂分子的頭部，露出的吸管作為磷脂分子的尾部。用細鐵絲將泡沫塑料小球穿起來再作為糖鏈、將可樂瓶作為蛋白質，分別鑲在乒乓球的表面，嵌入其中和貫穿乒乓球。用鐵絲將磷脂分子和蛋白質連接起來，構成生物膜磷脂雙分子骨架，并在磷脂分子頭部連接上糖鏈。

三、高中生物直觀教具的應用

（一）直觀教具在高中生物課上的應用原則

1.選擇最佳性。

直觀教具在高中生物教學過程中的應用，必須將教學目標以及教學重點知識作為直觀教具類型選擇的主要依據，并充分考慮到學生的認知基礎以及理解能力，從而保障直觀教具應用的少而精、準而適用，從而幫助學生全面地掌握高中生物知識點，在增強學生對于高中生物學科教學內容的學習興趣的同時，提升高中生的思維能力、想象力、觀察力、分析能力等綜合能力。

2.展示適時性。

在高中生物的教學環節中，教師一定要善于把握運用直觀教具的教學時機，通過直觀教具適時性的應用，來引導學生對生物知識進行深度的思考，從而降低學生理解抽象生物知識的壓力。而在這一教具演示完畢后，教師就要及時地將這些教具收納起來，在保障直觀教具完整性的同時，為后續教學使用其他教具提供空間。

3.講解科學性。

教師在為學生展示直觀教具時，還要配合科學性的講解，從而讓學生進一步深化理解其中的生物知識。教師在運用直觀教具教學時，應當首先整體上為學生講解，然后針對教具的各個構成部分進行詳細講解，從而由整到細、由簡到繁、由淺到深，使學生能夠循序漸進、全面充分的理解授課內容。

4.安排有序性。

教師在運用直觀教具教學過程中，需要進行有序的安排，針對于不同的教具運用在不同的教學環節，梳理好運用順序，從而保障直觀教具運用的秩序性。這樣一來才能夠保障課堂教學流程前后有序，學生在學習的過程中也能夠梳理好清晰的知識體系。并且還能夠有效培養學生的觀察能力以及思維能力，進一步提升教師的教學效率。在此基礎上，教師所制作的實物教具和模型教具不能太大也不能太小，要保障學生能夠直觀觀察的同時，便于相互傳遞觀察或者教師攜帶教具走下講臺演示。

（二）直觀教具在高中生物教學中應用的重要性

1.學生學習方面。

高中生物教學期間，通過直觀教具的合理運用，有關抽象理論知識，可通過生動形象的具體事物作出直觀展示，幫助學生對生物概念作出深入學習理解，實現學習效率的真正提高。同時，通過直觀教具，與生活加以充分聯系，引導學生積極主動思考，為其生物學科素養的培養提供可靠保障，以此培養學生全面發展。

2.老師教學方面。

直觀教具的開發應用，有利于教師綜合素養的進一步強化提升，實現教學方法的優化創新，為教學效果和質量奠定重要基礎。直觀教具開發，能夠使教學資源得以更加豐富，促使課堂變得更具趣味性和生動性，為教師開展教學提供可靠保障。

3.人才培養方面。

直觀教具對學生有著較強吸引力，使其對生物學科更加感興趣。通過教師引導，完成動手實踐制作，有利于知識體系的構建完善。同時，依托直觀教具，有利于學生個性化發展培養。直觀教具開發，有利于師生創新精神的鍛煉培養，實現動手實踐能力的強化提高。針對生物學科，同生活、自然存在緊密聯系，基于宏觀層面分析，所涉及內容相對較為豐富，而基于微觀層面分析，則涉及部分抽象、理解難度較高的知識，通過直觀教具的開發運用，能夠幫助學生對此作出更好的學習理解，充分保證教學效果，為人才培養提供可靠保障。

（三）直觀教育使用方法

1.直觀教具選擇。

有關直觀教具選擇，對直觀教具運用和效果發揮有著重要影響作用。所以，生物直觀教具的選擇使用，需對如下方面加以重點關注：第一，學習任務。直觀教具選擇使用，需重點考慮對學生學習是否具有真正的幫助作用。針對預定學習效果，需對直觀教具是否適宜、如何選擇、使用順序和方法等加以綜合考慮。第二，學生特點?；趯W生年齡、基礎和學習態度等，對直觀教具加以合理選擇使用，能夠為學生學習提供幫助，使其學習效率得以有效提高。第三，教具特點。直觀教具各不相同，其效果作用也存在明顯差別。所以，教師需對各直觀教具特點、作用等做到充分了解掌握，以此對教具作出合理選擇使用，并關注優勢互補。此外，對信息化教學技術加以合理運用，避免完全取代傳統教具。例如，生物結構演示，可展示實體，使學生能夠對此形成直觀印象。之后，通過立體模型，對結構布局作出直觀展示，仔細觀察細微結構。最后，通過掛圖，幫助學生對機構特點、功能等關系作出進一步的學習了解。第四，教學環節。針對直觀教具選擇使用，需對教學環境因素加以重點考慮，并對教具演示、課堂教學加以充分結合，促使教具能夠更好的服務于課堂教學，實現課堂教學效果的有效提高。

2.直觀教具使用注意問題。

一方面，使用流程。針對直觀教具使用，有關直觀教具種類等應作出準確說明。同時，直觀教具使用之后，需及時收起，以防對學生注意力、思維等產生影響。另一方面，使用時機?；谏飳W科特點，并結合學生學習心理，對直觀教具使用時機加以準確把握，有利于教學效果的真正提高。課堂教學之初，學生表現出離散狀態，教師則可借助直觀教具，以此提出問題和設置懸念，促使學生注意力能夠快速有效集中，并就此導入新課。面對疑難問題，教師可借助直觀教具，實現對重難點知識的有效突破。心理松懈狀態下，教師可借助新穎、生動的直觀教具，促使學生大腦能夠更加興奮，更好地參與到課堂教學，充分保證學習效率。

（四）直觀教具在高中生物課堂各教學環節的應用

1.課前導入環節，激發學生興趣。

鋼琴演奏家在演奏前必須要先進行調音工作，而歌唱家在演唱之前也必須定好音調，這是因為只有將第一個音找準了，才能夠為整場演出成功進行提供前提保障。高中階段的生物課上教學也是同樣的道理，只有保障課堂導入環節能夠做好趣味、充分、有效，才能夠保障后續教學活動的有效開展。高中生物教師在課堂導入環節中應用直觀教具，能夠更為生動地引入進教學內容當中，并給予學生一定的有效引導，從而將學生對于該節課程的重點內容以及教學主題的記憶更為深刻，同時還能夠將高中生學習該節課程生物知識的欲望充分調動起來。

2.傳授新知環節，理解抽象知識。

教師在為學生講授新章節知識的教學過程可以說是整個課堂教學過程的核心，是決定著學生對于知識掌握程度、理解程度的關鍵。教師在傳授新課程知識的教學環節當中，要將教材中抽象的生物學知識，通過講解、演示、觀察、分析等方式使學生能夠充分的掌握。以往在高中生物課上的講授新知的教學環節中往往采取的教師口頭傳授以及PPT 課件演示的方式來使學生接受并理解知識。但是高中階段的生物教學中，生物知識存在著很強的微觀性、抽象性、動態性，因此教師就可以運用直觀教具來幫助學生更加輕松、更加直觀地理解具有抽象性和微觀性的知識[3]。

3.歸納總結環節，構建知識體系。

在高中生物課上教學的歸納總結環節中，教師需要針對此節教學內容的重點知識進行分類歸納，從而保障在學生的記憶中該節課程的知識是連貫、系統的。幫助學生構建成系統性的知識脈絡，并使學生在教師的引導下形成自己的知識體系。而直觀教具在這一教學環節中的應用作用就能夠充分凸顯出來。教師利用直觀教具來為學生展示直觀概念圖，從而幫助學生以從上到下的結構來梳理縱向性的知識聯系。就比如“其他植物激素”這節課程的概念圖，首先第一層的知識就是已學植物激素的種類，第二層概念圖是植物激素的主要作用、合成部位以及分布部位。就比如細胞分裂素不僅能夠促進植物細胞的分裂，還能夠促進植物組織的分化從而延緩植物葉片的衰老。而分裂素的主要合成部位是根尖的分生區，主要分布在細胞分裂的部位等等。最后一層知識則是植物激素的實際應用案例，比如用乙烯來催熟水果等。這樣一來，圖表式直觀教具在高中生物知識歸納總結環節中的應用價值也就充分發揮了出來，不僅能夠幫助學生有效梳理該節知識體系，還能夠形成完善的知識架構，從而幫助學生在后續的復習鞏固中能夠更為便捷、更為靈活地運用這一板塊知識[4]。

4.巧用直觀教具，吸引學生注意力。

針對直觀教具而言，直觀屬于其最為突出的重要特點，能夠有效吸引學生注意力，促使其能夠對此產生探索欲望，特別是生物課程教學，對直觀教具的巧妙合理運用，能夠使課程教學更具生動性與趣味性，通過好奇心驅使，促使學生對此表現出更強的學習興趣，積極主動開展深入探索學習。鑒于此，開展高中生物教學期間，教師需重視對直觀教具加以巧妙合理運用，有效吸引學生注意力，促使其學習效率能夠得以有效提高。通過感性認知，為課堂深入學習奠定重要基礎。此外，學生通過直觀教具的觀察、了解和認識，有效集中其注意力，可直接獲取有關的知識內容，以此充分保證學習效率。

5.組合使用直觀教具，增強親身實踐體驗。

高中生物教學期間，有關直觀教具，具有明顯的多樣化特點。若只是局限于某種教具，可能會對最終結果產生一定的影響。所以，教師應當精心設計，以直觀教具為基礎，對此加以組合使用，通過多種信息的直觀刺激，培養學生良好的感官直覺和創新思維，通過積極主動思考，有效增強親身實踐體驗，促使學生能夠對生活學習和直觀教具更加感興趣，實現學習效率的有效提高，為課堂教學效果提供可靠保障。例如，有關細胞知識的教學，在課堂教學環節中，教師可對直觀教具加以組合使用，如選用顯微鏡、細胞掛圖和視頻等多樣化的直觀教具，為學生學習提供所需的基礎保障。由于學生對細胞缺乏明確概念認知，并不了解細胞形狀、樣子，對此抱有充足好奇心。開展課堂教學中，教師可借助顯微鏡，指導學生觀察細胞結構，對此形成直觀印象，并通過細胞掛圖，促使學生能夠對細胞作出更多的認識了解。最后，結合細胞減數分裂有關的視頻，通過仔細認真觀看，對細胞分裂有關知識作出學習了解。如此，以目的明確、步驟合理的方法，對直觀教具加以組合使用，使各教具組合優勢得以有效發揮，對生物知識完成更加深入的學習理解，切實增強親身實踐體驗，切實提高學習效率。

6.把握使用時機，提高學習效率。

開展教學活動期間，教學時機的充分合理把握，對學生學習效率以及課堂教學效果有著重要影響作用。對直觀教具的合理運用，做到優化組合的同時，還需重點關注時機的合理準確把握，引導學生主動思考與探索，實現重難點知識的有效突破，對知識技能做到充分學習掌握，最終實現學習效率的真正提高。例如，課堂開始之初，學生注意力可能并未完全有效集中，教師通過視頻，有效刺激其感官，使其注意力能夠有效集中于課堂。在此基礎上，教師便可通過直觀教具的合理使用，如通過延時實驗的仔細觀察等，使學生能夠對此產生疑問，并展開深入思考探索。而針對教學重難點，教師可以投影方式為主，并結合板書，促使學生能夠對重難點知識作出更加深入的學習理解。所以，課堂教學環節，直觀教具具體使用，教師務必對時機加以準確把握。在上課前，教師做好精心設計，在課堂教學中，準確把握時機，依托直觀教具，充分保證課堂教學效果，促使學生學習效率得以真正提高。

結束語：總而言之，高中生物教師應當在教學活動中合理運用直觀教具，以此來降低學生理解抽象知識的難度，使學生充分、全面理解并掌握生物知識。而學生在學習的過程中，也能夠有效提升思維能力、觀察能力、分析能力，不僅有助于教師教學質量的提升，還能夠促進學生的全面發展。