初中生物自制教具.ppt

初中生物自制教具基本知识与方法 陈水章长沙市长郡芙蓉中学 内容摘要 一 新课程与自制教具二 自制教具选题的基本方法三 自制教具的常用材料 工具和加工技法四 典型自制教具举例 一新课程与自制教具 人们给教具做了如下的定义 教具是在教学过程中 具有教学特点 体现教育思想 实现教育目标 完成教学内容和落实教学方法的实物 模型等直观教学用的器具以及实验训练器材 一 抽象的概念形象化 二 启发思维 三 学生进行科学实验的物质条件 四 学生实验动手能力得到训练 五 多感官刺激 能增强记忆 六 引导学生亲身体验 勇于实践 七 使学生体验宏观和微观世界 八 缩短时空界限 教具的功能 顾名思义 自制教具是教师和学生 利用简便易行的方法 就地取材 自己动手制作的教具 自制教具的定义 自制教具具有一般教具的共性 但由于制作方法简单易行 不需要条件 技术易掌握 材料易得 成本低 自制教具的特性 1 自制教具有强的针对性 2 自制教具有很强的灵活性 3 自制教具有很强的创造性 4 自制教具有很强的廉价性 自制教具在教具中占有很重要的位置 从改革教学方法的角度看 它会比一般教具更有使用价值 国际上通常把自制教具称之为 无价 或 廉价 教具 这种称呼只指花钱少 不是指教具本身的使用价值 国外教育界的人士 非旦不小看廉价教具 相反 还非常推崇它 广为提倡 许多关于廉价教具的国际研讨会都是做为教学原则和方法的学术活动来进行的 可以毫不夸张地说 自制教具是教学过程中永恒的话题 自制教具的意义 1 自制教具节约经费 可解决教育经费紧张 自制教具的特点之一就是不花钱 少花钱 利用工业边角料和日常生活的废旧物品制作或改制成有用的教具 自然就会成为低成本教具或称为廉价教具 在教育经费不足的情况下 可以弥补教具经费之不足 这就是平常所说的 瓶瓶罐罐当仪器 拼拼凑凑做实验 特别是我们建设 节约型社会 如 玻璃边角料做水槽 简易酒精灯 报废的显微镜改装成多功能显微摄像仪等 真钞的变色文字 假钞的变色文字 2 自制教具灵活实用 是教具的必要补充 国家教育部颁布的 教学仪器配备目录 所列品种都是最基本的 不同层次的最低限度要求 很显然 光靠这些教具是不够的 还要由学校通过自制 自配的办法去补充 完善 否则很难达到教育目标 完成教学计划 初步统计 在1000多种中小学教学仪器中 能自制的就有430多种 全国举办过的七届自制教具比赛中 每届都有上千件作品 每届都会有一些好的教具 经过完善后 就可投入到工业化生产 自制教具就成为产生新教具的丰厚土壤和发展源泉 3 自制教具动脑动手 使素质教育真正落实 自制教具从构思 设计到具体制作 试用改进 无不都由作者自行进行创意筹划 创作和使用过程必然涉及科学知识与生产技术 在创造性思维物化的过程中 对人的科技意识会起到强化作用 是培养创新型人才的有效途径 让学生的综合素质得到实质性的提高 是素质教育的真正落实 如 反应速度测试仪 4 自制教具深入教学 促进教育改革的发展 在全国统一使用国家课程标准 允许各地选用不同出版社出版的教材 而各种版本的教材在实验的设计和教具的选用上各取所需 各具特色 上级教育主管部门精心编制的教学仪器配备标准 不可能也无法包罗万象 如果机械地按标准配备 就会出现 配之无用 用者没有 的情况 解决这种困惑唯一的办法就是能通过大量的自制教具 保证基础教育课程改革的胜利进行 自制教具的设计与制作 自制教具的设计是核心问题 是关键 有了好的构思 设计方案 再动手制作就不难了 自制教具是在创造性思维基础上产生的 它的设计 是应用科学技术知识与教学经验结合起来的创造性活动 那么它也应该遵从一般创造思维的共性 1 自制教具的构思与设计 独创性是前人所没有的 未曾出现的大胆设想 简言之就是设计要新颖独特 避免重复别人的劳动 可以是别人想不到的 或者是别人不敢想的 这样的情况下做出来的东西 肯定是有独创性的 独创性 如 温室效应模拟探究装置 通过巧妙的设计验证大气中二氧化碳的含增多 导致地球表面温度升高 从而产生温室效应 有较严密的逻辑 能通过推理 分析 就能找出规律 或暴露内在矛盾 逻辑性 如 叶绿素脱色处理酒精隔水加热装置 酒精容易溅到酒精灯上发生危险 根据这样的推理分析 我们能否自制一种既简易 又不会由于酒精溅出发生危险的实验装置呢 如 反应速度测试仪的制作 从同角度出发 逐步考虑如何让测试操作简单 结果真实 准确 可靠 精确度高 稳定性好 可重复操作 因此 在设计是首先解决的问题 就是克服教材中的方案制作支架克服不稳定 然后由定性到定量测试 精确度能达到百分之一秒 再后又考虑如何测试通过不同方式引起的反应速度 最后考虑如何使测试的精确度进一步提高 能精确到千分之一秒 发散性 从不同角度出发 采用不同方法 甚至是反向思维 如 多变量可控探究箱的设计 在探究箱上安装有温度计 湿度计 人工光 人工加热装置 人工增湿装置等 就综合性考虑到了温度 湿度 光等多种因素对生物 如鼠妇 的影响 这样通过控制某种变量 进行对照 既方便 又科学 综合性 把各种相关方面综合起来考虑 寻求最佳方案 另一段关于设计自制教具的原则的论述 一 做大一些 Largescale 二 使用信手可得的材料 Easyavailablematerials 三 结构简单 simplemechanism 四 能进行鲜明的演示 spkndpresentatin 五 教育目标恰当 Objectivereas nable 六 做好一点 Nicelooking 危害环保与健康材料 为了保证安全 不宜直接使用有毒 危害健康 污染环境或不安全的材料 如 微量放射线的荧光材料 水银 火药 含铅量多的粘土 农药 引起过敏 医院废弃用具 珍奇动植物 包括电压也应该在安全电压范围内等等 不宜自制的教具或材料 举例如下 高度精密仪器 计量用的度量衡仪器 没有专业的机器设备 保证不了仪器的精密度 特别是表头表芯部分 一般不要自制 如 温度计 安培表 显微镜 天平等 一般的学校没有专用工具 不能自己制造 2 自制教具的制作 由于自制教具的种类很多 形态结构各异 使用的材料和工艺方法也各不同 几乎每个教具都有它的个性 而且自制教具的材料和加工手段并不会那么顺手 有时会出现找到什么材料就用什么 有什么工具就用什么工具 谈不到 规范 标准 制作过程也有较大的随意性 边作边改 不好用再返工 呈现 手工作坊式 的模式 但综合起来 还是可以找出共性的东西 总结出可供参考的规律 这样第一可以尽可能地减少盲目性 把自制教具的过程多赋予一些理性的思维和指导 第二是对制作者的一种锻炼和修养 明确制作目的 其实就是在制作前要弄明白为什么要选这个项目 参考前一节的设计思路图表 把制作目的搞明确 尽可能地具体回答为什么要自制 做什么样子的 达到什么目的 明确制作目的 如 细胞膜结构模型 是变微观为宏观 达到直观的目的 主要是弄清必要的结构 工艺方法 了解现有制作条件及现有的制作水平 哪些完全可自己可加工 哪些工艺必须借助外面的专业技术与设备加工 哪些材料可以找 哪些材料需要买 这些方面在制作前都要比较明确 明确制作要领 如 多功能显微摄像仪 镜头与支架可利用报废的显微镜 电脑视频头必买 而且要是免驱的 像素较高的 制作的过程 可根据教具的实际情况 进行设计与安排 可采用先分后合 先制作各个所需的零部件 然后再将各个零部件按顺序与要求组装起来 制成完整的教具 也可采用合分合的方式 先制整个教具的整体框架 再根据整体框架的尺寸与要求制作各处的零部件 最后再将各个零部件组合到整体框架的相应位置 从而制成完整的教具 确定工作顺序和操作顺序 如 模拟膈肌运动的模型 就可以采用先分后合 先将各种材料与部件准备好 再组装成完整的教具模型 按确定的制作顺序与制作工艺要求 完成教具的制作与组装 教具就初具雏形 通过调试 使教具处于最佳状态 准备材料与工具 按照设计的要求与制作工艺准备所有的材料与用具 为后面的制作作好一切准备 确保制作过程的顺利完成 最好是列出清单 制作与调试 试用与改进 调试后的教具 可以说已按最初的设计完成了制作 但教具的性能还需要反复试用 改进 再试用 再改进 在这个环节 要做到精益求精 最需要磨练制作者的耐性与意志 最后使教具能达到结构最合理 性能最好 甚至经过多次改进后 会形成多个不同升级版本 如 鱼的模型 制作过程中动力方面 模型的平衡方面 模型的比重方面等 都需要反复的调试 优秀的自制教具要能得到很好的推广使用 使之大众化 因此 制作简明有效的使用说明书是必不可少的工作 说明书中的内容要包括结构原理 主要用途 使用方法 注意事项等 设计并制作包装 为自制教具设计并制作合理 美观的包装箱 盒 不但能很好的保护与保存自制的教具 更能使自制教具在整体档次与品位方面得取较大的提升 制作使用说明书 四 自制教具的使用及评价 1 自制教具的使用 自制教具贵在使用 做就是为了使用 使用是自制教具的生命力所在 使用前要认识与熟悉教具 依据教具的说明书与教具实物 认识并熟悉教具的结构原理 用途 使用方法及注意事项 还应重点了解教材内容 教具在课程中的信息位置 教具所起的作用 教具呈现的方式及时机 使用时所需要的环境和配合条件等等 使用前要检查与调试 教具有使用前要进行必要的检查与调试 使教具不但完好 而且是最佳状态 避免 现用现抓 仓促上阵 使用时先示范后分组 先由教师或一 二名学生做示范 示范当中穿插着讲解 其他学生找出学生示范时正确与错误的操作 但要结合教学实际 鼓励人人大胆使用 使用后的反馈及完善 2 自制教具的评价 怎样评价一件自制教具是很现实的问题 几乎每件教具的创作者 都非常重视自己的作品 都能说出许多不同的好处和特点 这谓之主观评价 但是最终的评价应该是客观的 是以实践结果的优劣成败为依据 评价一件教具的要素很多 教育性 科学性 简易性 直观性 实用性 参与性 重复性 经济性 趣味性 必要性 安全性 参与性 工艺性等等 都有一定影响 在诸多因素中 我们应该选择主要的 起决定作用的几个因素作为评价的重要根据 教育性原则 主要体现在要符合教育方针 教育思想 教学大纲和课程内容的要求正确的现代教育思想 达到相应教育目标 完成相应的教育内容 在教育方法方面 还应体现启发式教学 利用自制的教具 有利于进行探究性的学习活动 或是能很好的突出重点 或是能容易突破难点 或是能使教学方法得心应手 如 鱼鳃的模型 主要是指自制的教具符合正确的科学原理 法则 哪怕是很粗浅的 启蒙性的知识内容都不应该违反科学道理 这是评价教具的首要标准 自然也是选择教具的首要原则 简单的说就是不能有知识性错误 科学性原则 如 细胞分裂过程动态演示模型 主要是指自制教具结构 制作方法能简就简 因陋就简 操作简单 容易掌握 便于演示或学生动手实验和训练 容易显示效果 保管方便 切忌为了追求声光电效果和数字显示效果 把教具复杂化 简易性原则 如 探究光合作用产生的气体是氧气是实验 利用一个可乐水瓶 是替换教材中的实验装置 简单易行 管理方便 效果明显 材料易得 教具要有较强的直观性 适合教育对象的年龄特点和智力水平 主要是形体尽可能大一些 标线与示数要尽量大而清晰 重点观察部位要能看得清楚 演示和实验的现象明显 层次分明 直观性原则 如 用电缆模拟神经 实用性原则 主要是有针对性 做以致用 不要追求形式 为自制而自制 操作要简便 力争能以最简单的方法与简要的过程达到教育目标 完成教学内容 唯有用才有自制与存在的价值 主要是指教师与学生要亲自动手 自己砍柴有双重温暖 学生积极参与制作 除了得到知识以外 提高了能力 还有综合性的教学效果 同时还要能休现全员性 不同层次的学生都能使用 参与性原则 如 模拟探究生男生女的机会均等 重复性原则 自制教具 有些是作为教学用的工具 必须保证安全 性能可靠 要求使用的材材与制作的工艺 不但要价廉物美 更要坚固耐用 更具有能重复操作的稳定性 自制教具 要考虑购置和使用材料投入的经费要少 要价廉物美 甚到可将废物利用 变废为宝 另一方面要考虑到投入的制作时间不能很长 花的精力不能太多 要充分考虑其投入与所发挥价值比 经济性原则 如 利用鱼缸加热棒改制成恒温培养箱 二自制教具选题的基本方法 一 填补空白法 填补空白法就找出教学中需要进行的实验而教材中又未曾涉及的空白点 有针对性进行教具自制并用以完成该项实验 如 探究光对鼠妇生活的影响草原生态系统食物链与食物网分析装置 二 缺点列举法 缺点列举技法是指通过发掘现有事物的缺陷 且一一列举 然后提出改进或革新的一种技法 通过观察或使用现有的教具 从实验器材的物理和化学性能角度 从外形 结构 材料角度 从实验方式 方法 教师演示和学生观察角度等 找出现有教具客观存在的缺点 并针对缺点 进行改进 使原有教具有功能上 可操作性方面 精确度 稳定性 可靠性方面更加精良 观察或使用原有教具 发现缺点 找出缺点产生的原因 设计改进的方案 对方案进行评价和修改 按方案实施改进 改进后试用 试用后再改进 改进成功 如 验证呼出的气体二氧化碳多的装置伸缩式水槽 如 测量食物中的能量的实验装置 每发现现有教具的一个缺点 提出一个问题 也就找到了一个自制教具的课题 是在原有教学装备 技术手段基础上 根据教学需求进行广度和深度开发的方法 特别的对原有的教具或其他设备用品在原有功能主进行拓展的技法 三 功能拓展法 如功能多样化 一物多用 一机多用 汇集多种功能 使原有的功能更强更多 功能拓展可采用组合法 将两个或两个以上已有的技术原理或不同的形态结构 通过巧妙地结合或重组 以获得具有统一的整体功能的新技术 新产品或新的功能 如 多功能显微摄像仪 对原有的教具 技术手段或其他设备用品在结构上 功能上通过放大延伸或缩小 省略或减轻重量的相关技术或获新技术 新产品或新功能 四 缩放法 如 草履虫的模型细胞膜模型温室效应的模拟装置 任何事物都有其特定的结构要素 以表示一事物的特点和功能 如果更替其相应的结构要素 便会新生新的功能或新的技术手段 从而获得新的产品或新的技术 五 替代法 部件替代 更换某事物的关键部件 就能产生具有新功能的新的产品 材料替代 更换构成某事物构成的材料 从而能获得新的技术或新的产品 如 利用毛笔模拟演示鱼的鳃丝在水中展开 离开水粘结在一起 巧用法就是在用废旧物品进行自制教具时 巧妙利用材料的形状或性能来获取最佳效果的方法 把事物的特长和功能巧妙地加以利用 移植 反向 组合 缩放等等 六 巧用法 电话听筒的螺旋的电线模拟DNA经过反复螺旋 缩短变粗 如 三自制教具的常用材料 工具和加工技法 一 自制教具的常用材料及加工技法1 金属材料金属材料分板材 管材 型材和丝材 2 木材料木材料可分为天然木材 胶合板材和人造板材等 3 玻璃材料玻璃材料可分为普通平板玻璃 钢化玻璃 浮法玻璃和磨砂玻璃等 4 纸材料纸按使用要求可分为书写纸 图画纸 印刷纸 包装纸和装饰纸等 5 塑料材料塑料材料具有可塑性 密度小 强度大 耐油 耐磨 绝缘 抗腐易塑成型等优点 有的塑料透明性能好 有的弹性好 它可分为热塑性 热固性料两种 3 玻璃材料玻璃材料可分为普通平板玻璃 钢化玻璃 浮法玻璃和磨砂玻璃等 6 电子材料 元件 报废的半导体收音机 录音机 石英钟 计算机和电视机等各类电器是取之不尽 用之不竭的电子元件的源泉 一般是指晶体二极管 晶体三极管 电阻 电容 集成块 变压器 开关 指示灯泡 扬声器 导线 电池 玩具电机和保险丝等 等基本元件 自制教具可借鉴的材料也很丰富 如各种节日小彩灯 各种发光小灯泡 各种玩具及废钟表齿轮 气球 胶管 各种车的内胎橡胶 废圆珠笔芯 废彩笔管等 都是各种工艺和各种实验可借鉴的较好材料 7 可借鉴材料 二 自制教具的辅助材料 1 粘接材料粘接是采用粘剂来进行连接的 聚醋酸乙烯乳液胶 又名白乳胶 502 胶 914 胶 100 胶 AB胶 2 焊接材料 焊接常见的有电焊 氧焊 乙炔焊 铜焊 锡焊等 自制教具的焊接一般指的是用焊锡焊接各种器件 4 坚固零件 3 油漆 常见的油漆有油脂漆 天然树脂漆 酚醛树脂漆和氨基树