第六章直观教学与直观教具重点讲义资料

第六章 直观教学与直观教具 本章學習目標：

1 ．简述直观教学的优势。

2 ．根据各种直观教具的特点举例说明它们在生物教学中的应用。 3 ．尝试正确使用直观教具，针对一节课提出选择直观教具的方案。 4 ．能根据简易直观教具的特点和制作原则设计制作1 ～ 2 件生物教具。 所谓直观，即感性认识，是具体的、直接的、生动的事物作用于人的感官所产 生的感觉、知觉和表象。直观教学即利用教具作为感觉传递物，通过一定的方 式、方法向学生展示，达到提高学习的效率或效果的一种教学方式。生物学是一 门实验科学，感性认识和理性认识在学习生物学的过程中都十分重要，感性认识 是在理性认识的参与下进行的，理性认识是在感性认识的支持下完成的。教学 中需要向学生提供大量的感性材料，使学生经历从形象到抽象的思维过程，直观 教学是实现这一点的基本保证。在生物教学中，存在着的教学用具的直观、教学 语言的直观和教学场景的直观，本章着重介绍前者。 第一节 生物课的直观教学和常用直观教具 一、直观教学的优势

（一） 直观教学有助于对生物学知识的理解

生物学知识的学习一般从感知开始，学生感知越丰富，越有利于形成理性认 识。经过简约化、形象化、模式化的直观教具可以生动、形象、逼真地显示生命科

学事实、生命现象、生命活动过程，揭示生物体内部结构、功能和各种联系，形象

地表示抽象概念的各种要素及其关联，化虚为实、化繁为简、化深为浅，并使学生

的多种感官协调活动，产生正确的感知和表象，在获得感性认识的基础上建立理 性认识，形成概念和原理。

（二） 教学有助于提高学生的学习效率 · １１０ · 中学生物学教学论

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学习效率首先与学生的感觉和知觉的速度有关，也与学生有无积极、自觉、 主动的学习动机和探求知识的愿望有关。提高学生的学习效率在一定程度上有 赖于直观教具的表现力。所谓表现力指直观教具呈现信息的逼真度、客观性、精 确性、动态性、事物关系呈现力、重点特征指示力、形状互变力以及时空位移能力

等。直观教学由于表现力强，也就能明显地提高学生感知的速度，进而提高学习 效率。

（三） 直观教学有助于引发学生探索的欲望

直观教学手段常常可以不受时间和空间的限制，直接迅速地表现生物界的 各种生命现象，化远为近，化古为今，化长为短，化静止为动态，化抽象为具体，在

集中学生学习注意力、提高学习兴趣的同时，迅速引起学生情绪、态度和认知上 的反应，使其探索未知的欲望大大加强。 （四） 直观教学有助于培养学生的多种能力

直观教学首先要求学生学会观察，有些还需要动手操作。根据直观教具去 看、去听、去

说、去动、去独立思考，也是发展学生观察能力、操作能力、思维能力、自学能 力、表达能力的过程。

直观性原则就是指利用生物教学中的直观手段作用于学生的多种感官，丰 富他们的感性认识，从而加深他们对知识的理解、提高学习的效率。当然，如果 直观手段运用不当，呈现教具后直截了当把结论告诉学生，让他们去背，这实际 上仍是注入式教学。 二、直观教具的种类及特点

这里把生物教学中常用的直观教具的特点作以简介。 表6 － 1 常用直观教具的特点 名 称性 质特 点不 足 实物是生物活体

真实、具体、有生命性；

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能反映生物的形态、习性、运动情 况、

活动过程、生活状态和一些可见 功能；

能显示生物与环境的关系； 是进行实验的首选材料 不便演示构造和生理； 不易控制；

受时空、个体大小、生态保 护的限制

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标本

是生物体或其器官组织经 过加工处理而保存下来的 完整的或部分的物体形态 真实反映生物体形态结构特征和 部分过程性特征；

可用缩时的方式表现复杂长过程 的概貌；

可表现同类生物体的比较解剖学 内容；

不受时间和空间的限制 容易失去真实色泽和生活 动态特征；

小体积的标本信息传递面 受限制 模型

是模拟生物体的结构特点 人工制成的实物仿制品、 实物放大或缩小制品和简 约表达生命过程的示意制 品

能立体地显示结构特征和各组成 部分相互间的联系；

能显示生命活动过程的关键环节 及特征；

能显示生物界发展变化过程； 能反映生态学关系；

容易说明物体的三维空间结构；

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可以拆卸、重组 不能作为全真替代物； 常带有非真实性的特征； 细微之处演示效果不好 挂图是绘有生物图像的纸制品 图像是平面的，且传递面宽； 既有写实性，又有的灵活性和创 造性；

能准确、规范、全面地表现出生物体的形态结构特征；

可将复杂结构简约化、模式化； 可将抽象过程具体化； 可演示生命活动阶段性流程； 可呈现生物体内外部各种联系 难以表现立体的、活动的 事物

替代物是无须加工的现成物体 有一定的相似性； 模仿性强； 替代性强； 极易获取 无真实感； 作用有限

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投影和幻灯

多指用透明胶片制作的投 影片

放大效果好，信息传播面大； 可以简约方式表示生物结构、生 命活动各组成成分之间的空间位 置和本质联系；

可用拟动手法产生动态感； 具有较强的事后再现功能； 可做为光学黑板

需要一定的设备和环境条 件；

放映时间不宜过长 电视 录像

集电影、录音、摄影、幻灯 的功能于一身

不受时间和空间的限制； 生动逼真地表现生物的动态形象 和行为；

可做快、慢速播放的技术处理； 便于形象地创设教学情景； 声像结合，易于重播 使用过程中难于及时反 馈；

需要一定的设备和环境条 件；

计算机见第七章

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三、直观教具的使用方法

（一） 直观教具对教学所起的作用 １ ． 用于新课的起始阶段

例如，一上课，教师就从讲台下出人意料地取出一盘又红又大的山楂果，它立刻吸引了全班学生的目

光，教师绘神绘色地描述它酸的程度，并问学生：“大家有什么感觉？”学生笑着说：“ 口水正在增多！”“ 为什

么你并没有吃到山楂却流口水呢？ 好，这节课我们就来探讨一下你的这种感觉：‘高级神经系统的活动机

能’ 。” 山楂果在此时起到了迅速集中学生的注意力、产生体验、引出困惑的问题、激发求知欲的作用。 ２ ． 用于引导学生提出问题

例如，课上分发给学生浸软的菜豆种子，并鼓励学生在观察中提出问题。可能就会有“种皮有什么作

用？”“种皮里面的这些结构都叫什么？”“种子中哪一部分将来发育成一个植物体？”等问题被学生提出来。 ３ ． 用于突出教学重点

例如，植物对土壤溶液中矿质元素离子的吸收是个复杂的生理过程，其中交换吸附和主动运输两个

过程比较抽象。而设计巧妙的抽拉式投影片则能直观地展示其过程，帮助学生对重点知识的理解。 ４ ． 用于突破教学难点

例如，生物体的细胞分裂是瞬间即逝的生理活动，其中染色体的变化是教学难点。演示自制的动感

模具和动感投影片能使这一知识难点迎刃而解。 ５ ． 用于揭示机理

例如，植物的光合作用是一个复杂的连续的生理活动过程，仅凭语言很难解释清楚。用叠加式投影

片可将光反应和暗反应的场所、步骤、变化特点不同色彩、不同层次的画面按顺

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序呈现，直观效果特别明

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显，配以教师对反应机理的简要阐述和示意板书，学生从视、听多方面认知，即能较好地理解光合作用的 机理。

６ ． 用于设置悬念

例如，在“根对水分的吸收”的教学中，教师出示两个装有水溶液的烧杯，里面分别浸泡着一棵带根的

菠菜，其中一棵硬挺，另一棵略萎蔫。教师说：“这两个烧杯里分别装有清水溶液和食盐水溶液，可我忘记

是哪一个装有食盐水溶液了，请大家学完这节课的内容后帮我分析一下。” 这样将悬念留给学生，会大大 提高他们的探索欲望。 ７ ． 用于巩固知识

用挂图绘制的“人类遗传病系谱” 、可拆卸的“心脏结构” 模型、叠加式“细胞分裂染色体和D N A 变化

曲线”投影片、填充式“光反应和暗反应的比较”贴片等等，都在进行知识的梳理、复习、总结方面具有较大 的优势。

当然，直观教具对教学所起的作用远不止这些，有待教师在实践中去发现。 （二） 教具的组合使用

由于生物教学的需要，教师在课堂上往往不只使用一种直观教具，所以，教具的组合问题值得探讨。

教具的组合方式有横向组合和纵向组合两种： １ ． 横向组合

用几种教具从不同角度揭示同一知识点的内涵。有的生物学知识点内涵极其丰富，需要用多种教具

来阐释。例如，进行“植物细胞吸水和失水的道理” 的教学，可先用萝卜、马铃薯等实物做演示小实验，让

学生获得真切的感知；再用贴图和贴片来放大细胞图象，解释吸水和失水的道理；

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还可用动态投影片展示

植物细胞吸水和失水的动态过程。这样的形式服务于内容的组合会使学生对所学内容有透彻的理解。 ２ ． 纵向组合

让几种教具分配在不同的教学过程环节里。例如，进行“单细胞生物的形态结构和生命活动特点”的

教学，可先用显微镜观察制成的草履虫临时玻片标本，认识自然状态下草履虫的形态；再用挂图描述草履

虫的结构；用复合投影片展示各结构的功能；最后让学生设计一个小实验，提出用那些器材和用具来说明 单细胞生物对外界刺激的反应。

在对教具进行组合使用时，并不是教具越多越好，也不是使用越频繁越好。 （三） 教具使用时应注意的问题 １ ． 检查演示的环境条件

各种教具是否有合适的摆放位置，挂图、剪贴图是否有固着物，电器的电源位置是否合适，演示台的

高度、光线是否合适，一些较小的、颜色与周围环境相似的教具是否需要反差大的背景衬托等。 ２ ． 出示教具的程序

生物教学中选择了最佳的教具组合方式并不意味着能取得最佳的教具使用效果，出示教具的程序设

计虽是一个小环节，但也不可忽视。在出示教具的时候，要注意说明教具的种类、演示的解剖学位置和剖

面、替代物的含义、需要做哪些思考等。另外，使用完毕应及时收起来，避免多个教具同时出现在学生的

视野中，分散学习注意力，干扰思维的顺序性。 ３ ． 出示教具的时机

根据生物学科特点和学生的学习心理，把握有利时机出示教具，可以收到事半功倍的教学效果。①

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离散时机：刚上课时，学生尚处在观望、等待的离散状态，此时利用教具提出问题、设置悬念，可以集中学

生的注意力，顺利引入新课。② 疑难时机：使用教具解决教学中的难点，是难点突破方法之一。③ 疲沓时

机：每当完成某个教学环节时，常常会出现学生精力分散、松懈疲沓的情形，此时出示新颖、生动的教具，

会使学生眼前一亮，大脑再次兴奋起来。· １１４ · 中学生物学教学论

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四、直观教具的选择

每种直观教具都有本身的优缺点，不存在一种普遍优于其他教具的教具。它的实际应用除去自身的

因素外，还与表现效果、教师的使用环境条件等多方面因素有关。如何选择合适的教具、如何进行最优化

的教具组合去呈现教学信息，是每位教师都要面临的重要问题之一。仅以经验为依据，或仅凭主观想象

来选用教具，会有一定的盲目性，难以确保直观教具发挥最大效益。 教学目标、内容和方法确定后，选择直观教具应考虑以下因素： １ ． 学习任务

选择直观教具首先要考虑它们的组合是否有助于学生完成学习任务，对于一个预定的学习结果要考

虑“是否需要使用直观教具” 、“使用哪种或哪几种直观教具” 、“是否有这些教具” ？ “怎样安排它们的使用

顺序” 、“怎样使用” 、等等问题。学习任务是教学目标的具体化，首先根据学生对目标状态的期待确定终

点目标，然后将终点目标分解成为了达成目标而设立的学习任务，再选择有助于完成学习任务的直观教

具，最后经过试用修订后投入正式使用。 ２ ． 学生特点

学生的年龄、智慧的潜力、学习态度、获取信息的习惯、起点能力等都是选择教具需要考虑的变量。

满足学生视、听、做结合，用多种感官参与学习。例如，自制纸板核苷酸模型，课上让学生用其拼成D N A

双链结构，教学效果比购置的D N A 双链结构模型要好。 ３ ． 教具的特点

不同的教具贮存的生物学信息的直观程度不同，教具自身的特点决定了它的适用范围和它的优势，

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教师应善于在了解各种教具的特性和作用的前提下，决定哪种或哪几种应用于教学的教具比其它教具更

合适，并注意教具的优势互补。不要因为某种教具容易得到而随意使用，也不要过于频繁地演示教具，使

学生眼花缭乱而干扰感知和思考，还不能用现代化教学媒体完全取代传统教具。如演示生物的某一结构

时，一般先出示实物，给学生具体、真实的印象；然后用放大的立体模型演示其结构布局，让学生知道肉眼

看不到的细微构造；最后用挂图引导学生认识其结构的一般特点及结构与功能的关系。还要特别注意将 潜在有效的教具数目尽量减少。 ４ ． 教学环境

在选择教具时，要注意班级规模、教室大小、光线明暗、视听范围、是否嘈杂等环境因素，还要注意将

教具的演示与教学的其它形式融为一体，尤其是与教学语言的配合。 ５ ． 经济因素

一些中学的教学投入仍然有限，所以选择直观教具还要提倡因地制宜、因陋就简、自采自制、降低成 本的原则。

第二节 简易生物教具的制作

简易生物教具是指教师或学生根据教学需要，自己动手制作的构造简单、经 济实用的教具。好的简易教具不失为美的工艺品。制作简易生物教具既提倡利 旧利废，又提倡它的科技含量，当教具的简洁程度正好符合学生心理的简化水平 时，促进学习的作用便会显现出来。作为生物教师，融进一份对制作简易生物教 具的偏爱，是难能可贵的。

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一、简易生物教具应具备的特点 １ ．构思的巧妙

制作教具的出发点在于“构思” 。构思不仅体现出制作者的智慧和创造能 力，还需要平时做到“五留心” ：① 留心学习任务，根据任务的需要来构思教具的

形体；② 留心学生需要，什么样的教具能满足学生解决教学问题的需要；③ 留心

已有教具，从现有的教具构造和性能中获得灵感，或从弥补现有教具的不足和缺 陷方面构思；④ 留心材料，日常生活中各种廉价材料都是制作教具的材料源；⑤

留心制作技巧，可在对各种教具的仔细观察和使用中构思自制教具。 ２ ．设计的新颖

在取材和材料的剪裁、搭配、组合、装配和动感上都存在着设计的新颖程度 问题，这也是审视自制教具美学价值的一个方面。 ３ ．材料的易取

之所以称之为“简易教具” ，就是因为制作它所用的材料容易获取并造价低 廉，是平日常见、常用的物品，如纸浆、泡沫塑料、木版、吹塑纸、塑料瓶、铁片、石

膏、泥土等都属材料源，只要将它们做设计处理，就能解释生物学某种抽象的知 识，不必讲求材料的高质量和专用性。这对我国边远贫困地区的学校来说具有 很实际的意义。 ４ ．种类的多样

由于取材的广泛性和制作工艺的不同，使得简易生物教具有多种多样的表 现形式，表现同一个内容的教具可用不同的材料或不同的工艺制成，并呈现出千 姿百态。 ５ ．制作的容易

简易生物教具易学、易做，有了巧妙的构思后，师生都能做。 ６ ．性能的可靠

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简易生物教具应该简而不陋，使用时安全可靠，不易损坏，可反复使用。 ７ ．操作的便利

教具制成后组合、拆卸很容易，操作起来很方便，控制时很自如。 ８ ．推广的快捷

以上的种种特点使简易生物教具显示出了强大的生命力，既使面对现代教 学媒体，它也毫不逊色，在普及推广方面十分快捷。 二、简易教具制作的原则 １ ．科学性原则

要客观、真实地反映生物体的形态构造和生命特征，根据实际物体的形状、· １１６ · 中学生物学教学论

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颜色、和大小的比例来制作，体现出实物的自然顺序和自然位置，不能给学生造 成错觉或误导学生。重点特征指示力要强，不能用无关特征冲淡重点特征。色 彩要协调，颜色搭配要符合科学惯例，如动脉用红色，静脉用兰色，神经用黄色。 ２ ．启发性原则

无启发性、无思考余地的教具会防碍学生渴求知识的心态，教具的操作演示 应能启发学生去联想教具展示的内容所反映出来的事物的本质特征，启发学生 对某种现象进行探究性思考，达到释疑解疑的目的。 ３ ．实用性原则

教具所展示的内容要有针对性，操作要方便，组装和拆卸要容易，并能反复 使用。

４ ．简易化原则

因地制宜，因陋就简，提倡利旧利废，变废为宝材料易找，易做，易用，易保 存，省钱。 ５ ．艺术性原则

简易生物教具虽然结构简单，但取材的美观和形象性，会对学生产生感染 力。还要学习、利用新技术、新方法、新材料，使简易生物教具具有更好的效果。 三、简易教具制作的方法与技巧 （一） 模型教具制作技术 １ ．纸浆模型制作技术

（１） 浸纸：将旧报纸或旧纸箱浸泡在热水中１ ～ ２ 天，搅碎。 （２） 基架：用其他物品做成模型基架，显示出所需教具的特征。

（３） 煮浆：将搅碎的纸浆在锅里边煮边搅动，直至成糊状，倒入粗布包中沥 出水份。

（４） 配制：放入少量明矾、石膏粉和适量的水胶，混合至纸浆有粘性时即可， 立即使用。

（５） 堆塑：将纸浆堆在模型基架上，粗塑成形。

（６） 修饰：仔细修饰后阴干，如发现裂缝，用石膏粉调胶水修补。 （７） 着色：先用明矾和胶水涂两遍，干后再涂以各色广告色增加质感，最后

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涂一层清漆。

（８） 注记：注明模型名称和显示的各种特征。 ２ ．泥土模型制作技术

（１） 选材：具有较大可塑性的粘土。

（２） 常用工具：托板、拍板、竹片刀、钢丝刀、砂纸、毛笔、颜料、清漆等。 （３） 配置生泥：筛除粘土中的杂质，用适量的水将粘土泡透或用锅蒸煮透， 第六章 直观教学与直观教具· ·

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以不粘手并好捏为宜。酌情掺入少量细纱或剪碎的棉花反复揉捏，直到搓成小 球并压扁后边缘不裂为止。

（４） 炼制熟泥：将配置好的生泥放入塑料袋中，密封后保持一定温度进行熟 化两周左右即可使用。

（５） 塑型：简单造型可直接捏制，复杂造型可先绘草图，再做基架，最后用泥

粗塑成型。

（６） 修饰：仔细修饰后阴干，如发现裂缝，用泥料填充修补。 （７） 打光：用砂纸打光。

（８） 着色：先涂以各色油彩增加质感，最后涂一层清漆。

（９） 挂蜡：还可以将无色石蜡熔化，把模型完全浸没在溶液中并立即捞出， 则上蜡。

３ ．石膏蜡模型制作技术

（１） 先用水将石膏粉调成糊状，再用石膏糊浇制所需教具的模子。制模时 上模和下模的截面可用肥皂水涂刷三次，以利分开。 （２） 将两份石蜡与一份硬脂酸混合后制成蜡料。

（３） 将蜡料放在金属容器里加热，使之渐渐熔化制成蜡液。

（４） 在下模中倒入九分满蜡液，并合上上模，上下左右不停地晃动，使尚未 完全凝固的蜡 液附着在四壁。

（５） 将模子放在冷水里加速蜡液的凝固，轻轻将模子掰开，中空的石蜡模型 教具便成型。

（６） 石蜡模型教具容易变形，必须用石膏固化。把石膏糊通过小孔灌入中 空的石蜡模型，上下左右不停地晃动，使之附着在四壁上凝固。 （７） 涂以各色油彩增加质感。

（８） 将无色石蜡熔化，把模型完全浸没在溶液中并立即捞出，则上蜡。 ４ ．泡沫塑料模型制作技术

（１） 常用工具：电热切割器、雕刻刀、颜料等。

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（２） 自制电热切割器：（见图６ － ２）在一块平滑的木版上固定一根竹条，将电

褥丝用火烧掉塑料绝缘层，一头固定在竹条一端，另一头拉紧，垂直固定在木版 上。用导线将电褥丝的两头连接到电源的输出端上。通电后调整电压便可控制 电褥丝的温度，使切割出的泡沫塑料切口整齐。 （３） 粗塑：用电热切割器切出大体形状。

（４） 细雕：雕刻成所需的教具。组合体之间可用细铁丝或粘胶相连。（５） 修饰：加上配件，涂上颜色即可。 （二） 挂图教具制作技术 · １１８ · 中学生物学教学论

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１ ．常用工具

常用工具有绘图纸、铅笔、橡皮、米尺、圆规、比例规、毛笔、墨汁、颜料、幻灯 机。 ２ ．起稿

起稿方法很多，主要有：

（１） 方格放大法。先画正方形将图稿框定，再将其分成若干小正方形，然后 在画纸上也画出相应的方格，比例自己掌握。

（２） 中线定点法。利用圆规、比例规或米尺，测量原图个部分的比例，然后 按照需要放大或缩小的倍数描绘出轮廓。

（３） 普通投影仪绘图法。将原稿复印在透明胶片上，用投影仪投射在挂在 墙壁上的画纸上，用铅笔直接描绘打底稿。

（４） 实物全反射幻灯机绘图法。先将欲放大的图稿放在幻灯机上调节好距 离，画形便投射在挂在墙壁上的画纸上，用铅笔直接描绘打底稿。 ３ ．上墨

用毛笔把线条均匀描好。若是黑白画，可用衬阴使画面有立体感。若是彩 色画，则颜色要调配好，注意目的性、规范性和科学性。 ４ ．注标题

绘图开始时必须给标题留有余地，标题要清晰、醒目、美观。 ５ ．注字

标注要整齐地排列在图形的右方或左方，引线也要整齐、划一。中文字体以 宋体或仿宋体为好。 ６ ．装裱

首先把面粉搅和成团，用水洗后除去面筋，将淀粉液加热成面汤样糨糊；然 后将作品面向桌面，用喷雾器均匀往背面喷水，再用糨糊刷均匀地把糨糊刷到背 面，上边缘向上刷，下边缘向下刷；用和作品的纸性一样并大于作品的托纸，从作

品的一端渐贴展渐用棕刷刷平；在托纸的四周刷少量糨糊，揭起后画面朝外贴在

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