信息技術與生物實驗教學實現有效整合的途徑

摘 要: 信息技術與生物實驗教學的整合，使生物實驗教學的方式發生了重大的改變。本文通過實例闡述了信息技術、真實實驗在生物實驗教學中的地位和作用，在此基礎上進一步說明信息技術與生物實驗教學整合的途徑與方法，使生物實驗教學適應課程改革的潮流。

關鍵詞: 信息技術 生物實驗教學 整合

網絡是一個巨大的知識庫，它幾乎囊括了生物學各個分支學科的最新成果，從而為生物老師獲取和組織信息提供了前所未有的便利。網絡使教師更新了知識，開闊了眼界，攫取了有用的資料，建立了內容豐富的備課資料庫，使教學更富有創意，而且常教常新，并及時把生物領域的最新科研成果展示給學生，使生物實驗教學充滿新奇。

一、虛擬生物實驗的優勢

基于多媒體和軟件開發的虛擬生物實驗與傳統真實的實驗相比有其獨特的優勢。首先，將抽象的內容形象化是虛擬生物實驗的主要特點。多媒體技術能多角度地提供聲、像、圖、文等，其信息量大，應用范圍廣，能有效喚起學生的學習興趣，豐富其表象。在虛擬實驗中，教師可利用計算機的可控制性進行精心設計，從多方向、多角度、多層次展示生物模型、生理過程等，促使學生形象化思維的形成。如:血液循環是個復雜的生理過程，只靠傳統的真實實驗用顯微鏡觀察金魚尾鰭內的血液流動，學生很難理解血液循環的全過程及發生在血液與組織細胞間的氣體交換、血液成分的變化過程。借助于血液循環的多媒體模擬實驗，學生能很直觀地看到O2、CO2與紅細胞結合或分離的過程，以及紅細胞顏色的變化，使抽象、復雜的生理過程變得具體、直觀，教學難點迎刃而解。其次，虛擬生物實驗以多媒體計算機為基礎，以虛擬軟件為核心，充滿了高新技術的氣息，適應于當代學生追求時尚、敢于創新的個性特征。計算機強大的交互功能和虛擬軟件友好的人機界面，有利于發揮學生的個性特長和培養學生共同解決問題的能力，能增強學生對生物實驗的興趣。此外，虛擬實驗還可以克服受地理環境和條件的限制。如:地殼運動、原始生命的形成等在課堂上無法實驗，但通過計算機的模擬能淋漓盡致地展現在學生面前，同時，還能獲得大量有關的資料，化繁為簡、化簡為易，能激發學生的學習興趣，還能發展學生的想象能力。信息技術的運用使生物實驗教學的方式發生了重大的改變，給師生全新的感受。

二、虛擬生物實驗的局限性

信息技術使生物實驗教學充滿了新奇、充滿了活力，虛擬實驗在生物實驗中的地位日益突出，但其局限性還是客觀存在的。虛擬實驗是對真實實驗的模擬，真實實驗是虛擬實驗的基礎。在模擬過程中丟失了許多真實的信息，不利于對學生嚴謹求實的科學態度的培養，影響學生對微小變化和非正常信息的感受，不利于學生創新能力和發現問題意識的培養。

通過網絡用計算機模擬實驗過程，省時、直觀，學生能形象地看到種子萌發長成幼苗，但這樣做丟失了許多真實的信息，純粹是直接告訴學生結果的“填鴨式”教學，不利于學生的科學素質的培養。我特地把這個演示實驗改成學生分組實驗，安排學生在國慶放假其間完成，在課堂上交流操作過程、實驗現象及實驗結果，一位女生的實驗結果出乎意料，浸沒在水中的3號種子發芽了，而2號種子沒有發芽，引起了師生的認識沖突，全體學生一起對該實驗分析原因，作出假設，繼續設計實驗驗證假設，學生從中體驗到科學研究的嚴謹、樂趣。

可見，網絡環境下的虛擬實驗與真實實驗存在著本質的差別，這是虛擬實驗永遠無法替代真實實驗的根本原因。

三、信息技術與生物實驗教學整合的途徑和方法

《基礎教育改革綱要(試行)》中指出:“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合。”有人對信息技術與課堂教學整合的模式進行過研究，認為信息技術與課堂教學整合的應用模式大致可以分為“創景導學模式”和“網絡教學模式”。這些理論探究，對學科教學與信息技術整合的教學實踐有重要的參考價值，同樣適用于生物實驗教學。生物實驗探究是多側面的活動，參照《全日制義務教育生物課程標準》，將實驗探究定義為:包括提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、分析論證、得出結論、交流合作、發現新的問題等方面的完整的實驗過程，信息技術與實驗教學的整合是指將實驗的某些環節在信息技術環境下進行，使兩者有機結合(一些特殊的實驗用虛擬實驗代替)，提高實驗教學的效果。

(一)根據實驗項目進行整合。

生物實驗有的以觀察實驗現象為主、有的以驗證結論為主、有的以測量為主、有的以理解生物概念和實驗原理及實驗儀器使用為主，對于偏重觀察、數據收集處理和生物概念、原理理解的實驗，教師可充分利用信息技術提供學習資源和信息交流平臺。對于偏重驗證和儀器掌握使用的實驗用真實實驗比較好，因為“眼過千遍，不如手過一遍”。但選擇了實驗類型之后并不是一成不變，教師應根據學生實際和實驗條件靈活選擇，可在同一實驗中進行“虛”“實”交替，幫助學生理解生物概念和生理過程，提高學生學習生物知識的能力。

(二)按實驗進程進行整合。

針對實驗的不同環節，根據需要采用“創景導學模式”將信息技術整合到生物實驗教學中，以創設情景，激發動機，從中發現問題。如:在“探究光對鼠婦生活的影響”的實驗之前，播放學生捕捉鼠婦的鏡頭及搬開石塊鼠婦四處逃竄的特寫鏡頭，飄然而至的情景與背景音樂，給學生強烈的感官沖擊，激發學生探究新知識的欲望。每個畫面中都隱藏著一個知識點，讓學生在進入情景的同時，從中去發現問題。現代信息技術的利用提高了學生實驗探究的內部動機，為探究活動的順利開展起了頭。

(三)放開思想，讓學生動手做，使生物實驗教學充滿活力。

網絡教學讓學生獲得了豐富的知識和有關技能，為動手做實驗做好準備，使學生在采集和測量空氣中的塵埃粒子時，能想出新方法、新材料，不拘泥于教材中的實驗器材和方法。如為吸附塵埃學生有的選擇膠水，有的選擇唇膏，有的直接用透明膠帶代替載玻片收集塵埃并觀察等，盡管實驗的結果因此而有差異，但學生對自己的創新興奮不已，收到意想不到的效果。

信息技術與生物實驗教學的整合還處于試驗探索階段，還有較多的困難需要克服，還有不少問題需要研究解決。如:大部分教師技術教育理論缺乏、媒體技術薄弱，影響了教學媒體的合理選擇和有效的設計、使用，信息技術的優勢難以在生物實驗教學中得到充分發揮;學生信息技術的應用水平差異較大，如何防止學生在網絡上漫無目標地瀏覽、提高學生課堂瀏覽網站搜集信息的效率及有效性等一系列問題都需要在今后的實踐中加以完善。教師應不斷探索、總結信息技術與實驗教學整合的方法、規律，努力打造出學生的知識與技能都得到創新和發展的高質量的實驗課。

參考文獻:

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