現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)生物實驗教學(xué)的實踐

摘 要:很多中學(xué)由于條件限制，實驗教學(xué)成了生物學(xué)教學(xué)最薄弱的一環(huán)。將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于生物實驗教學(xué)中，能解決生物實驗教學(xué)中存在的很多問題。本文闡述了投影、錄像、放像、計算機(jī)多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等在中學(xué)生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代信息技術(shù)中學(xué)生物實驗教學(xué)應(yīng)用實踐

中圖分類號:G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0143-02

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。根據(jù)中學(xué)生物學(xué)新課標(biāo)規(guī)定的培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容增加了實驗的類型和數(shù)量，還安排了若干個研究性課題。但很多中學(xué)由于條件限制，實驗教學(xué)成了生物學(xué)教學(xué)最薄弱的一環(huán)。將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于生物實驗教學(xué)中，能解決生物實驗教學(xué)中存在的很多問題，必將對中學(xué)生物學(xué)新課改產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)代信息教學(xué)技術(shù)，一般包括攝影、實物投影、錄像、放像、計算機(jī)多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面。

1 投影技術(shù)在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

生物課的演示實驗，其目的是通過實驗讓全體學(xué)生觀察到生物現(xiàn)象和生命過程，從而提高學(xué)生對生物的學(xué)習(xí)積極性和參與程度，并培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，也為引出課題、問題，進(jìn)行討論、探索、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造條件。為了提高演示實驗的可見度，傳統(tǒng)的方法一般是采用放大實驗儀器，抬高實驗裝置，巡回展示實驗結(jié)果等。然而實驗儀器的放大是有限的，巡回展示實驗結(jié)果又浪費(fèi)時間，且有些現(xiàn)象由于不明顯而難以觀察到，以至影響教學(xué)效果。采用投影技術(shù)，可克服上述缺陷，大大提高演示實驗的效果。投影技術(shù)主要是對實驗現(xiàn)象進(jìn)行放大，克服演示實驗可見度小的缺陷，使學(xué)生能清楚地觀察到實驗現(xiàn)象，特別是一些細(xì)小的、不易觀察到的實驗現(xiàn)象，從而很好地達(dá)到演示實驗的目的。

2 錄像、放像技術(shù)在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

在有些實驗無法在課堂教學(xué)環(huán)境或?qū)嶒炇抑型瓿傻那闆r下，教師可以布置學(xué)生利用課余時間完成，采用數(shù)碼攝像機(jī)等儀器記錄整個實驗過程。通過攝像、剪輯技術(shù)，對實驗全過程進(jìn)行加工，既能提供實驗全過程，又突出重要的實驗現(xiàn)象，同時也不失實驗的真實性。例如，高中生物《選修1》中的制作腐乳和泡菜等實驗，讓學(xué)生回家親自動手做腐乳和泡菜，定期拍攝實驗過程和實驗現(xiàn)象，然后把腐乳和泡菜帶到課堂上展示，分享實驗成果，有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)情感的發(fā)展。另外，演示實驗教學(xué)中，有些實驗具有一定的危害性和危險性，在課堂上無法實施演示，借助于錄像教學(xué)，既保證學(xué)生的安全，又保護(hù)環(huán)境，又達(dá)到良好的教學(xué)效果。對一些價格昂貴的實驗、要求較多的操作技術(shù)或裝置復(fù)雜的實驗也可以借助教學(xué)錄像來完成，滿足學(xué)生對這些方面知識的要求。通過錄像技術(shù)還可以對實驗中的錯誤操作引起的危害進(jìn)行真實再現(xiàn)，引起學(xué)生的重視。利用錄像技術(shù)中的功能效應(yīng)，還可提高演示實驗的真實性，如:高速度或緩慢的攝像技術(shù)和放像的快、慢、倒等功能不僅能使學(xué)生緩慢地看到快速發(fā)生的實驗想象，還能使學(xué)生快速地觀察到緩慢發(fā)生的實驗想象，讓學(xué)生迅速感知易觀察到的細(xì)節(jié)，提高學(xué)生觀察的敏捷性，同時縮短了教學(xué)時間，提高了教學(xué)效益。

3 計算機(jī)多媒體技術(shù)在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

相對于投影技術(shù)及錄像、放像等技術(shù)而言，計算機(jī)多媒體技術(shù)在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用更具其廣泛性。一般來說，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

3.1 創(chuàng)設(shè)實驗情境

任何實驗都是實驗者有目的的觀察活動，實驗過程是實驗者思維激發(fā)和碰撞的過程。在實驗開始環(huán)節(jié)，教師可利用多媒體聲、色、圖、文等媒體信息渲染氣氛，創(chuàng)設(shè)引人入勝的問題情境，啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)密地探究實驗過程。例如，探究植物向性運(yùn)動的實驗，首先用多媒體播放植物的向光性、向地性、向水性等方面的圖片，啟發(fā)學(xué)生的思維。然后，學(xué)生以小組合作形式討論實驗方案，在得出可執(zhí)行的實驗方案后，進(jìn)行實驗探究，最后利用多媒體投影各小組匯報的討論結(jié)果，共同評價。

3.2 分析實驗理論

有許多實驗必需進(jìn)行理論分析，但自然學(xué)科中的很多規(guī)律是抽象的，學(xué)生在觀察時，無法看到這些規(guī)律的變化和事物的演變，不利于學(xué)生對實驗理論的理解。如:“植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗中，學(xué)生對植物細(xì)胞滲透作用原理很難理解，若將其設(shè)計成放大的微觀動畫，通過水分子和大分子顆粒進(jìn)出半透膜的動畫演示，讓學(xué)生對單位時間內(nèi)分子進(jìn)出半透膜的數(shù)目多少有個直觀印象，從而理解原理，會取得較好的教學(xué)效果。

3.3 學(xué)習(xí)實驗內(nèi)容

利用多媒體將固有的實驗程序呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生按照實驗程序，重復(fù)已有結(jié)論的實驗過程，可幫助學(xué)生理解原理、掌握知識。如，觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實驗:傳統(tǒng)實驗中在顯微鏡下很難看到整個分裂過程中所有的細(xì)胞，且是靜態(tài)的，實驗結(jié)果常常模棱兩可。在這時利用多媒體課件演示，先讓學(xué)生看看實驗步驟和現(xiàn)象、結(jié)果及一次連續(xù)的有絲分裂動態(tài)變化過程，增強(qiáng)他們的感性認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗，容易達(dá)到預(yù)期效果。

3.4 規(guī)范實驗操作

在實驗中，實驗操作的規(guī)范程度，對實驗的成功有決定性作用。對于程序性強(qiáng)的實驗往往特別注重步驟的先后順序和關(guān)鍵細(xì)節(jié)，否則就會前功盡棄。利用多媒體具有動態(tài)性、靈活性、可見度高的優(yōu)勢，可以使學(xué)生對整個實驗程序的規(guī)范和重要細(xì)節(jié)都了如指掌，從而保證實驗的正常進(jìn)行和正確性，提高成功系數(shù)。例如，“認(rèn)識和使用顯微鏡”的實驗，學(xué)生一下子很難掌握各個部件名稱和使用方法。教學(xué)中，先通過多媒體播放顯微鏡的結(jié)構(gòu)和使用方法，學(xué)生對照實物逐個認(rèn)識它的部件結(jié)構(gòu)并隨多媒體錄像初步操作。鞏固后再讓學(xué)生按要求觀察幾種玻片標(biāo)本，學(xué)生興趣濃、操作規(guī)范，效果也很好。

3.5 再現(xiàn)經(jīng)典實驗

生物學(xué)發(fā)展的過程是科學(xué)家不斷探索的過程，生物科學(xué)史上有許多偉大的發(fā)現(xiàn)和經(jīng)典實驗。在教學(xué)過程中，重現(xiàn)這些經(jīng)典實驗?zāi)苁箤W(xué)生身臨其境地體驗科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)歷程，促使學(xué)生用辨證的目光、理性的思維學(xué)習(xí)生物學(xué)。如，學(xué)習(xí)光合作用時，教師通過動畫再現(xiàn)普利斯特利、英格豪斯、梅耶、薩克斯、魯賓和卡門的實驗，可以讓學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)實驗設(shè)計的巧妙和嚴(yán)密，思考生物學(xué)發(fā)展與物理學(xué)、化學(xué)的聯(lián)系，討論生物學(xué)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的聯(lián)系，用歷史、發(fā)展的眼光看待生物學(xué)的過去、現(xiàn)在和未來。

3.6 演示實驗

教師課堂演示某些實驗由于時間和條件的限制往往存在一定的難度，實驗失敗或者無法使全班同學(xué)清楚地觀察實驗現(xiàn)象，影響教學(xué)效果。因此在有限的資源下充分利用多媒體演示實驗可有效地解決這些困難。例如，檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的實驗過程較為復(fù)雜，教師先采用演示實驗強(qiáng)調(diào)實驗操作要領(lǐng)和注意事項。又如，在學(xué)習(xí)“基因工程及其應(yīng)用”這一節(jié)時，出于實驗室條件的限制，教師可用計算機(jī)多媒體技術(shù)演示基因工程操作實驗，使學(xué)生易于理解抽象的實驗步驟。

3.7 模擬實驗

對于課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的生物現(xiàn)象和生命過程，可應(yīng)用多媒體進(jìn)行逼真的模擬，從而突破時間及空間的束縛，將生物現(xiàn)象和過程生動形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認(rèn)識加強(qiáng)，理解透徹。如:噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，是要通過電子顯微鏡才能夠觀察到的，一般中學(xué)根本就沒有這種條件，但我們可以使用多媒體系統(tǒng)進(jìn)行模擬。軟件技術(shù)可以模擬許多現(xiàn)有實驗儀器無法做的實驗或代替現(xiàn)有的一些實驗儀器進(jìn)行模擬實驗，這樣可以將復(fù)雜的問題簡單化，將漫長或瞬間的生命過程變成可控的、有序的演示過程。

3.8 評價實驗教學(xué)

生物學(xué)實驗教學(xué)評價具有診斷、導(dǎo)向、調(diào)節(jié)、激勵等功能。以往的實驗評價以實驗報告、實驗考試等終結(jié)性評價為主，如今可以將學(xué)生的實驗成長檔案袋、日常評價信息、研究性課題等進(jìn)行電子化管理，建立實驗教學(xué)電子評價系統(tǒng)進(jìn)行實時評價。比如在實驗過程中教師采用多媒體技術(shù)及時評價每個學(xué)生的表現(xiàn)，賞識每一個學(xué)生的進(jìn)步。同時利用視頻分析軟件對實驗課堂進(jìn)行定性分析，師生能把握實驗教學(xué)的整體情況，從而進(jìn)行自我反思。

4 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

當(dāng)今是網(wǎng)絡(luò)化時代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了最豐富的信息資源，使學(xué)生可以不受時間、空間的限制，對有關(guān)實驗問題進(jìn)行探討、推理，同時培養(yǎng)學(xué)生獲取信息，分析、歸納、整理信息，運(yùn)用信息解決問題的能力。基于In-ternet的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，使學(xué)習(xí)者既可以進(jìn)行個別化教學(xué)，又可以進(jìn)行協(xié)作型學(xué)習(xí)，也可以將二者結(jié)合起來，另外還可以大規(guī)模地開展研究性學(xué)習(xí)。所以，這種方式應(yīng)該是中學(xué)生物實驗教學(xué)的新方向。例如，調(diào)查社會老齡化的相關(guān)問題、青少年中常見的免疫異常、當(dāng)?shù)刈匀蝗郝渲腥舾煞N生物的生態(tài)位等研究性課題時，學(xué)生就可以利用網(wǎng)絡(luò)教室或家庭電腦自行搜集資料、設(shè)計實驗方案和科學(xué)地選擇實驗方法，并將各自的方案和實驗方法發(fā)表在電子平臺或論壇上。每個同學(xué)可以就方案自由發(fā)表意見，一場好的交流勝過一個完美的方案。

最后，值得一提的是利用現(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)化中學(xué)生物實驗教學(xué)還需注意把握現(xiàn)代信息技術(shù)與生物學(xué)實驗的關(guān)系。現(xiàn)代信息技術(shù)充其量只是一種輔助教學(xué)的工具，它應(yīng)當(dāng)為實驗教學(xué)的目標(biāo)和內(nèi)容服務(wù)。只有適時適當(dāng)?shù)貞?yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)才會促進(jìn)實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，從而優(yōu)化實驗教學(xué)，起到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

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