現(xiàn)代信息技術(shù)在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

■肖躍

現(xiàn)代信息技術(shù)在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

■肖躍

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是該學(xué)科的重要組成部分，適當(dāng)進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作基本技能、結(jié)果分析能力及綜合實(shí)踐能力。高中生物學(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(shí)驗(yàn)的數(shù)量和類型,還安排了若干個(gè)研究性課題，高考試題還加大了對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考查。因此，加強(qiáng)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，顯得越來越重要和迫切。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其豐富的表現(xiàn)力和很好的交互性，已經(jīng)在教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，豐富生物教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課，能取得較好的教學(xué)效果。

一、利用顯微投影和錄像播放顯示實(shí)驗(yàn)

相對于傳統(tǒng)的實(shí)物標(biāo)本展示，利用多媒體系統(tǒng)強(qiáng)大的投影放大展示功能，可以提高實(shí)驗(yàn)演示的可見程度，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高教學(xué)效率。

利用多媒體視頻展臺(tái)將實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)物、模型、標(biāo)本等直接投影放大，能讓全體學(xué)生直觀地了解它們的構(gòu)造細(xì)節(jié)、儀器規(guī)格、使用方法。例如，在觀察洋蔥表皮細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，通過生物顯微演示，把在顯微鏡下放大的物像投到屏幕上，使物像進(jìn)一步放大。教師可以通過屏幕指示圖中的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生直觀地看到多個(gè)形狀不盡相同的洋蔥表皮細(xì)胞，并選擇一個(gè)看得比較清楚的細(xì)胞，讓學(xué)生清晰地觀察洋蔥表皮細(xì)胞的每一部分結(jié)構(gòu)。生物顯微演示調(diào)節(jié)方便、快速，運(yùn)用自如，學(xué)生可以自己動(dòng)手把已經(jīng)調(diào)好的顯微鏡放到演示臺(tái)上，即可在屏幕上顯示。這樣，就大大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生動(dòng)手操作的積極性，增強(qiáng)了演示和實(shí)驗(yàn)的效果。學(xué)生在反復(fù)對比觀察的過程中，牢固地掌握了洋蔥表皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，使以前比較棘手的生物顯微鏡教學(xué)，變成了容易掌握的多媒體直觀教學(xué)。

由于中學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的限制，對于操作細(xì)微難以清晰向?qū)W生展示的實(shí)驗(yàn)，可用視頻示范基本操作要領(lǐng)，分析實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)步驟，盡量提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作效率，有時(shí)即使學(xué)生沒有實(shí)際操作，也可以通過演示達(dá)到身臨其境的效果。如進(jìn)行“觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)”時(shí)，就可利用視頻講解顯微鏡的使用，掌握臨時(shí)裝片的要領(lǐng)。但要引起注意的是，不能只利用實(shí)驗(yàn)視頻來代替實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橐曨l中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與真正的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一般會(huì)有所差別。

教學(xué)中，我們也可以充分利用實(shí)驗(yàn)錄像，這樣可以大大提高實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課的效率。一般可采用以下兩種方法。

方法一：操作——看錄像——操作。對于操作簡單、學(xué)生較熟悉、掌握較好的實(shí)驗(yàn)，可讓學(xué)生先做實(shí)驗(yàn)以便進(jìn)行自我診斷，然后看錄像，看后由學(xué)生一一指出自己在實(shí)驗(yàn)中所犯的錯(cuò)誤，教師再著重強(qiáng)調(diào)一下重點(diǎn)、難點(diǎn)，然后讓學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室重新操作。

方法二：看錄像——操作。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的比較復(fù)習(xí)時(shí)，有些實(shí)驗(yàn)涉及以往實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容和方法是教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)，教師如果再重新演示已沒有必要，而且浪費(fèi)時(shí)間，也不利于實(shí)驗(yàn)的比較復(fù)習(xí)。但是如果讓學(xué)生直接去實(shí)驗(yàn)室練習(xí)操作，又會(huì)出現(xiàn)大量的錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，教師也無法做到手把手地更正錯(cuò)誤，所以，采取利用實(shí)驗(yàn)錄像，通過慢放、暫停、回看的方法，引導(dǎo)學(xué)生回憶以前曾做過的實(shí)驗(yàn)操作過程，并系統(tǒng)地概括出需要比較的實(shí)驗(yàn)在儀器裝置、原理、操作方法中的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)，以及操作中易出現(xiàn)的問題，使學(xué)生的知識(shí)技能得以鞏固加深，最后再胸有成竹地做實(shí)驗(yàn)，這樣可以達(dá)到事半功倍的效果。

需要注意的是，有些演示實(shí)驗(yàn)的全過程需要較長的時(shí)間，且伴隨著一些無關(guān)緊要的現(xiàn)象，干擾學(xué)生正確觀察，影響實(shí)驗(yàn)的效果。因此，要想讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲得更多的信息，觀察到更明顯的現(xiàn)象就應(yīng)采用攝像、剪輯、放像技術(shù)對實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行加工，既能為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)全過程，又可突出重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同時(shí)也不失實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。

運(yùn)用多媒體錄像這一現(xiàn)代化教學(xué)手段，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，豐富和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。例如，通過用投影播放教研室拍攝的科教片《原生動(dòng)物》，形象生動(dòng)地演示奇妙的原蟲世界，讓學(xué)生驚嘆，也讓學(xué)生興趣盎然：原來我們生活中有這么多和我們息息相關(guān)的小生命，需要我們?nèi)フJ(rèn)識(shí)和探究。在影片中瘧原蟲如何在人體內(nèi)進(jìn)行裂體生殖，又如何在按蚊體內(nèi)進(jìn)行配子生殖和孢子生殖也有詳細(xì)的介紹。在觀看后，學(xué)生都能清楚了解瘧原蟲的生活史、世代交替現(xiàn)象，這比課堂講授更簡潔、明了、易懂。

二、利用多媒體課件顯示實(shí)驗(yàn)

在選擇確立實(shí)驗(yàn)以后，課件制作一般分為以下幾步：首先采集素材。收集與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的圖片、照片、文字資料，利用掃描儀輸入計(jì)算機(jī)；利用動(dòng)畫軟件(FLASH等)制作實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫或利用數(shù)字照相機(jī)將操作過程直接輸入計(jì)算機(jī)；利用話筒等輸入聲音或收集已有聲音素材。然后利用專門軟件對各種素材分別編輯處理，如圖片、照片資料可利用Photoshop潤色加工，隨后借助Authorware等對已收集的多媒體素材進(jìn)行編輯加工處理，打包形成多媒體實(shí)驗(yàn)課件，經(jīng)測試修改完善后即可在教學(xué)中推廣應(yīng)用。

生物學(xué)教學(xué)中除了正常的學(xué)生實(shí)驗(yàn)課之外，教師應(yīng)當(dāng)在課堂上演示的內(nèi)容也很多，但有的演示實(shí)驗(yàn)過程較慢，不方便在課堂演示，這時(shí)候就可以借助幻燈片來完成。例如，高中生物實(shí)驗(yàn)教材必修一“分子與細(xì)胞”中講到滲透作用的原理，如果用Flash做出動(dòng)態(tài)的變化效果，就可以使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)看到燒杯左側(cè)液面上升的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生思考產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，同時(shí)再給學(xué)生提出問題：①半透膜的性質(zhì)是什么?②燒杯左側(cè)溶液與右側(cè)溶液比較，哪個(gè)單位體積內(nèi)水分子數(shù)量多?③判斷水分子的運(yùn)動(dòng)方向，哪個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)更快一些呢?④總結(jié)液面上升的原因，得出滲透作用的概念。這種通過演示實(shí)驗(yàn)來激發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生一步步深入思考的方法，能收到良好的成效，同時(shí)還可解決某些演示實(shí)驗(yàn)過程緩慢、課堂內(nèi)難以完成等問題。

三、利用網(wǎng)上虛擬顯示實(shí)驗(yàn)

網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)，也稱網(wǎng)上仿真實(shí)驗(yàn)室或虛擬實(shí)驗(yàn)室。它通過互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建出一個(gè)可視化的三維環(huán)境，其中每個(gè)可視化的三維物體代表一種實(shí)驗(yàn)對象。通過鼠標(biāo)單擊以及拖曳操作，用戶可以進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)者可以在網(wǎng)上仿真實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成全部實(shí)驗(yàn)步驟，系統(tǒng)可以向?qū)嶒?yàn)者提供觀察實(shí)驗(yàn)過程的視頻窗口，以及導(dǎo)航、自測自評的助學(xué)功能。在網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室，無論教師在場與否，實(shí)驗(yàn)者都可以完成實(shí)驗(yàn)。例如，在講述人體的循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，利用三維動(dòng)畫，虛擬出人體結(jié)構(gòu)和循環(huán)系統(tǒng)，三維圖形立體、直觀、逼真，殷紅的血液在透明的人體內(nèi)不斷循環(huán)流動(dòng)，學(xué)生對血液循環(huán)的全過程一目了然，大大地增強(qiáng)了教學(xué)效果。

四、利用遠(yuǎn)程設(shè)備顯示實(shí)驗(yàn)

利用衛(wèi)星電視教育系統(tǒng)和多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行遠(yuǎn)程教育，它突破了有圍墻的學(xué)校教育模式，使學(xué)習(xí)者可以擺脫學(xué)校課堂的時(shí)間和地域的限制，應(yīng)用更加廣泛。例如，生物學(xué)有些實(shí)驗(yàn)因環(huán)境、地域條件的限制，在本地區(qū)難以完成。某些植物如哈密瓜的栽培，因受氣候條件影響，我國南方學(xué)生就不能完成；有些實(shí)驗(yàn)過程帶有危險(xiǎn)性，無法組織觀察，如老虎、狗熊的生態(tài)觀察等，教師可以借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和一些有條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的中學(xué)或研究所聯(lián)系，讓他們網(wǎng)上“現(xiàn)場直播”，使學(xué)生能直接觀察到實(shí)驗(yàn)過程，真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。由于是同步進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生猶如親臨其境，這樣的效果遠(yuǎn)比單純播放教學(xué)錄像要好得多。

當(dāng)然,信息技術(shù)在應(yīng)用過程中也產(chǎn)生了不利的影響,如過分依賴信息技術(shù)導(dǎo)致學(xué)生接受效果下降、限制學(xué)生思維的發(fā)展、不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。教師在教學(xué)中只有深入研究和恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)、合理運(yùn)用信息技術(shù)，使之與其他教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合，才能優(yōu)化課堂教學(xué)，體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)的真正價(jià)值。

（作者單位：武漢市黃陂區(qū)第二中學(xué)）

責(zé)任編輯 王愛民