開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)生物核心素養(yǎng)探微

秦杰

摘 要：在高中生物教學(xué)中，教師要改變教學(xué)策略，革新教學(xué)模式，重新規(guī)劃課堂時(shí)間。文章從三個(gè)方面研究開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)：基于目的，進(jìn)行結(jié)論猜想；選擇器具，自行設(shè)計(jì)過(guò)程；觀看微課，修正不足之處。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)；高中生物；課堂教學(xué)；核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2018）17-0064-01

在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間往往不足，動(dòng)手機(jī)會(huì)少，導(dǎo)致他們對(duì)生物知識(shí)不能有一個(gè)系統(tǒng)充分的認(rèn)識(shí)。因此，教師可以利用信息技術(shù)來(lái)變革教學(xué)方式，對(duì)教學(xué)活動(dòng)不斷創(chuàng)新，開(kāi)展虛擬的生物實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。

一、基于目的，進(jìn)行結(jié)論猜想

在做每個(gè)實(shí)驗(yàn)之前，都有一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊I(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行探索，同時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)也都有自己的結(jié)論。如果教師直接將實(shí)驗(yàn)結(jié)果公之于眾，勢(shì)必會(huì)降低學(xué)生探索知識(shí)的熱情，這樣的課堂效果也不會(huì)太好。那么，教師可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行猜想，然后讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想，這會(huì)讓教學(xué)效率事半功倍，并培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。例如，在教學(xué)人教版高中生物必修二第三章“基因的本質(zhì)”時(shí)，就可以開(kāi)展一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)，名為“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”，同時(shí)這也是實(shí)驗(yàn)的目的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是利用甲基綠和吡羅紅混合染色劑來(lái)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色，由于甲基綠和吡羅紅對(duì)細(xì)胞的親和力不同，即甲基綠和DNA融合變成綠色，而吡羅紅和RNA融合變成紅色，通過(guò)顏色的分類就可以判別DNA和RNA在細(xì)胞中的分布情況。在已知原理的情況下，教師讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論進(jìn)行大膽猜想。學(xué)生們的猜想結(jié)果是：DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。這樣，有效激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的熱情，使他們急于通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己猜想的正確性。實(shí)驗(yàn)的猜想對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃起著重要的導(dǎo)向作用，但在實(shí)際教學(xué)中，教師由于時(shí)間的限制往往將實(shí)驗(yàn)猜想直接拋給學(xué)生，最終導(dǎo)致學(xué)生“亂想”，讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果大打折扣。因此，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行有效猜想，培養(yǎng)其生物核心素養(yǎng)。

二、選擇器具，自行設(shè)計(jì)過(guò)程

在已經(jīng)做出結(jié)論猜想的基礎(chǔ)上，就需要學(xué)生來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，任何一個(gè)小的失誤都有可能使整個(gè)準(zhǔn)備過(guò)程功虧一簣。所以，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要仔細(xì)認(rèn)真地根據(jù)教師對(duì)知識(shí)的講解和自己對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的猜想選擇實(shí)驗(yàn)所需的器具，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和過(guò)程，最終通過(guò)Flash來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。在具體操作中，學(xué)生根據(jù)需求選擇所需要的器具，并制定實(shí)驗(yàn)步驟：1）取口腔上皮細(xì)胞進(jìn)行制片。2）水解。3）沖洗涂片：用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。4）染色。5）觀察：先在低倍顯微鏡下觀察，之后在高倍顯微鏡下觀察。其中，步驟1）中，可分為在載玻片上滴一滴NaCl溶液；漱口后，用消過(guò)毒的牙簽刮口腔內(nèi)壁之后在載玻片的溶液中涂抹幾下；把載玻片放在酒精燈下烘干，蓋上。步驟2）中，可分為將載玻片放入盛有20mL的HCl小燒杯中；大燒杯加入30℃的溫水；將小燒杯放入大燒杯保溫5min。步驟4）中，染色環(huán)節(jié)也可以分為3個(gè)步驟，用吸水紙把載玻片上的水吸去；在載玻片上滴兩滴混合溶液，時(shí)間為5min；把多余的溶液吸去，蓋上蓋玻片。在設(shè)計(jì)完步驟之后，學(xué)生們要在Flash上完成自己的實(shí)驗(yàn)。

自行選擇器具以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)了解得更加清楚，印象更加深刻，還可以讓學(xué)生全身心參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，享受實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，提高他們的動(dòng)手能力。所以，教師要讓學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)的主角，讓他們對(duì)知識(shí)進(jìn)行探索，這樣，他們形成的體會(huì)才能更加深刻，才有助于培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)。

三、觀看微課，修正不足之處

學(xué)生的能力畢竟有限，對(duì)實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)如果把握不到位，有可能會(huì)讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯，從而挫傷他們實(shí)驗(yàn)的熱情。而對(duì)于學(xué)生的失誤，不能放任自流，要讓他們觀看教師錄制的微視頻，根據(jù)教師的講解要點(diǎn)進(jìn)行討論，對(duì)實(shí)驗(yàn)的可行性進(jìn)行分析，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的不足或者不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤竭M(jìn)行修正，以求盡量達(dá)到完美。例如，在上面學(xué)生列出的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，就有不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤健２襟E1）中，學(xué)生直接滴了NaCl溶液，可以改成質(zhì)量為0.9%的NaCl溶液，這樣能保持口腔上皮的正常狀態(tài)。步驟2）中，可以引導(dǎo)學(xué)生將載玻片放入盛有20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的HCl的小燒杯中，這樣，可以改變細(xì)胞膜的通透性，還可以使染色體中的DNA和蛋白質(zhì)分離。此外，學(xué)生需要特別注意的是混合溶液要現(xiàn)配現(xiàn)用，在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，避免使用深色的材料，以免對(duì)顏色的形成造成干擾。找到需要修改的地方之后，可以讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要再進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

觀看微課能夠讓學(xué)生把自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程與教師的過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，從而讓其發(fā)現(xiàn)自己的不足與缺點(diǎn)，然后再加以改正。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生追求卓越、不斷向上的品質(zhì)，最終發(fā)展他們的生物核心素養(yǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)是高中生物必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，它可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，讓學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看到本質(zhì)。教師要對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。虛擬實(shí)驗(yàn)，能夠增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)精神，讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，打造高效的生物課堂，培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾凡偉.虛擬實(shí)驗(yàn)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用及評(píng)價(jià)[J].中學(xué)生物教學(xué)，2016（11）.

[2]李濤，黃彩霞，趙浩斌.高中生物教學(xué)中的虛擬實(shí)驗(yàn)[J].教學(xué)與管理，2017（03）.