信息技術優化下的初中生物實驗教學

■甘肅省山丹縣清泉學校 楊 鵬

生物學是一門自然科學，它的本質就是實驗。初中的生物教學課程與其他年級的生物教學課程一樣，學生所得到的知識全都是前人做的有關生物學實驗所取得的成果，這些實驗有的成功，也有的失敗。但是部分初中生物的教學課程只重視理論知識，忽視了實驗部分，這十分不利于培養學生的科學探索能力。本文主要從以下四個方面進行闡述：

一、強化實驗教學中的感受與溝通

在實際操作生物實驗的過程中，最基礎的實驗內容就是操作生物顯微鏡，這是因為大多數的實驗都要利用生物顯微鏡才可以操作。但是在課堂教學的實踐過程中，教師經常能發現一些學生總是不能規范地使用顯微鏡，這就會使他們觀察的物體清晰度不夠。如果教師在學生進行實驗的進程中，合理地使用信息技術，就能督促學生更高效地感受、更科學地操作。例如，學習“水里的藻類植物”這一節課，學生的實驗內容是對淡水藻類的水綿進行觀察。大多數學生都可以依照下面的方法操作顯微鏡進行觀察：首先將一滴清水滴在取來的載玻片中心處；其次在水滴中放下用鑷子夾取的些許水綿，并將其分開、平展；最后放上蓋玻片，制得臨時的裝片，用顯微鏡進行觀察。盡管這個實驗本身很簡單，但是在實驗的操作過程中，總有學生在顯微鏡的使用方面存在很多不夠規范的點。針對這種情況，教師就可以在巡視時使用智能手機或者平板電腦記錄下比較典型的錯處，上傳到教師與同學的互動平臺上，讓全班同學吸取經驗，規避此類錯誤再次發生。同理，學生考慮到實驗的操作過程會有教師甚至所有人觀看，就會更加細致、規范地操作。當然，現在許多學校生物學的實驗室都配置了數碼顯微鏡，教師可以幫助學生把其看到的水綿細胞的視野拍照、錄制下來，生成有關圖文或視頻。教師可以通過上傳的時間早晚、完成的水平來評出前三名優秀學生或小組；還可以觀察每位學生上交的數據與答案，研究對比各位學生之間課堂教學的學習情況，也能下載數據后展開分析。

參照此類實驗過程，學生還可以觸類旁通。比如，學習“真菌”一課，學生的實驗內容就是課后培養霉菌。有的學生使用家中簡易的顯微鏡來觀測霉菌的外表，并且使用智能手機對實驗觀察到的結果做出記錄。教師可以把學生交上來的實驗結果集中保存，并且在課堂上向大家一同展示。通常來說，學生使用早已掌握的知識和學習手段去獲取新的知識，不論他們設計出來的實驗在細微方面是否存在漏洞，都是一種突破性的成功。

二、加強學生對實驗學習的興趣

在信息時代，越來越多樣化的學習方式給學生的聽、說、讀、寫、看提供了多種幫助。青少年的學習時間與成年人并不相同，他們的學習時間更加集中，主要是在線下課堂進行學習，線上的學習形式十分少，這樣很不利于培養學生的興趣。針對這種情況，教師就可以利用碎片化學習的時代特點，從多個角度嘗試，正確應用信息技術，加強學生對實驗學習的興趣。比如，教師可以向學生介紹一部分與試驗有關、優秀、專業的微信公眾號，如：中國生物技術網、生物探索、眾籌生物學夢想實驗室、科普中國等。通過這些公眾號，讓學生合理利用碎片化的時間閱讀有益的文章，練習繪制思維導圖，剖析文章構思，學習科學知識，最終增強自身的生物學素養。

三、增強學生對實驗的真實體驗

生物這個學科同樣是一門對生物體的生命活動與各種現象進行研究的科學。考慮到生物學所研究的對象是各種生命特征，教師應該最大限度地利用信息技術，增強學生對實驗的真實體驗。比如，學生都學過氧氣、二氧化碳在人呼吸時的排入、排出原理。即人吸入外界含氧空氣，氧氣進入肺中，因為生物體的細胞進行呼吸作用時要耗用氧氣，生成二氧化碳，所以，呼氣時，會呼出少氧和高二氧化碳含量的空氣。這個實驗所需使用的工具如下：二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、數據收集器、電腦、小口袋、膠帶。

實驗方法：首先，把小口袋的底端切出兩個小洞，再把氧氣和二氧化碳傳感器的探頭與小洞連接起來，用膠帶把二者的連接處固定，切記要嚴密，不能讓氣體漏出，影響實驗的準確性。其次，將數據收集器與二氧化碳傳感器、氧氣傳感器相接，接著進入所對應的軟件系統，進入“研究呼出氣體的成分”這一版塊，再將收集的參數調整為每秒一點，收集的時長調為60秒。最后，對著小口袋呼氣，接著把口袋捏緊，把正常呼出的氣體留在袋里，觀測氧氣、二氧化碳傳感器窗口的具體波形變動。

四、鍛煉學生的邏輯思維能力

科學研究不簡單，要求實驗的規范性，更要求具備科學的邏輯思維能力。有的教學內容不能在課堂上進行實驗，教師就可以合理利用信息技術，使用新型的線上邏輯思維工具來鍛煉學生的相關能力。比如，學習“生命的起源設想與研究”，教材上的典型論據并不夠充分，不能滿足現在的新要求，教師與學生無法在教學實驗中找到直接的論據。就拿上面提到的“生命起源”這一課來說，首先教師可以在用具上提出一個論證題目——生命之起源；其次引導學生獨立收集論據、上傳論據；再次對每位學生取得的論據打分，指導學生確定其研究課題的論證觀點，讓學生闡述其論據與論證觀點相連接的思路與具體過程，再對學生這部分的完成程度打分；最后點評學生的完整版課題研究報告，并將點評傳至用具上，讓學生借鑒、改進。這種應用信息技術的實驗教學方式對鍛煉學生的邏輯思維能力是有極大幫助的。

五、結語

將科學實驗看作是一種論證，引導學生對收集的證據與研究的成果展開論證與闡述，這不僅能讓學生具體領會到論據在研究中的關鍵性，更可以讓學生直觀地看到論據與理論的不同，增強他們認識科學本質的能力。因為生物是微觀的，并且在不斷運動，所以在未來針對這些性質所產生的信息技術，例如AI技術、虛擬、遠距離實驗室、浸入式技術、立體打印技術等，將會讓學生更大程度地體會生命的變化進程，得到更真實的研究感受。信息技術在不斷優化，它給當代初中生物的實驗教學帶來的變革與創新，也是讓人極為期待的。