基于NOBOOk虛擬實驗在中學(xué)理化生實驗教學(xué)活動中的實施策略

楊曉萍

摘要：當(dāng)前，以多媒體為代表的先進信息技術(shù)因其自身特有的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)活動中，受到了廣大師生的青睞和認(rèn)可。NOBOOK 虛擬實驗平臺是專門為中學(xué)、中學(xué)教師打造的教學(xué)軟件，可有效提升理化生實驗課的高效性、簡便性。本文通過前期準(zhǔn)備策略、教學(xué)活動設(shè)計策略和虛擬實驗應(yīng)用策略三個方面論述了基于NOBOOK虛擬理化生實驗的中學(xué)理化生實驗教學(xué)活動，對于提高理化生教學(xué)質(zhì)量具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：NOBOOK;虛擬實驗;理化生實驗;教學(xué)活動

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬實驗被運用到教學(xué)環(huán)境中，成為新型的教學(xué)手段。對于中學(xué)理化生的學(xué)習(xí)來說，實驗是理化生科學(xué)的基礎(chǔ)，也是檢驗理化生理論的基本途徑。NOBOOK平臺借助虛擬現(xiàn)實、多媒體及仿真等技術(shù)，營造一個虛擬的實驗環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以在虛擬實驗室里進行真實實驗的操作，并產(chǎn)生真實的實驗現(xiàn)象，可有效提升理化生實驗課的高效性、簡便性。筆者通過自身的教學(xué)實踐及參與課題研究，提升了自我知識和能力，在不斷反思改進教學(xué)的過程中，獲得了一些寶貴的經(jīng)驗，總結(jié)出了基于NOBOOK虛擬實驗在中學(xué)理化生實驗教學(xué)活動實施的一些策略，現(xiàn)將從以下幾個方面來進行介紹：

1 前期準(zhǔn)備策略

1.1 加強教師培訓(xùn)，提高教師的專業(yè)素養(yǎng)。

開展此類教學(xué)活動，不僅對教師計算機使用能力有了一定的要求，同時對教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求。這就需要教師提高自身計算機使用能力，熟悉虛擬實驗的操作和應(yīng)用，明確虛擬實驗的缺陷和優(yōu)勢，在實際應(yīng)用中最大程度的

1.2 發(fā)揮虛擬實驗的優(yōu)勢。

各個學(xué)校和教育主管部門應(yīng)該加強對教師專業(yè)素養(yǎng)的培訓(xùn)，使教師重視實驗課程的開展和學(xué)生科學(xué)探究能力的養(yǎng)成，提高教師的專業(yè)素養(yǎng)水平，增強教師教學(xué)設(shè)計的能力，才能結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和虛擬軟件，制定好合適的教學(xué)方案，更好的將其作用發(fā)揮到最大化。

1.3 選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)環(huán)境，以滿足教學(xué)需求。

適宜的教學(xué)環(huán)境對于教學(xué)活動的實施有著十分重要的作用，要隨著教學(xué)內(nèi)容的不同而選取合適的教學(xué)環(huán)境。基于NOBOOK虛擬實驗的教學(xué)活動因為倡導(dǎo)學(xué)生使用計算機進行虛擬的實驗操作和資料的查找，因此1：1的數(shù)字理化生習(xí)環(huán)境是最適宜開展這類教學(xué)活動的場所。教師要提前準(zhǔn)備好教室，并且確認(rèn)教室無線網(wǎng)絡(luò)的情況，以防出現(xiàn)因教學(xué)環(huán)境變動而導(dǎo)致教學(xué)無法進行。

2 教學(xué)活動設(shè)計策略

2.1 教學(xué)內(nèi)容選擇策略

真實的實驗過程是不能被替代的，因此并不是所有的實驗都適合用虛擬實驗。虛擬實驗只適用于一些操作危險性較大，現(xiàn)象不明顯或者成本過高的實驗，或者探究系數(shù)程度比較高，特別是對學(xué)習(xí)者設(shè)計和探究能力要求比較高的實驗，需要學(xué)習(xí)者將以前的實驗知識應(yīng)用到實驗中。此類實驗操作過程分支繁多并且復(fù)雜，有利于學(xué)習(xí)者對以前知識的加強應(yīng)用。因此，選擇的教學(xué)內(nèi)容要與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平相適應(yīng)，符合最近發(fā)展區(qū)理論，虛擬實驗教學(xué)不能為了用而用，一定要選擇合適教學(xué)內(nèi)容。

2.2 教學(xué)方案制定策略

在確定好合適的教學(xué)內(nèi)容后，就要依據(jù)得出的教學(xué)流程框架進行詳細(xì)的教學(xué)方案設(shè)計。設(shè)計方案時教師要注意虛擬實驗的特點，認(rèn)真剖析實驗內(nèi)容，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知水平，按照教學(xué)流程分環(huán)節(jié)設(shè)計具體教學(xué)計劃。參照每一環(huán)節(jié)需要注意的要點，最大限度的考慮課堂教學(xué)中會出現(xiàn)的問題并做好防范準(zhǔn)備，力爭取得良好的教學(xué)效果。

2.3 教學(xué)支架提供策略

教學(xué)支架是在教學(xué)中教師提供給學(xué)習(xí)者的即時支持，可以幫助學(xué)習(xí)者有意義的參與問題解決。在教學(xué)實踐中，為了幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，筆者提供了許多的教學(xué)支架，例如實驗現(xiàn)象觀察表、實驗方案設(shè)計表等，產(chǎn)生了一定的效果。需要注意的是教學(xué)支架要在適當(dāng)時間提供給學(xué)生，要把握教學(xué)時機的準(zhǔn)確性，適時的對學(xué)生進行引導(dǎo)，合適的教學(xué)支架可以對學(xué)生解決問題產(chǎn)生極大地幫助。

2.4 指導(dǎo)督促給予策略

在學(xué)生進行虛擬實驗操作和討論交流的過程中，雖然是學(xué)生進行自主探究，但是不能將課堂完全交給學(xué)生。教師要給予一定的指導(dǎo)和監(jiān)督，要幫助學(xué)生及時解決他們遇到的難題，并且要督促學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)，防止學(xué)生出現(xiàn)分心和懈怠的情況，要通過教師的引導(dǎo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

3 虛擬實驗應(yīng)用策略

3.1 虛擬實驗硬件選擇策略

本研究中選用的NOBOOK虛擬實驗系統(tǒng)可以在電腦終端使用，也可以在移動終端上使用。但在實際的教學(xué)過程中選擇不同的硬件設(shè)備進行支持，教學(xué)效果也會有所不同。電腦設(shè)備較移動終端在視覺效果和屏幕大小、支持功能等方面更為強大，逼真感更強，在資源的獲取與整合方面更具有優(yōu)勢。其次，電腦設(shè)備可以利用云端課堂管理系統(tǒng)對教室電腦系統(tǒng)進行輔助管理，方便教師管理學(xué)生。移動終端在交互方面比電腦設(shè)備更具優(yōu)勢，移動終端是利用觸控的方式進行操作。綜上所述，教師在進行虛擬實驗教學(xué)活動時，根據(jù)實際教學(xué)條件和需求選擇合適的教學(xué)硬件。

3.2 虛擬實驗軟件選擇策略

市場上虛擬實驗軟件的種類繁多，不同的虛擬實驗軟件具有不同的特點。本研究的教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力與創(chuàng)新意識，需要學(xué)生操作虛擬實驗系統(tǒng)進行自主探究。此外，學(xué)校有連接網(wǎng)絡(luò)的計算機教室，學(xué)生網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力較強，因此選用自由度較高，可以任意組裝實驗器材的NOBOOK虛擬實驗軟件。所以，NOBOOK虛擬實驗軟件是老師選擇的最合適的軟件。

3.3 虛擬實驗系統(tǒng)操作策略

在學(xué)生自己操作虛擬實驗之前，教師應(yīng)該對虛擬實驗的操作進行演示，使學(xué)生了解該如何在虛擬實驗桌面中操控和擺放儀器，如何取用藥品，如何開展實驗。教師還應(yīng)該向?qū)W生講解操作虛擬實驗系統(tǒng)時的注意事項：組裝實驗儀器時會有聲音提醒位置是否擺放正確;在使用完藥品或有不需要的實驗儀器時，可以點擊該儀器或藥品進行刪除;可以重置實驗桌面，開啟新的實驗。

綜上所述，基于NOBOOK 虛擬教學(xué)的相關(guān)理論，進行虛擬實驗教學(xué)探究，在教學(xué)過程中注重學(xué)生的主體地位，能夠進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對于提升理化生教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻

[1]錢勝，馮啟能.高中新課程化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查報告[J].化學(xué)教學(xué)，2015（1）：20-23.

[2]姬廣友.高中化學(xué)NOBOOK虛擬實驗教學(xué)的探究[J].教學(xué)管理與教育研究，2019（1）