基于移動學習環境的初中生物實驗課教學

馬巍

摘 ?要 在移動學習環境下，初中生物實驗課可以借助更多的工具來開展，從而化解一些實驗課開展中的痛點和矛盾。結合案例闡述線上教學模式下初中生物實驗中的一些應用方式，以進一步豐富生物實驗教學的內容和形式。

關鍵詞 移動學習;初中生物;實驗教學;移動交互平臺;微課;虛擬仿真實驗

中圖分類號：G633.91 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）05-0117-03

0 前言

生物是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學也是生物學教學的基本形式之一，實驗教學的開展對于學生探究能力、實踐能力、思維能力的培養有著至關重要的作用。但限于現實條件的制約，部分實驗開展較少或者開展不透徹。整體來看，初中生物實驗課教學主要有以下問題：

1）實驗過程長而課時緊張;

2）學生不熟悉實驗器材或流程;

3）沒有科學的記錄統計量表進行觀察記錄;

4）活體實驗材料難以獲取及易受其他因素影響。

隨著技術的進步，移動交互平臺（平板電腦）越來越多地被應用到初中課堂教學中，創造的學習環境在過程性記錄、數據共享、數據分析、虛擬現實等多方面具有優勢，這些特點也為一些生物實驗課教學提供了更多的工具和方法。筆者結合教學實踐，總結一些基于移動學習環境的初中生物實驗課教學經驗。

1 “課前微課—課中評價”模式

初中生物實驗中有部分操作性較強的實驗，在開展這類實驗時，學生往往會花費較多的時間熟悉器材或實驗流程，這類實驗的課堂評價往往也以紙筆測試為主。而在移動學習環境中，學生的預習微課可以作為一個重要的學習資源，同時借助移動交互平臺將學生實驗的成果以圖片或視頻的方式呈現出來，從而可以更好地量化評價學生實驗效果，如圖1所示。

例如，在七年級生物“練習使用顯微鏡”一節中，筆者嘗試采用以下模式開展實驗教學。

1）教師在課前給學生平板電腦推送預習微課《顯微鏡的操作規范》，結合學生在小學科學課程中顯微鏡的操作基礎，讓他們預先熟悉實驗器材和操作要領。

2）教師在正式上課時只進行簡要講解，讓學生對照微課自主摸索操作程序，以看到清晰物像為標準，并完成實驗報告中填圖顯微鏡結構的內容。

3）學生采用兩兩分組，組員A操作顯微鏡，組員B用平板錄操作流程，拍攝操作微課作業提交，學生根據提交的微課進行組間互評。在此過程中，學生對于“比較—糾錯”的過程都比較上心，容易發現自己或他人的一些錯誤操作，較教師糾錯而言更能激發學生的學習興趣。最后，師生交流使用顯微鏡過程中的易錯點和心得，初步學會正確使用顯微鏡。

4）運用課中互動軟件，在實驗課末尾發放5～10個典型例題進行知識檢測和評估，學生即時在課中用平板電腦作答、提交，教師結合統計數據進行反饋、錯題分析和教學補救。

此種模式的主要優勢在于學生通過對微課的學習對實驗器材和原理有了深入的認識，提高了預習效率;同時讓課堂時間的重新分配成為可能，節省教師課堂講授時間，將課堂主要時間留給學生，以小組為單位開展實驗操作，而教師只需巡堂指導，觀察學生的操作過程，及時糾正學生的錯誤和洞察學生在實驗設計上的思維局限性[1]。

此種模式適用于人教版初中生物教材中一些操作性較強的實驗，如表1所示。

2 開展虛擬仿真實驗

初中生物課程中有許多關于生物體結構的探究活動，這些探究活動的開展用解剖動物實體的方式無疑是最直接和真實的方式，不僅能幫助學生深入理解知識，而且是培養學生科學思維和科學態度的重要契機[2]。然而，解剖動物實體與愛護生命、保護自然的價值觀念相抵觸。基于移動學習環境，學生可以用軟件模擬的方式來開展虛擬仿真實驗，既能達到探究活動目的，又能避免活體解剖實驗帶來的困擾。

例如，在學習動物的運動系統時，如何讓學生直觀地感受肌肉與骨骼的連接關系是一個難點，教材一般安排哺乳動物的長骨觀察或者人體骨骼圖觀察活動。在基于移動學習環境的課堂中，筆者嘗試讓學生課前安裝“解剖學-3D”APP，以“尋找肱二頭肌”小游戲的方式來完成該體驗活動，如圖2所示。學生在3D視角下對于骨連接、肌肉與骨的連接方式等都有了更深刻的認識，同時極大提高了探索人體奧秘的興趣。

初中生物課程中有一些探究實驗開展效果會因為活體生物材料不易控制而影響實驗結果。如人教版八年級上冊“螞蟻的通訊”實驗、“小白鼠走迷宮”實驗，實驗時螞蟻或小白鼠容易受到驚擾，經常表現出隱蔽不動或驚慌逃竄，難以達到實驗預期，甚至出現相反的數據，違背開設這些實驗的初衷。如圖3所示，虛擬仿真實驗能夠為教師和學生創造一個完全理想化的實驗環境，因此獲得的實驗結果是符合自然現象和規律的。虛擬仿真實驗突出實驗器材的選取和探究方案的設計，引導學生正確地選擇實驗器材和合適的實驗步驟來完成實驗，教師輔以真實實驗視頻進行結果分析，最終達到實驗目的。

初中生物課程中還有一些內容雖然沒有安排實驗，但非常適合虛擬仿真實驗應用。如人教版七年級下冊“分析人類活動對生態環境的影響”，需要具體分析人類活動影響生態環境的事例，教材是以圖文資料的形式引發學生的思考和討論。若借助移動交互平臺，可以用AI模擬活動來開展此類活動，使學生更加能體驗到影響的過程性和真實感。筆者在此課中嘗試使用世界自然基金會的APP應用“WWW-

FreeRiver”來開展此活動，如圖4所示。該應用通過互動游戲讓學生體驗建造水壩及拆毀水壩對河流生態的影響，如建造水壩后，學生能觀察到河流下游流量的變化、地形的變化、對農民生產生活的影響、對洄游魚類的影響等;還能比較水力發電和風力發電兩種能源開發方式的利弊。這樣就既可以讓學生更真實地感受人類活動對生態環境的影響，也可以引導學生多角度發現和思考問題，促進學生深度學習。

3 課外實驗的開展與記錄

初中生物課程中還有一些實驗倡導在課外開展。《義務教育生物學課程標準（2011年版）》指出應注意探究性學習活動的課內外結合，教師應有計劃地安排好課外需要一定時間才能完成的活動，包括必要的調查、訪問、參觀、資料收集整理以及觀察記錄等。而在這些課外實驗的實際開展中也存在一些現實困難。如“調查身邊的生物”活動，若無教師隨隊指導，學生難以準確地掌握所見植物的名稱。借助移動交互平臺，學生使用“形色識花”等APP或搜索引擎能夠比較好地解決這一問題。

又如“探究水分對種子萌發的影響”“制作酸奶”等課外實驗，耗時較長，傳統記錄往往采用表格的形式，而借助移動交互平臺，學生能收集到更多圖片、視頻等過程性材料，實驗報告可以以PPT或微課等形式來呈現，從而達到更好的展示效果。

4 結語

綜上所述，基于移動學習環境，能為生物實驗課的開展提供一些新的思路，化解一些實驗開展中的現實困難，對創設高效的實驗課堂起到積極的作用，值得繼續研究其應用。

參考文獻

[1]林婉純.探究微課在初中生物實驗教學中的應用[J]中學生物教學，2017（12）：29-31.

[2]姚海霞.驗證性虛擬實驗在初中生物實驗教學中的作用[J]中學生物學，201（8）：9-10.