現代信息技術在中學生物實驗教學中的應用

■肖躍

現代信息技術在中學生物實驗教學中的應用

■肖躍

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗是該學科的重要組成部分，適當進行生物實驗有利于培養學生的實驗操作基本技能、結果分析能力及綜合實踐能力。高中生物學新課標規定的培養目標、教學內容增加了實驗的數量和類型,還安排了若干個研究性課題，高考試題還加大了對實驗內容的考查。因此，加強和優化實驗教學，促進教師教學和學生學習方式的變革，顯得越來越重要和迫切。隨著現代信息技術的發展，多媒體技術和網絡技術以其豐富的表現力和很好的交互性，已經在教育領域得到廣泛應用。恰當地運用現代信息技術，豐富生物教學的實驗課，能取得較好的教學效果。

一、利用顯微投影和錄像播放顯示實驗

相對于傳統的實物標本展示，利用多媒體系統強大的投影放大展示功能，可以提高實驗演示的可見程度，強化實驗教學效果，提高教學效率。

利用多媒體視頻展臺將實驗儀器、實物、模型、標本等直接投影放大，能讓全體學生直觀地了解它們的構造細節、儀器規格、使用方法。例如，在觀察洋蔥表皮細胞的實驗中，通過生物顯微演示，把在顯微鏡下放大的物像投到屏幕上，使物像進一步放大。教師可以通過屏幕指示圖中的結構，讓學生直觀地看到多個形狀不盡相同的洋蔥表皮細胞，并選擇一個看得比較清楚的細胞，讓學生清晰地觀察洋蔥表皮細胞的每一部分結構。生物顯微演示調節方便、快速，運用自如，學生可以自己動手把已經調好的顯微鏡放到演示臺上，即可在屏幕上顯示。這樣，就大大地調動了學生動手操作的積極性，增強了演示和實驗的效果。學生在反復對比觀察的過程中，牢固地掌握了洋蔥表皮細胞的結構，使以前比較棘手的生物顯微鏡教學，變成了容易掌握的多媒體直觀教學。

由于中學實驗室設備的限制，對于操作細微難以清晰向學生展示的實驗，可用視頻示范基本操作要領，分析實驗原理和演示實驗步驟，盡量提高學生實驗操作效率，有時即使學生沒有實際操作，也可以通過演示達到身臨其境的效果。如進行“觀察植物細胞有絲分裂實驗”時，就可利用視頻講解顯微鏡的使用，掌握臨時裝片的要領。但要引起注意的是，不能只利用實驗視頻來代替實際操作實驗，因為視頻中實驗現象與真正的實驗現象一般會有所差別。

教學中，我們也可以充分利用實驗錄像，這樣可以大大提高實驗復習課的效率。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、學生較熟悉、掌握較好的實驗，可讓學生先做實驗以便進行自我診斷，然后看錄像，看后由學生一一指出自己在實驗中所犯的錯誤，教師再著重強調一下重點、難點，然后讓學生到實驗室重新操作。

方法二：看錄像——操作。在進行實驗的比較復習時，有些實驗涉及以往實驗，其內容和方法是教學的重點、難點、關鍵點，教師如果再重新演示已沒有必要，而且浪費時間，也不利于實驗的比較復習。但是如果讓學生直接去實驗室練習操作，又會出現大量的錯誤。實驗內容多，教師也無法做到手把手地更正錯誤，所以，采取利用實驗錄像，通過慢放、暫停、回看的方法，引導學生回憶以前曾做過的實驗操作過程，并系統地概括出需要比較的實驗在儀器裝置、原理、操作方法中的相似點和不同點，以及操作中易出現的問題，使學生的知識技能得以鞏固加深，最后再胸有成竹地做實驗，這樣可以達到事半功倍的效果。

需要注意的是，有些演示實驗的全過程需要較長的時間，且伴隨著一些無關緊要的現象，干擾學生正確觀察，影響實驗的效果。因此，要想讓學生在有限的時間內獲得更多的信息，觀察到更明顯的現象就應采用攝像、剪輯、放像技術對實驗全過程進行加工，既能為學生提供實驗全過程，又可突出重要的實驗現象，同時也不失實驗的真實性。

運用多媒體錄像這一現代化教學手段，可以彌補實驗教學的不足，豐富和充實教學內容。例如，通過用投影播放教研室拍攝的科教片《原生動物》，形象生動地演示奇妙的原蟲世界，讓學生驚嘆，也讓學生興趣盎然：原來我們生活中有這么多和我們息息相關的小生命，需要我們去認識和探究。在影片中瘧原蟲如何在人體內進行裂體生殖，又如何在按蚊體內進行配子生殖和孢子生殖也有詳細的介紹。在觀看后，學生都能清楚了解瘧原蟲的生活史、世代交替現象，這比課堂講授更簡潔、明了、易懂。

二、利用多媒體課件顯示實驗

在選擇確立實驗以后，課件制作一般分為以下幾步：首先采集素材。收集與實驗有關的圖片、照片、文字資料，利用掃描儀輸入計算機；利用動畫軟件(FLASH等)制作實驗動畫或利用數字照相機將操作過程直接輸入計算機；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行編輯加工處理，打包形成多媒體實驗課件，經測試修改完善后即可在教學中推廣應用。

生物學教學中除了正常的學生實驗課之外，教師應當在課堂上演示的內容也很多，但有的演示實驗過程較慢，不方便在課堂演示，這時候就可以借助幻燈片來完成。例如，高中生物實驗教材必修一“分子與細胞”中講到滲透作用的原理，如果用Flash做出動態的變化效果，就可以使學生在較短的時間內看到燒杯左側液面上升的現象，引發學生思考產生這種現象的原因，同時再給學生提出問題：①半透膜的性質是什么?②燒杯左側溶液與右側溶液比較，哪個單位體積內水分子數量多?③判斷水分子的運動方向，哪個方向的運動更快一些呢?④總結液面上升的原因，得出滲透作用的概念。這種通過演示實驗來激發、引導學生一步步深入思考的方法，能收到良好的成效，同時還可解決某些演示實驗過程緩慢、課堂內難以完成等問題。

三、利用網上虛擬顯示實驗

網上虛擬實驗，也稱網上仿真實驗室或虛擬實驗室。它通過互聯網創建出一個可視化的三維環境，其中每個可視化的三維物體代表一種實驗對象。通過鼠標單擊以及拖曳操作，用戶可以進行虛擬實驗。實驗者可以在網上仿真實驗室內完成全部實驗步驟，系統可以向實驗者提供觀察實驗過程的視頻窗口，以及導航、自測自評的助學功能。在網上虛擬實驗室，無論教師在場與否，實驗者都可以完成實驗。例如，在講述人體的循環系統時，利用三維動畫，虛擬出人體結構和循環系統，三維圖形立體、直觀、逼真，殷紅的血液在透明的人體內不斷循環流動，學生對血液循環的全過程一目了然，大大地增強了教學效果。

四、利用遠程設備顯示實驗

利用衛星電視教育系統和多媒體計算機網絡系統能夠有效地進行遠程教育，它突破了有圍墻的學校教育模式，使學習者可以擺脫學校課堂的時間和地域的限制，應用更加廣泛。例如，生物學有些實驗因環境、地域條件的限制，在本地區難以完成。某些植物如哈密瓜的栽培，因受氣候條件影響，我國南方學生就不能完成；有些實驗過程帶有危險性，無法組織觀察，如老虎、狗熊的生態觀察等，教師可以借助網絡技術和一些有條件進行實驗的中學或研究所聯系，讓他們網上“現場直播”，使學生能直接觀察到實驗過程，真正實現遠程實驗。由于是同步進行的實驗，學生猶如親臨其境，這樣的效果遠比單純播放教學錄像要好得多。

當然,信息技術在應用過程中也產生了不利的影響,如過分依賴信息技術導致學生接受效果下降、限制學生思維的發展、不利于學生綜合素質的培養。教師在教學中只有深入研究和恰當地設計、合理運用信息技術，使之與其他教學手段有機結合，才能優化課堂教學，體現現代信息技術輔助教學的真正價值。

（作者單位：武漢市黃陂區第二中學）

責任編輯 王愛民