數(shù)字化實驗在中學(xué)生物教學(xué)中的應(yīng)用

李玲玲

摘 要：數(shù)字化實驗與多媒體在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)正在慢慢地走進(jìn)中學(xué)生物教學(xué)課堂，生物實驗教學(xué)的數(shù)字化實驗在實驗教學(xué)與多媒體的結(jié)合上開創(chuàng)了一條新路，在課堂教學(xué)感受與教學(xué)方式多樣化方面開創(chuàng)了更為廣闊的空間，為教學(xué)創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化實驗；中學(xué)生物；創(chuàng)新發(fā)展

新課程標(biāo)準(zhǔn)中課程內(nèi)容強(qiáng)調(diào)時代性，新課標(biāo)生物課程理念強(qiáng)調(diào)針對全體學(xué)生全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要，提倡探究性學(xué)習(xí)，目的在于促進(jìn)學(xué)生在學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革中的培養(yǎng)出他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。本人認(rèn)為在中學(xué)生物實驗教學(xué)中利用數(shù)字化實驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力有效地得到統(tǒng)一和發(fā)展。

目前大部分中學(xué)生物實驗基本上都是以驗證性實驗為主，實驗教學(xué)模式常常是以驗證式的教學(xué)為主，學(xué)生的操作幾乎就是重復(fù)課本上的實驗操作步驟，實驗中幾乎沒有設(shè)計讓學(xué)生思考分析的東西，這種實驗教學(xué)被一種固定的模式所束縛。這種“動手能力”的培養(yǎng)有些時候?qū)τ趯W(xué)生來說幾乎沒有任何意義，對于學(xué)生來說，他們?nèi)狈嶒灥睦硇运伎迹劜簧蠈嶒灥耐卣挂约案倪M(jìn)。

數(shù)字化實驗的建設(shè)在中學(xué)生物實驗教學(xué)中能及時地彌補(bǔ)這些不足。目前，數(shù)字化實驗結(jié)合多媒體教學(xué)已經(jīng)走進(jìn)了中學(xué)課堂，對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式是很好的提高和補(bǔ)充，也為中學(xué)生物課堂教學(xué)注入了新的生機(jī)和活力。生物實驗教學(xué)的數(shù)字化實驗是在實驗教學(xué)與多媒體的結(jié)合上開創(chuàng)了一條新路，在課堂教學(xué)感受方面與教學(xué)方式多樣化方面開創(chuàng)了更為廣闊的空間，為教學(xué)創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。數(shù)字化實驗?zāi)芫_地將一些實驗現(xiàn)象展示出來，并且能將一些傳統(tǒng)實驗中完成不了的實驗項目操作出來，將實際教學(xué)中的一些抽象的靠想象的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為學(xué)生實際能看到的數(shù)據(jù)，從而使一些生硬的、抽象的東西具體化、形象化，用數(shù)據(jù)圖像直觀表達(dá)出來，使復(fù)雜枯燥的認(rèn)知活動變成簡單輕松的操作過程，增強(qiáng)了教學(xué)感染力。

現(xiàn)將一常規(guī)實驗利用數(shù)字化實驗操作，讓大家感受數(shù)字化實驗的應(yīng)用價值。（我實驗室用的是朗威DISLabV7.0生物專用軟件，以下實驗使用此軟件操作）

實驗：探究生物體體液的緩沖能力

◆實驗?zāi)康模?/p>

探究生物體體液、水和化學(xué)緩沖試劑的緩沖能力。

◆實驗原理：

體液由細(xì)胞內(nèi)液和外液組成，其化學(xué)成分和理化特征相對穩(wěn)定，這是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動的必要條件。

◆實驗器材及試劑：

朗威DISLab7.0數(shù)據(jù)采集器、pH傳感器、50 ml小燒杯、50 ml量筒、玻璃棒、0.5%HCl、0.5%NaOH、5%的檸檬酸鈉、新鮮雞血、飲用純凈水、新鮮梨汁、pH=6.86的混合磷酸鹽緩沖試劑。

◆實驗過程和數(shù)據(jù)分析：

1.用5%的檸檬酸鈉做抗凝劑，以抗凝劑：雞血=1：5的比例加入新鮮雞血，輕輕攪拌，過夜待用。

2.連接計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器及pH傳感器。打開計算機(jī)，進(jìn)入V7.0“通用軟件”。

3.點擊“計算表格”，添加變量“D”表示加入HCl或NaOH的滴數(shù)。

4.向盛有30 ml蒸餾水的燒杯中依次滴入HCl溶液（共計5滴），記錄數(shù)據(jù)。

5.繪制溶液隨HCl滴入的pH變化曲線。

6.將血漿、梨汁及化學(xué)緩沖試劑代替蒸餾水重復(fù)實驗。繪制溶液隨HCl滴入的pH變化曲線。

7.將NaOH溶液代替HCl溶液重復(fù)實驗，繪制溶液隨NaOH滴入的pH變化曲線。

結(jié)果如圖：

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在傳統(tǒng)的此實驗操作過程中，雖能觀察到實驗過程及現(xiàn)象，但很難進(jìn)行定量化處理。我們利用電腦繪圖曲線直觀地表現(xiàn)出緩沖能力的大小。另外，這個實驗傳統(tǒng)操作至少需要20到30分鐘，才能操作完成并分析結(jié)果，而利用電子實驗操作，10分鐘即可完成操作以及分析，大大地提高了實驗教學(xué)效率。同時，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以大大發(fā)揮，比如，計算機(jī)軟件的創(chuàng)新應(yīng)用或者實驗的改造等。

在新課程教學(xué)的改革過程中，將信息技術(shù)作為教師的教學(xué)輔助工具和學(xué)生學(xué)習(xí)的工具是教學(xué)手段適應(yīng)時代的一大趨勢。通過教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)工具這幾方面的數(shù)字化為教學(xué)切入點，將理科傳統(tǒng)教育模式進(jìn)行改革，讓學(xué)習(xí)方式與教學(xué)模式以全新面貌呈現(xiàn)，不僅可以將教育教學(xué)的效率提高，而且在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的塑造方面更加有力度，為社會培養(yǎng)適應(yīng)信息時代要求的新一代高素質(zhì)人才作出更有效的成果。

（作者單位 寧夏育才中學(xué)）

？誗編輯 郭曉云