虛擬實驗在農村高中生物教學中的應用研究

李成云 徐旭

【摘 要】在高中生物學課程中，實驗教學能夠培養學生的動手能力，鍛煉其獨立自主完成實驗的操作能力，在掌握實驗原理、操作技能的基礎上更好、更全面地認識和理解生物科學，對于學生學習生物來說有著積極作用。但是當前高中生物實驗課堂由于多種因素影響，在推行實驗科學的力度上和效果上都不十分理想。

【關鍵詞】高中生物 實驗教學 虛擬實驗

一、生物教學大綱對生物實驗的要求

《中學生物教學大綱》第一次把學生實驗和教學要求以及相關知識點用表格的形式羅列出來，使知識點和學生實驗應達到的教學要求層次較舊大綱具體而明確，這符合心理學規律。因而初中生物教學既應切實落實大綱對知識點的具體教學要求，又應切實落實大綱對學生實驗的具體教學要求。中考和高考實驗考查的轉向，即：由簡單機械的記憶實驗基礎知識向對實驗的原理、思想和實驗策略的理解這個層次轉化，尤其重視對學生考查綜合處理理由的能力和實驗操作能力。隨著現代社會科學技術的迅速發展和教育改革的不斷深入，學生所學習的課程內容和數量都經歷了較大調整，與之相呼應的實驗教學模式也面對變革。為此，生物教學活動革新的基礎是加強實驗方面的教育教學。當前中學生物課堂中，學生們在實驗中可以了解生物學這門特殊的自然科學，在掌握和理解相關生物知識時才能更加淺顯易懂，不過在實驗教學過程中，因多種因素影響，出現了較為尷尬的教學局面，影響著教師的教學和學生的學習。比如，課程中生物實驗所需要材料過多，缺乏相關材料實驗就無法正常進行；有些實驗則是在耗費成本上過高，無論是器材、時間等都不允許；有些則是因為實驗本身充滿了危險性以至于無法開展，結果造成實驗教學在課堂中地位尷尬，無法充分發揮自身的輔助教學效果，所以對于很多以演示實驗來輔助教學、幫助學生認知和了解的課堂中生物實驗教學的開展困難重重。

二、虛擬實驗的應用價值

虛擬實驗教學的開展對于高中生物課堂來說益處多多，它是提升生物學習效率的好幫手，能夠節約教學成本，降低教學設備、實驗器材消耗度，保障設備安全和實驗人員安全，便于開展實驗檢測。同時由于傳統生物教學中，不少實驗存在一定危險性，為了降低這些危險，操作規章制度繁多，學生們在進行實驗的過程中也無法充分地享受實驗樂趣，且實驗條件易受影響，學生們經常在教師的指導下還是錯誤多多，最終只能通過演示實驗的方式讓學生看看了事。面對這種情況，無論是從保護儀器設備、學生人身安全和求知欲、好奇心哪個角度出發，選擇虛擬實驗都是勢在必行。比如，讓學生提前通過虛擬實驗的練習操作了解實驗過程和需要注意的事項，然后在實際操作過程中再加以實施，不僅能夠提升他們的認識和了解程度，而且可以規避不必要的風險，也能夠降低實驗損耗。從更高的層面上講，這無疑是為學生提供全方位、開放性操作環境、改善傳統實驗缺陷的好方式。虛擬實驗的開展能夠突破傳統實驗時間和條件的限制，自由地進行操作，尤其可以對學生們的實驗操作情況進行監測評價，掌握學生的薄弱處和失誤區，利用虛擬實驗環境，鞏固學生學習。作為中學生物學課堂教學中的一個關鍵性環節，實驗是對學生實踐操作能力、創新意識和創新思維培養的一種基本手段。然而有時常會因為實驗器材自身所存在的局限性，所以全體同學就無法直接清楚地觀察到整個實驗過程和實驗現象，以至于實驗教學的效果會受到影響；有時卻因為這個生物現象自身就是一個比較微觀的領域，沒有辦法直接進行操作等因素，使得學生在實驗教學過程中無法獲得對于相關實驗的感性認識，也就不能把握整個實驗的相關規則、原理及現象；有時候由于實驗自身就存有某些方面的不足之處，便會使得學生很難出現較為豐富的聯想，依據實驗產生的現象進而分析出它的實驗原理則難于完成等。實驗具備有趣生動和形象逼真的特點，在形成生物概念、得出生物規律前能夠為學生營造出鮮活的生物場境，對學生生物的學習表現出重要的現實作用。作為一名生物教師，首要任務就是：盡最大努力的給學生創設展現出形形色色的生物現象和豐富多彩的生物教學場景。由此看來，積極推進中學生物實驗教育教學，提高學生實驗能力是我們必須去做的重要任務。

實驗教學是一個實驗操作和實踐過程，學生需要自主動手實際操作和細致觀察實驗現象。目前不管在技術方面還是運用其策略上通過網絡展開的教學都已經非常成熟，其發展步伐可謂迅速，但由于傳統實驗教學存在著近距離性和實踐性的特點，因此在組織實施上存在著很大的困難，這自然也就成為實驗教學的一個難點，也是制約教學質量的一個關鍵理由。 計算機網絡發展快速，它是在計算機和通信技術二者的有機結合中出現的。虛擬實驗的含義隨著科學技術的逐漸發展孕育而生，隨之出現了網絡虛擬實驗，向人們顯示出了科研策略和信息社會下學習情境的發展方向。計算機網絡虛擬實驗教學方式作為傳統實物實驗教育教學的有益補充已成為增強學生實踐操作能力、優化教學質量和提升教學水平的關鍵策略。

總之，高中生物實驗教學課堂尷尬境況的改變可以通過引進虛擬實驗教學來進行，虛擬實驗教學對于培養學生動手能力、學習能力，降低實驗成本有積極意義，可大力推廣。

參考文獻

[1]趙進，陳士元.對待初中生物實驗教學教師要規范更要創新[J]中國現代教育裝備，2011（8）：94-95.