淺談虛擬實驗平臺在生物中考實驗考試復習中的輔助作用

丁煊

【摘要】生物實驗操作已經列入中考考試范圍，面對繁重的中考備考工作，借助虛擬平臺進行實驗操作復習，既能解決時間、實驗材料等的限制，又能解決課后操作安全性的問題。借助虛擬實驗平臺進行中考備考復習，不僅可提高學生學習生物的興趣，且能提高學生的動手能力，探究能力，從而提高學生的學習效率。

【關鍵詞】虛擬實驗平臺;中考

2017年12月20日，廣東省教育考試院正式發布《進一步推進高中階段學校考試招生制度改革的實施意見》（以下簡稱《意見》）。《意見》明確，除語文、數學、外語、體育與健康4門科目外，至少將道德與法治、歷史、物理和化學4門作為高中階段學校招生錄取科目;將物理、化學和生物中的實驗操作納入考試范圍，實驗操作成績不低于每門科目考試總成績的10%。

一、中考改革新形勢下，學會運用新技術

將生物實驗操作納入中考考試范圍，雖能提高學生學習生物的興趣，能更好的培養學生的實際操作、創新、探究等能力，但是，對于教師的中考備考工作而言，備考時間也變得更加緊迫，壓力也變大。

現在，在常規教學過程中，教師除了進行演示實驗操作外，還需將課本中的實驗操作常規化。對于學生而言，在課堂上進行實驗操作，能進一步提高學習的興趣，讓學生從“學中做”變成“做中學”，這有利于進一步提高學生的核心素養。但是，在實際教學過程中，對于普通學校而言，各科目課程安排緊湊，實驗室開放時間有限，實驗材料準備不足、實驗員缺乏等條件限制，讓實驗課安排變得艱巨，而且一般在常規班級實驗課上，常常兩個學生共用一套實驗器材，實驗操作時間減半，再加上實驗的操作也不是均能取得成功，為了取得較好的實驗效果，就得需要反復多次進行實驗。因此，為了備戰中考，教師常鼓勵學生多利用課余時間進行練習，但課余時間由于實驗器材的缺乏等原因，導致學生常常無法正常開展實驗操作練習。條件的限制是中考新改革下的面臨的大問題。

近年來，互聯網和信息技術迅猛發展，教育信息化推廣迅速。各種學習平臺應運而生并隨著國家的政策文件相繼完善。教育部先后印發了《關于進一步推進職業教育信息化發展的指導意見》和《教育信息化2.0行動計劃》等文件，不斷推進職業教育信息化發展，多媒體技術、虛擬仿真技術、虛擬現實技術走入實驗教學課堂中，因此利用信息化的新技術搭建一個學生可以隨時隨地開展實驗的平臺具有可操作性，這是生物化學實驗教學與時俱進的改革。就像生物虛擬實驗平臺，是由學生進行觀看或參與操作的一種實驗方式，能彌補學生課外無法開展實驗的不足之處。

二、借助虛擬實驗平臺開展實驗練習的優勢

隨著新課改不斷深化，力主要求提高學生的自主探究能力與高階思維能力。實驗教學是國家課程標準規定的重要教學內容，也是培養創新型人才的重要途徑。相關研究表明，利用數字信息技術可以構建合適的實驗環境從而激發學生的學習興趣，提高學習效率。現在，隨著學生獲取知識的途徑逐漸趨于網絡化、信息化，虛擬實驗也將越來越多地被應用到生物實驗的教學中。

虛擬實驗室是一種基于Web技術、VR虛擬現實技術構建的開放式網絡化的虛擬實驗教學系統，是將現有各種教學實驗室虛擬化，可供學生在虛擬環境中自主探究學習。

（一）可反復多次實驗，有效減少錯誤和安全隱患

中考備考中，有些生物的實驗操作相對抽象、或枯燥、或無法直接動手操作、或限于條件無法演示，勢必會影響到相關評價。因此如何將實驗教學內容形象化、直觀化、趣味化是教師急需解決的事情。而虛擬仿真實驗教學是解決該問題實現生物實驗操作復習效果的有效途徑之一。虛擬實驗平臺系統內容豐富，把抽象知識具體化，包含實驗室常見儀器設備、實驗藥品及實驗材料，圖文并茂地介紹，且模擬實驗的整個操作步驟，將仿真動畫以及操作說明有機結合起來，便于學生對實驗操作的充分理解和掌握，起到輔助教師教學的效果。學生借助虛擬實驗平臺的操作，能有針對性的對中考實驗操作或課本上常考到的實驗進行反復多次的復習。同時，在實驗操作過程中，錯誤的實驗操作系統會給予提示，便于學生了解實際實驗操作中的不足之處，加以改正，可以避免在考試中犯相同的錯誤。這樣既能增加學生的練習次數，又能鞏固學生的實驗操作相關知識點，所以比常規中考實驗備考純理論掌握知識更具優勢。而且，使用模擬實驗操作平臺的另一個優勢還在于可以避免在實際實驗操作過程中存在安全隱患的問題，讓學生可以安心、規范實驗操作。

（二）提供多種學習方式，提高學生學習的自主性

在中考備戰壓力之下，學生的地位常由主動轉為被動，學生缺乏的主動性實際上就是興趣的慢慢流失引起。在緊張的備考過程中，學生擔憂實驗操作的準確性，但又缺乏多次實驗操作，勢必會影響學生備考的積極性。虛擬實驗臺與真實實驗臺類似，可供學生自己動手操作，除了給學生提供一個更加生動有趣的學習環境外，還提供多種多樣的學習方法，能提高學生學習的主動性。像顯微鏡的操作，如何取鏡安放、對光、觀察，在初一經過實驗操作之后，期末考試可見學生掌握情況較好。但是，到初二中考復習時，發現學生的遺忘率還是較高，如果可以利用虛擬實驗平臺，提前讓學生在網上按照提示要求，一步一步操作，一步一步復習，然后在實驗室里再進行實體實驗，這樣雙重復習的效果更好。這種復習方式，一來加深學生對實驗操作步驟的掌握，二來，能在反復操作中有效避免在考試犯相同的錯誤，三能讓學生更有信心備戰中考。

三、將虛擬實驗平臺與中考備考工作結合起來

增加中考實驗的考試能讓學生在親自動手體驗的過程中形成正確的情感、態度和價值觀，增強學生的學科核心素養，但備考的過程也繁重。如何將虛擬實驗平臺應用于中考備考中，有以下三個建議：

（一）尋找適合自己學校的虛擬網絡平臺

目前已知的虛擬網站平臺非常多，如廣東科技出版社，就設計了一個針對初高中生物的網絡虛擬實驗室（圖3-1），還有初中的實驗操作的有NOBOOK（圖3-2）、矩道科技（圖3-3）。虛擬網絡平臺大部分都需要收費，所以教師可以根據學校自己的實際情況進行有針對性的選擇和安排。

（二）合理利用虛擬實驗平臺輔助教學

教師可在中考復習過程中，有效地利用網絡資源，進行虛擬仿真實驗復習，這樣能有效補充實體實驗教學中的不足。在常規實驗教學中，展示臺空間有限，投影儀清晰度不高，勢必會影響學生觀看教師的具體操作，所以借助模擬實驗平臺，可以將操作的展示最大化，最優化。具體做法是：首先，在實驗復習課前，向學生告知指定虛擬仿真實驗的網址，讓學生帶著目標上網學習。其次，將相關的實驗學習知識目標、能力目標、技能目標等需要預習的內容羅列其中，讓學生明確實驗學習的內容和要求，對于提高生物實驗復習效率有顯著的作用。再次，在復習實驗操作前，教師利用多媒體等手段展示虛擬仿真，學生根據虛擬實驗的相關操作要求，進行具體實驗操作，教師教室巡查時指正。最后，指導學生在家可借助虛擬實驗平臺對實驗進行復習，反復操作，加強練習直至掌握熟練。

在中考備考過程中，教師的角色非常重要，課堂上進行的實驗操作，教師既要點明操作要點，注意事項，又要指導學生順利完成實驗操作。但是面對班級人數達到50人的復習教學中，很難做到一一落實實驗操作情況，一一糾正學生操作中存在的問題，難免會使備考過程中學生出現懈怠、消極負面情緒。如果課后能借助虛擬實驗平臺解決存在問題，既能提高信心，也能讓學生加深對課程內容記憶，督促學生在實驗操作的過程中不斷進行思考，提高學生的興趣，為取得良好的教學效果打下基礎，也能為高中生物知識的學習奠定堅實的基礎。

（三）建立評價體系，合理安排課后操作時間

如何讓學生通過虛擬實驗平臺，加強以及提高實驗操作技能，這就需要建立一套評價體系。每一個實驗都有實驗的目標，操作方法、實驗過程中的注意事項以及實驗的預期效果，這些都是學生需要了解掌握的。虛擬實驗操作會后獲得相對應的分數，這個分數可以作為學生平時實驗的參考分數，這樣能促使學生有目的性的加深對理論知識的掌握，增強學生的實踐能力和觀察總結能力，更有利于提高學生實踐的積極性。

廣東省的生物中考考試時間是在初二的下學期進行，平時授課、備考課時就相對緊張，現在加上考實驗操作，時間更為緊迫，為了讓學生熟練操作實驗，除了在校期間常規實驗操作訓練之余，周末的課余時間也可充分利用起來，讓學生利用周末時間，借助虛擬實驗平臺軟件進行實驗操作。

四、實踐和網絡攜手配合，共促學生高質發展

總的來說，在忙碌的備考中過程中，借助先進的信息技術能輔助常規教學，收到一定效果。但是，虛擬實驗平臺雖能彌補常規實驗操作條件限制下的不足，提高學生的積極性，但真正的實驗操作還需正常安排開展，可兩者協調配合，共促學生高質發展，在中考中取得優異成績。

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