現代信息技術輔助高中生物實驗教學實踐研究

楊翠萍 李 倩

（山東省淄博第七中學，山東 淄博 255000）

實驗教學是生物學科中的重點內容之一，但由于多種客觀因素的存在，嚴重影響了高中生物教學整體質量的提升，導致學生學習效果無法達到預期的目標。通過現代信息技術，彌補傳統生物實驗教學的不足，且不受任何實物條件的約束，可以改善課堂氛圍，調動學生的積極性，吸引學生的注意力；還可以給予學生更好的學習體驗，感受實驗的神秘，提升學生的實踐能力與學習水平。

一、現代信息技術在高中生物實驗教學中的應用優勢

（一）有利于提高實驗教學的效果

高中階段生物學科的實驗內容豐富多彩，既有宏觀物質實驗，更有微觀物質細胞及其結構的探究。生物實驗教學能夠幫助學生直觀地了解生物知識的形成過程，使其得到充分地理解與掌握。由于實驗條件、藥品的純度、儀器的精度等限制以及學生認知度的不足，往往實驗的準備工作非常充分，課堂演示和學生自主探究過程也趨向完美，但偶爾也會出現實驗結果與物質信息不相符、實驗目的和原理難以突破提升、學生核心素養得不到提高等不足之處。加上實驗過程具有多變性，很容易出現一些意外而影響教學效率，浪費課程資源及課程時間。而充分利用現代信息技術，不僅可以解決上述問題，同時也可以利用課件向學生展示實驗步驟、實驗特點以及實驗成果，使學生對實驗的整個過程有更直觀的認識與了解，有效節省了課堂時間。此外，現代信息技術還能夠進行實驗資料的查找，幫助學生了解實驗要點，從很大程度上提高了教學效果。

（二）有利于激發學生的學習興趣

學生對生物實驗的興趣是獲得良好學習效果的重要因素，因此需要充分利用現代信息技術多元化、直觀性的特點，調動學生的主觀能動性，激發他們的好奇心，使其積極地投入到整個實驗活動中，促進他們主動參與對實驗的探究與分析。例如，在“生物進化歷程”這部分內容的學習過程中，教師可以通過互聯網技術搜集一些與恐龍生活相關的視頻資料并展示給學生，當學生在觀看視頻的過程中會產生聯想，進入學習情境中，激發起對學習的興趣，并積極投入到關于生物進化歷程的知識探索中。

二、目前高中生物實驗教學中存在的問題

（一）教學觀念及教學模式較為落后

許多教師的教學觀念還停留在應試教育的影響下，所以教學模式、教學形式都過于落后，在教學中只是單純地為了完成教學任務而開展實驗教學，甚至有些教師依然以講授的方式將實驗步驟及原理向學生進行講解，并沒有組織學生對實驗過程進行深入的探索，由此使學生的創造性思維無法得到發揮。同時由于實驗教學的實踐部分不在考試范圍內，教師缺乏對實驗教學的重視，導致實驗教學過程缺乏實質性內容。實驗教學的目的在于幫助學生了解整個實驗操作過程，對每一個環節所起到的作用及意義有深入的了解，同時充分認識到生物知識是怎樣形成的。但是由于學生無法獨立完成實驗，必須由教師指導才可以進行操作，獲取實驗結果。所以，教師在教學中忽視培養學生的學習興趣，忽視學生在整個實驗過程中的主體性，久而久之學生不僅會喪失對實驗的興趣，也會使得實驗課程失去其應有的意義。

（二）學校重視程度不夠，沒有對教師進行系統性培訓

在新課程改革的持續推進下，生物實驗內容更為豐富，教學目標要求更多元化。然而，結合目前部分生物教師的專業素質來講，與新課程要求還存在一定差距。而學校方面對生物教學重視程度不高，認為開展生物實驗只需運用實驗用具、實驗材料，保證實驗室的清潔衛生即可，并不存在任何技術含量。另外，校方雖然十分重視生物教師隊伍的建設與培訓，但是對實驗教師的培訓力度卻十分薄弱，再加上許多學校的經費緊張，很多實驗教師不能參與系統性的專業培訓，失去了提升自身實驗教學能力的機會。

（三）經費不足，缺少完善的實驗設備和材料

隨著高中招生規模的不斷擴大，班級容量也越來越大，由此導致校舍的使用情況也過于緊張，學校實驗室的數量并沒有因此得到改善，所以在教學過程中很難按照正常的教學進度實施，需要通過調整后才能實現教學目標。這樣就導致理論知識與實驗操作的銜接時間被錯過。同時，很多學校由于教育經費不足等原因沒有更新實驗設備、改善實驗環境，造成生物實驗設備材料不完善，甚至有些設備已經出現損壞、老化等現象，致使生物實驗課程不能有效開展。還有一些學校由于教學條件落后，并沒有配備相應的實驗設備，甚至連簡易的實驗器材都需要幾名學生共用一套，由此造成了很多學生無法參與到自主實驗中。學生參與實踐機會少，實驗達不到預期的效果，由此導致課堂質量無法提升。

三、現代信息技術在高中生物實驗教學中的應用策略

現代信息技術可以解決傳統生物實驗教學無法解決的重難點問題，從很大程度上突破教學難點，提高實驗的實質性，進而達到預期的實驗效果。同時，發揮現代信息技術在教學中的最大優勢，能夠進一步提高課堂互動性，幫助學生直觀地了解實驗的整個變化過程，進而分析出結論，實現教學目的。

（一）利用現代信息技術輔助新課導入

在新課導入環節中，教師應聯系新課內容創設相應的情境，激發學生對實驗學習的興趣，引發他們的好奇心與濃厚的興趣，因此需要進一步引導學生對學習的主動參與性，這樣反而會獲得意想不到的效果。但是在傳統的教學中，以板書、課本為主，僅靠課本中的內容與圖畫很難激起學生的學習興趣，但是現代信息技術具有很強大的技術重組功能，它可以將與課程內容相關的圖片、文字、視頻進行整合，并展示給學生，使學生由以往的書本靜態教學逐漸轉向動態式的感官體驗模式，可以最大限度地吸引學生的注意力和觀察力，進而產生對相關生物知識的求知欲與學習積極性。

例如，在“生態系統的穩定性”的課堂教學時，教師可以引導學生觀看“生物圈1 號”的相關視頻，有意識地引導學生，使學生深入了解生態系統穩定的重要性，激發學生的觀察欲望，主動去探索自然，提升環保意識。又如，在學習“生物的生殖”的知識內容時，教師可以為學生展示“多利羊的誕生”的相關圖片、視頻。通過這些影像資料，不但可以有效集中學生的注意力，提高學生的興趣，同時也能夠激起學生的學習積極性。此外，還可以利用視頻資料中生動形象的畫面對學生進行情感熏陶，培養學生的科學精神。需要注意的是，視頻播放內容要精短，避免占用過多的課堂時間。

（二）利用現代信息技術演示實驗過程

生物實驗演示的過程可以幫助學生直觀地感受生物知識的現象與變化。但有些生物實驗過程中所探究的實驗材料過于微弱、細小，學生很難看清實驗操作步驟。因此，采用投影技術將整個實驗過程放大，使學生清楚地看到實驗的每一個步驟、細節，了解實驗的變化過程。利用微課也能呈現高中生物實驗知識，幫助學生擊破高中生物知識的重難點。目前網絡上有很多的微課資源，可根據具體的教學內容進行下載。另外，也可根據教學實際錄制相關的微課視頻，提高教學的針對性。課堂上為學生播放微課視頻，增加生物實驗課堂的趣味性，使學生在短時間內能夠理解與掌握實驗內容。如在講解“光合作用”知識時，圍繞以下內容錄制微課視頻，進一步鞏固學生所學的實驗以及光合作用知識。例如，利用顯微鏡觀察臨時裝片的整個操作過程中，由于學生容易出現取材較大的問題，往往材料所放置的位置偏離中心，或是在臨時裝片的制作中會出現一些氣泡。解決這些問題后，在投影儀上放置載玻片并滴一滴清水，蓋好玻片，將一滴紅墨水滴至一側，同時為學生展示規范化的操作，并進行合理指導。學生通過投影的方式可以清楚觀察整個實驗過程。

（三）利用現代信息技術提升實驗教學效果

通過現代信息技術開展實驗探究活動是促進學生有效掌握生物知識的重要途徑。但是在具體的實驗過程中，有些生物實驗的結果較為模糊，還有些生物實驗的時間過長，導致出現與整體教學節奏發展不符的情況。一些教師利用講授的方式進行實驗教學，阻礙了學生探究性思維的發展。利用現代信息技術開展實驗教學活動，不僅能夠有效改善這一狀況，同時也能夠有效提升實驗教學效果。目前針對教育領域，出現的大數據平臺不僅提供豐富的測試習題，而且還能自動地生成相關測試報告，包括測試習題的難度分析、學生的失分情況分析等。高中生物實驗教學中應積極組織學生運用大數據平臺開展實驗教學活動，要求學生在規定的時間內完成平臺提供的有關高中生物實驗的習題，并在后臺做好學生回答問題情況的匯總與分析，明確哪些生物實驗知識學生的得分率較高，哪些失分較為嚴重，認真分析原因，必要情況下將測試報告提供給學生觀看，使其明確生物實驗學習中存在的問題，及時查漏補缺，有針對性地查找自身的薄弱點。同時，結合大數據平臺生成的測試報告，科學制訂下個階段的教學計劃，更好地提高高中生物實驗教學效率。例如，在“植物的組織培養”這一實驗教學中，由于該實驗所需要的時間較長，教師安排學生在實驗開始前對植物生產過程中的每個時期進行拍照并記錄，然后通過多媒體技術制作出該實驗課件，為學生展示植物的生長過程，使學生在較短的時間內對整個實驗過程有初步的認識，節省了教學時間，提高了課堂效率。通過現代化信息技術提升生物實驗教學效果，教師在課程開始前對實驗資料進行分析與查找，從而為達到預期的教學效果及教學目標奠定了良好的基礎，促進實驗教學的整體水平提升。此外，現代信息技術還可以幫助教師豐富實驗內容，促進學生的思維發展。

（四）利用現代信息技術開展模擬實驗

多媒體技術是最先應用于教學中的信息技術，優點非常多。教學中應注重結合具體教學內容，搜集或制作相關的多媒體素材，給學生創造學習場景，幫助學生更好地突破學習的重難點，增強其學習高中生物實驗知識的自信心。如在講解“質壁分離”知識時，運用多媒體技術為學生講解實驗習題。高中生物教學的實驗內容十分豐富，如果將每一個實驗都放到實驗室中操作會耗費大量的材料和時間。而利用多媒體技術模擬操作，不僅有效節約了實驗材料，縮短了實驗時間，同時也能夠為鼓勵學生主動參與體驗活動奠定良好的基礎。通過多媒體進行模擬實驗展示，既可以反復操作，又能夠為學生提供便利的學習研究條件。例如，在“物質跨膜運輸的實例”的實驗操作中，教師可利用多媒體技術模擬實驗對細胞吸水和失水進行生動的動畫展示，同時設計進階問題，如植物是怎樣吸水和失水的？植物細胞與動物細胞在吸水和失水方面有什么差別？讓學生在多媒體模擬實驗觀察過程中不斷思考，教師可利用多媒體的重播、慢放功能反復細致地向學生展示實驗的情況，學生通過觀察、查閱相關材料后得出二者之間的差異。緊接著，教師可引導學生進行“植物細胞質壁分離”的實驗操作，學生通過自主進行實驗探究、假設、分析而獲取結論。運用多媒體技術進行實驗模擬教學，從很大程度上加深了學生的體驗感，同時也引發了學生的思考。而學生也會在問題的引導下對實驗現象、實驗結果進行深度分析，有利于學生有效掌握知識。

隨著教育改革步伐逐漸推進，將現代信息技術與高中生物實驗教學有機結合，既可以滿足教師與學生的“教”“學”要求，又能夠實現教學目的。各高中學校應提高對現代信息技術的重視，積極采用現代信息技術，發揮其在教育教學中的優勢，滿足學生學習的需求，培養學生的學科綜合能力。此外，廣大高中教師也應不斷提高自身的現代技術應用水平，提高自身的專業素養，為培養更多優秀的高素質人才奠定基礎。