现代信息技术在中学生物实验教学中的应用

■肖跃

现代信息技术在中学生物实验教学中的应用

■肖跃

生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验是该学科的重要组成部分，适当进行生物实验有利于培养学生的实验操作基本技能、结果分析能力及综合实践能力。高中生物学新课标规定的培养目标、教学内容增加了实验的数量和类型,还安排了若干个研究性课题，高考试题还加大了对实验内容的考查。因此，加强和优化实验教学，促进教师教学和学生学习方式的变革，显得越来越重要和迫切。随着现代信息技术的发展，多媒体技术和网络技术以其丰富的表现力和很好的交互性，已经在教育领域得到广泛应用。恰当地运用现代信息技术，丰富生物教学的实验课，能取得较好的教学效果。

一、利用显微投影和录像播放显示实验

相对于传统的实物标本展示，利用多媒体系统强大的投影放大展示功能，可以提高实验演示的可见程度，强化实验教学效果，提高教学效率。

利用多媒体视频展台将实验仪器、实物、模型、标本等直接投影放大，能让全体学生直观地了解它们的构造细节、仪器规格、使用方法。例如，在观察洋葱表皮细胞的实验中，通过生物显微演示，把在显微镜下放大的物像投到屏幕上，使物像进一步放大。教师可以通过屏幕指示图中的结构，让学生直观地看到多个形状不尽相同的洋葱表皮细胞，并选择一个看得比较清楚的细胞，让学生清晰地观察洋葱表皮细胞的每一部分结构。生物显微演示调节方便、快速，运用自如，学生可以自己动手把已经调好的显微镜放到演示台上，即可在屏幕上显示。这样，就大大地调动了学生动手操作的积极性，增强了演示和实验的效果。学生在反复对比观察的过程中，牢固地掌握了洋葱表皮细胞的结构，使以前比较棘手的生物显微镜教学，变成了容易掌握的多媒体直观教学。

由于中学实验室设备的限制，对于操作细微难以清晰向学生展示的实验，可用视频示范基本操作要领，分析实验原理和演示实验步骤，尽量提高学生实验操作效率，有时即使学生没有实际操作，也可以通过演示达到身临其境的效果。如进行“观察植物细胞有丝分裂实验”时，就可利用视频讲解显微镜的使用，掌握临时装片的要领。但要引起注意的是，不能只利用实验视频来代替实际操作实验，因为视频中实验现象与真正的实验现象一般会有所差别。

教学中，我们也可以充分利用实验录像，这样可以大大提高实验复习课的效率。一般可采用以下两种方法。

方法一：操作——看录像——操作。对于操作简单、学生较熟悉、掌握较好的实验，可让学生先做实验以便进行自我诊断，然后看录像，看后由学生一一指出自己在实验中所犯的错误，教师再着重强调一下重点、难点，然后让学生到实验室重新操作。

方法二：看录像——操作。在进行实验的比较复习时，有些实验涉及以往实验，其内容和方法是教学的重点、难点、关键点，教师如果再重新演示已没有必要，而且浪费时间，也不利于实验的比较复习。但是如果让学生直接去实验室练习操作，又会出现大量的错误。实验内容多，教师也无法做到手把手地更正错误，所以，采取利用实验录像，通过慢放、暂停、回看的方法，引导学生回忆以前曾做过的实验操作过程，并系统地概括出需要比较的实验在仪器装置、原理、操作方法中的相似点和不同点，以及操作中易出现的问题，使学生的知识技能得以巩固加深，最后再胸有成竹地做实验，这样可以达到事半功倍的效果。

需要注意的是，有些演示实验的全过程需要较长的时间，且伴随着一些无关紧要的现象，干扰学生正确观察，影响实验的效果。因此，要想让学生在有限的时间内获得更多的信息，观察到更明显的现象就应采用摄像、剪辑、放像技术对实验全过程进行加工，既能为学生提供实验全过程，又可突出重要的实验现象，同时也不失实验的真实性。

运用多媒体录像这一现代化教学手段，可以弥补实验教学的不足，丰富和充实教学内容。例如，通过用投影播放教研室拍摄的科教片《原生动物》，形象生动地演示奇妙的原虫世界，让学生惊叹，也让学生兴趣盎然：原来我们生活中有这么多和我们息息相关的小生命，需要我们去认识和探究。在影片中疟原虫如何在人体内进行裂体生殖，又如何在按蚊体内进行配子生殖和孢子生殖也有详细的介绍。在观看后，学生都能清楚了解疟原虫的生活史、世代交替现象，这比课堂讲授更简洁、明了、易懂。

二、利用多媒体课件显示实验

在选择确立实验以后，课件制作一般分为以下几步：首先采集素材。收集与实验有关的图片、照片、文字资料，利用扫描仪输入计算机；利用动画软件(FLASH等)制作实验动画或利用数字照相机将操作过程直接输入计算机；利用话筒等输入声音或收集已有声音素材。然后利用专门软件对各种素材分别编辑处理，如图片、照片资料可利用Photoshop润色加工，随后借助Authorware等对已收集的多媒体素材进行编辑加工处理，打包形成多媒体实验课件，经测试修改完善后即可在教学中推广应用。

生物学教学中除了正常的学生实验课之外，教师应当在课堂上演示的内容也很多，但有的演示实验过程较慢，不方便在课堂演示，这时候就可以借助幻灯片来完成。例如，高中生物实验教材必修一“分子与细胞”中讲到渗透作用的原理，如果用Flash做出动态的变化效果，就可以使学生在较短的时间内看到烧杯左侧液面上升的现象，引发学生思考产生这种现象的原因，同时再给学生提出问题：①半透膜的性质是什么?②烧杯左侧溶液与右侧溶液比较，哪个单位体积内水分子数量多?③判断水分子的运动方向，哪个方向的运动更快一些呢?④总结液面上升的原因，得出渗透作用的概念。这种通过演示实验来激发、引导学生一步步深入思考的方法，能收到良好的成效，同时还可解决某些演示实验过程缓慢、课堂内难以完成等问题。

三、利用网上虚拟显示实验

网上虚拟实验，也称网上仿真实验室或虚拟实验室。它通过互联网创建出一个可视化的三维环境，其中每个可视化的三维物体代表一种实验对象。通过鼠标单击以及拖曳操作，用户可以进行虚拟实验。实验者可以在网上仿真实验室内完成全部实验步骤，系统可以向实验者提供观察实验过程的视频窗口，以及导航、自测自评的助学功能。在网上虚拟实验室，无论教师在场与否，实验者都可以完成实验。例如，在讲述人体的循环系统时，利用三维动画，虚拟出人体结构和循环系统，三维图形立体、直观、逼真，殷红的血液在透明的人体内不断循环流动，学生对血液循环的全过程一目了然，大大地增强了教学效果。

四、利用远程设备显示实验

利用卫星电视教育系统和多媒体计算机网络系统能够有效地进行远程教育，它突破了有围墙的学校教育模式，使学习者可以摆脱学校课堂的时间和地域的限制，应用更加广泛。例如，生物学有些实验因环境、地域条件的限制，在本地区难以完成。某些植物如哈密瓜的栽培，因受气候条件影响，我国南方学生就不能完成；有些实验过程带有危险性，无法组织观察，如老虎、狗熊的生态观察等，教师可以借助网络技术和一些有条件进行实验的中学或研究所联系，让他们网上“现场直播”，使学生能直接观察到实验过程，真正实现远程实验。由于是同步进行的实验，学生犹如亲临其境，这样的效果远比单纯播放教学录像要好得多。

当然,信息技术在应用过程中也产生了不利的影响,如过分依赖信息技术导致学生接受效果下降、限制学生思维的发展、不利于学生综合素质的培养。教师在教学中只有深入研究和恰当地设计、合理运用信息技术，使之与其他教学手段有机结合，才能优化课堂教学，体现现代信息技术辅助教学的真正价值。

（作者单位：武汉市黄陂区第二中学）

责任编辑 王爱民