浅谈数字化实验技术在生物实验教学中的应用

江楹华

摘要 联系实际教学，阐述数字化实验技术在高中生物实验教学中的一些应用，分析数字化实验的优势和不足，为生物实验教学提供几点教学参考。

关键词 数字化实验 高中生物 实验教学

中图分类号Q-337

文献标志码B

生物学是以实验为基础的一门自然科学，实验既是高中生物的重要内容，也是生物学教学的重要方式。在实验教学中，利用数字化实验技术能够帮助教师和学生直观、快速、准确地展示探究结果，从而提高实验的有效性。笔者在利用数字化实验技术开展实验教学之后，总结了一些认识和思考。

1 数字化实验技术的组成

数字化实验是通过采用传感器实验设备，将实验数据转入电脑，进行实验分析和探究的新型实验形式，主要设备由“可控源+传感器+数据采集器+计算机+处理软件”组成。实验中要测量的量，如压强、温度、pH等，通过传感器转换为电信号，并通过放大或缩小到合适的电压，再通过采集器进行编码为可被计算机利用的数字信号，最后通过计算机实验软件进行计算和总结，形成最后的实验结果，并以数字表格图表、曲线等方式展现。

2 适用于数字化实验的高中生物实验

根据实验内容的性质，将高中生物学实验分为观察类实验、探究性实验、验证性实验、调查类实验、模拟实验等。考纲要求的人教版高中生物必修教材实验一共有26个，表1所列为适合利用数字化实验技术来完成的实验。

通过表1，可以看出适合使用数字化实验技术的6个实验都是探究性实验。表2列出了这6个实验中数字化实验操作与传统实验操作相比有哪些优势和不足。

3 数字化实验在高中生物实验教学中应用的教学建议

（1）教师应该根据学生的学习情况、实验的教学内容，合理地选择是否采用数字化实验。在高中的实验中可利用数字化实验技术开展的实验并不多，数字化实验并不能完全替代传统实验，而是对传统实验的补充和优化。实际教学中，教师可根据实验内容、知识点的常见命题方向和类型等情况来确定是否需要利用数字化实验技术来开展实验教学。

（2）在利用数字化實验技术开展实验时，教师要充分应用数字化实验系统的超强数据信息化处理功能，使实验由定性上升到定量分析，提高实验结果的精确度和可信度;要充分利用设备中展示的图表或者曲线，进行实验结果的分析，必要时用针对性的题目进行拓展理解，突破教学难点，优化教学过程。对于数字化实验技术所弱化的一些实验现象，教师可通过视频或者动画的方式展示，加深学生印象。

（3）在学生实验时，教师可以尝试分组同时开展数字化实验和传统实验，学生共享实验结果。例如，在开展“探究酵母菌的呼吸方式”时，教师可将学生分组开展数字化实验和传统实验。实验结果交流后，学生既可以感受到数字化实验的快速、高效，也可直观地目睹实验现象，同时强化了关于酒精和二氧化碳的检测方法等知识点。

（4）在实际教学中，教师应该以传统实验为载体，以具体的生活现象创设情境，让学生主动发现问题、研究问题，利用数字化实验进行探究，进而解决问题，培养学生获取和探究知识的能力。例如，在开展“环境因素对光合作用强度的影响”时，由于受课时和实验内容等方面的限制，在实际教学中无法在一节课中完成温度、光照强度、光质、二氧化碳浓度等环境因素对光合作用强度的影响。教学中，教师可结合蔬菜大棚为提高产量而采取的一些措施，启发学生利用数字化实验进行探究。

（5）教师要想法设计出满足教学需求的数字化实验和传统实验的教学案例或者互补案例，将教学资源合理利用做到最优化。

参考文献：

[1]黄玮.利用数字化实验技术进行中学生物实验教学[J].中国教育技术装备，2005，（11）：35-38.

[2]张风.基于传感器技术的数字化实验在高中生物实验教学的应用研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2016.