基于移动学习环境的初中生物实验课教学

马巍

摘  要 在移动学习环境下，初中生物实验课可以借助更多的工具来开展，从而化解一些实验课开展中的痛点和矛盾。结合案例阐述线上教学模式下初中生物实验中的一些应用方式，以进一步丰富生物实验教学的内容和形式。

关键词 移动学习;初中生物;实验教学;移动交互平台;微课;虚拟仿真实验

中图分类号：G633.91    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）05-0117-03

0 前言

生物是一门以实验为基础的自然科学，实验教学也是生物学教学的基本形式之一，实验教学的开展对于学生探究能力、实践能力、思维能力的培养有着至关重要的作用。但限于现实条件的制约，部分实验开展较少或者开展不透彻。整体来看，初中生物实验课教学主要有以下问题：

1）实验过程长而课时紧张;

2）学生不熟悉实验器材或流程;

3）没有科学的记录统计量表进行观察记录;

4）活体实验材料难以获取及易受其他因素影响。

随着技术的进步，移动交互平臺（平板电脑）越来越多地被应用到初中课堂教学中，创造的学习环境在过程性记录、数据共享、数据分析、虚拟现实等多方面具有优势，这些特点也为一些生物实验课教学提供了更多的工具和方法。笔者结合教学实践，总结一些基于移动学习环境的初中生物实验课教学经验。

1 “课前微课—课中评价”模式

初中生物实验中有部分操作性较强的实验，在开展这类实验时，学生往往会花费较多的时间熟悉器材或实验流程，这类实验的课堂评价往往也以纸笔测试为主。而在移动学习环境中，学生的预习微课可以作为一个重要的学习资源，同时借助移动交互平台将学生实验的成果以图片或视频的方式呈现出来，从而可以更好地量化评价学生实验效果，如图1所示。

例如，在七年级生物“练习使用显微镜”一节中，笔者尝试采用以下模式开展实验教学。

1）教师在课前给学生平板电脑推送预习微课《显微镜的操作规范》，结合学生在小学科学课程中显微镜的操作基础，让他们预先熟悉实验器材和操作要领。

2）教师在正式上课时只进行简要讲解，让学生对照微课自主摸索操作程序，以看到清晰物像为标准，并完成实验报告中填图显微镜结构的内容。

3）学生采用两两分组，组员A操作显微镜，组员B用平板录操作流程，拍摄操作微课作业提交，学生根据提交的微课进行组间互评。在此过程中，学生对于“比较—纠错”的过程都比较上心，容易发现自己或他人的一些错误操作，较教师纠错而言更能激发学生的学习兴趣。最后，师生交流使用显微镜过程中的易错点和心得，初步学会正确使用显微镜。

4）运用课中互动软件，在实验课末尾发放5～10个典型例题进行知识检测和评估，学生即时在课中用平板电脑作答、提交，教师结合统计数据进行反馈、错题分析和教学补救。

此种模式的主要优势在于学生通过对微课的学习对实验器材和原理有了深入的认识，提高了预习效率;同时让课堂时间的重新分配成为可能，节省教师课堂讲授时间，将课堂主要时间留给学生，以小组为单位开展实验操作，而教师只需巡堂指导，观察学生的操作过程，及时纠正学生的错误和洞察学生在实验设计上的思维局限性[1]。

此种模式适用于人教版初中生物教材中一些操作性较强的实验，如表1所示。

2 开展虚拟仿真实验

初中生物课程中有许多关于生物体结构的探究活动，这些探究活动的开展用解剖动物实体的方式无疑是最直接和真实的方式，不仅能帮助学生深入理解知识，而且是培养学生科学思维和科学态度的重要契机[2]。然而，解剖动物实体与爱护生命、保护自然的价值观念相抵触。基于移动学习环境，学生可以用软件模拟的方式来开展虚拟仿真实验，既能达到探究活动目的，又能避免活体解剖实验带来的困扰。

例如，在学习动物的运动系统时，如何让学生直观地感受肌肉与骨骼的连接关系是一个难点，教材一般安排哺乳动物的长骨观察或者人体骨骼图观察活动。在基于移动学习环境的课堂中，笔者尝试让学生课前安装“解剖学-3D”APP，以“寻找肱二头肌”小游戏的方式来完成该体验活动，如图2所示。学生在3D视角下对于骨连接、肌肉与骨的连接方式等都有了更深刻的认识，同时极大提高了探索人体奥秘的兴趣。

初中生物课程中有一些探究实验开展效果会因为活体生物材料不易控制而影响实验结果。如人教版八年级上册“蚂蚁的通讯”实验、“小白鼠走迷宫”实验，实验时蚂蚁或小白鼠容易受到惊扰，经常表现出隐蔽不动或惊慌逃窜，难以达到实验预期，甚至出现相反的数据，违背开设这些实验的初衷。如图3所示，虚拟仿真实验能够为教师和学生创造一个完全理想化的实验环境，因此获得的实验结果是符合自然现象和规律的。虚拟仿真实验突出实验器材的选取和探究方案的设计，引导学生正确地选择实验器材和合适的实验步骤来完成实验，教师辅以真实实验视频进行结果分析，最终达到实验目的。

初中生物课程中还有一些内容虽然没有安排实验，但非常适合虚拟仿真实验应用。如人教版七年级下册“分析人类活动对生态环境的影响”，需要具体分析人类活动影响生态环境的事例，教材是以图文资料的形式引发学生的思考和讨论。若借助移动交互平台，可以用AI模拟活动来开展此类活动，使学生更加能体验到影响的过程性和真实感。笔者在此课中尝试使用世界自然基金会的APP应用“WWW-

FreeRiver”来开展此活动，如图4所示。该应用通过互动游戏让学生体验建造水坝及拆毁水坝对河流生态的影响，如建造水坝后，学生能观察到河流下游流量的变化、地形的变化、对农民生产生活的影响、对洄游鱼类的影响等;还能比较水力发电和风力发电两种能源开发方式的利弊。这样就既可以让学生更真实地感受人类活动对生态环境的影响，也可以引导学生多角度发现和思考问题，促进学生深度学习。

3 课外实验的开展与记录

初中生物课程中还有一些实验倡导在课外开展。《义务教育生物学课程标准（2011年版）》指出应注意探究性学习活动的课内外结合，教师应有计划地安排好课外需要一定时间才能完成的活动，包括必要的调查、访问、参观、资料收集整理以及观察记录等。而在这些课外实验的实际开展中也存在一些现实困难。如“调查身边的生物”活动，若无教师随队指导，学生难以准确地掌握所见植物的名称。借助移动交互平台，学生使用“形色识花”等APP或搜索引擎能够比较好地解决这一问题。

又如“探究水分对种子萌发的影响”“制作酸奶”等课外实验，耗时较长，传统记录往往采用表格的形式，而借助移动交互平台，学生能收集到更多图片、视频等过程性材料，实验报告可以以PPT或微课等形式来呈现，从而达到更好的展示效果。

4 结语

综上所述，基于移动学习环境，能为生物实验课的开展提供一些新的思路，化解一些实验开展中的现实困难，对创设高效的实验课堂起到积极的作用，值得继续研究其应用。

参考文献

[1]林婉纯.探究微课在初中生物实验教学中的应用[J]中学生物教学，2017（12）：29-31.

[2]姚海霞.验证性虚拟实验在初中生物实验教学中的作用[J]中学生物学，201（8）：9-10.