现代信息技术辅助高中生物实验教学实践研究

杨翠萍 李 倩

（山东省淄博第七中学，山东 淄博 255000）

实验教学是生物学科中的重点内容之一，但由于多种客观因素的存在，严重影响了高中生物教学整体质量的提升，导致学生学习效果无法达到预期的目标。通过现代信息技术，弥补传统生物实验教学的不足，且不受任何实物条件的约束，可以改善课堂氛围，调动学生的积极性，吸引学生的注意力；还可以给予学生更好的学习体验，感受实验的神秘，提升学生的实践能力与学习水平。

一、现代信息技术在高中生物实验教学中的应用优势

（一）有利于提高实验教学的效果

高中阶段生物学科的实验内容丰富多彩，既有宏观物质实验，更有微观物质细胞及其结构的探究。生物实验教学能够帮助学生直观地了解生物知识的形成过程，使其得到充分地理解与掌握。由于实验条件、药品的纯度、仪器的精度等限制以及学生认知度的不足，往往实验的准备工作非常充分，课堂演示和学生自主探究过程也趋向完美，但偶尔也会出现实验结果与物质信息不相符、实验目的和原理难以突破提升、学生核心素养得不到提高等不足之处。加上实验过程具有多变性，很容易出现一些意外而影响教学效率，浪费课程资源及课程时间。而充分利用现代信息技术，不仅可以解决上述问题，同时也可以利用课件向学生展示实验步骤、实验特点以及实验成果，使学生对实验的整个过程有更直观的认识与了解，有效节省了课堂时间。此外，现代信息技术还能够进行实验资料的查找，帮助学生了解实验要点，从很大程度上提高了教学效果。

（二）有利于激发学生的学习兴趣

学生对生物实验的兴趣是获得良好学习效果的重要因素，因此需要充分利用现代信息技术多元化、直观性的特点，调动学生的主观能动性，激发他们的好奇心，使其积极地投入到整个实验活动中，促进他们主动参与对实验的探究与分析。例如，在“生物进化历程”这部分内容的学习过程中，教师可以通过互联网技术搜集一些与恐龙生活相关的视频资料并展示给学生，当学生在观看视频的过程中会产生联想，进入学习情境中，激发起对学习的兴趣，并积极投入到关于生物进化历程的知识探索中。

二、目前高中生物实验教学中存在的问题

（一）教学观念及教学模式较为落后

许多教师的教学观念还停留在应试教育的影响下，所以教学模式、教学形式都过于落后，在教学中只是单纯地为了完成教学任务而开展实验教学，甚至有些教师依然以讲授的方式将实验步骤及原理向学生进行讲解，并没有组织学生对实验过程进行深入的探索，由此使学生的创造性思维无法得到发挥。同时由于实验教学的实践部分不在考试范围内，教师缺乏对实验教学的重视，导致实验教学过程缺乏实质性内容。实验教学的目的在于帮助学生了解整个实验操作过程，对每一个环节所起到的作用及意义有深入的了解，同时充分认识到生物知识是怎样形成的。但是由于学生无法独立完成实验，必须由教师指导才可以进行操作，获取实验结果。所以，教师在教学中忽视培养学生的学习兴趣，忽视学生在整个实验过程中的主体性，久而久之学生不仅会丧失对实验的兴趣，也会使得实验课程失去其应有的意义。

（二）学校重视程度不够，没有对教师进行系统性培训

在新课程改革的持续推进下，生物实验内容更为丰富，教学目标要求更多元化。然而，结合目前部分生物教师的专业素质来讲，与新课程要求还存在一定差距。而学校方面对生物教学重视程度不高，认为开展生物实验只需运用实验用具、实验材料，保证实验室的清洁卫生即可，并不存在任何技术含量。另外，校方虽然十分重视生物教师队伍的建设与培训，但是对实验教师的培训力度却十分薄弱，再加上许多学校的经费紧张，很多实验教师不能参与系统性的专业培训，失去了提升自身实验教学能力的机会。

（三）经费不足，缺少完善的实验设备和材料

随着高中招生规模的不断扩大，班级容量也越来越大，由此导致校舍的使用情况也过于紧张，学校实验室的数量并没有因此得到改善，所以在教学过程中很难按照正常的教学进度实施，需要通过调整后才能实现教学目标。这样就导致理论知识与实验操作的衔接时间被错过。同时，很多学校由于教育经费不足等原因没有更新实验设备、改善实验环境，造成生物实验设备材料不完善，甚至有些设备已经出现损坏、老化等现象，致使生物实验课程不能有效开展。还有一些学校由于教学条件落后，并没有配备相应的实验设备，甚至连简易的实验器材都需要几名学生共用一套，由此造成了很多学生无法参与到自主实验中。学生参与实践机会少，实验达不到预期的效果，由此导致课堂质量无法提升。

三、现代信息技术在高中生物实验教学中的应用策略

现代信息技术可以解决传统生物实验教学无法解决的重难点问题，从很大程度上突破教学难点，提高实验的实质性，进而达到预期的实验效果。同时，发挥现代信息技术在教学中的最大优势，能够进一步提高课堂互动性，帮助学生直观地了解实验的整个变化过程，进而分析出结论，实现教学目的。

（一）利用现代信息技术辅助新课导入

在新课导入环节中，教师应联系新课内容创设相应的情境，激发学生对实验学习的兴趣，引发他们的好奇心与浓厚的兴趣，因此需要进一步引导学生对学习的主动参与性，这样反而会获得意想不到的效果。但是在传统的教学中，以板书、课本为主，仅靠课本中的内容与图画很难激起学生的学习兴趣，但是现代信息技术具有很强大的技术重组功能，它可以将与课程内容相关的图片、文字、视频进行整合，并展示给学生，使学生由以往的书本静态教学逐渐转向动态式的感官体验模式，可以最大限度地吸引学生的注意力和观察力，进而产生对相关生物知识的求知欲与学习积极性。

例如，在“生态系统的稳定性”的课堂教学时，教师可以引导学生观看“生物圈1 号”的相关视频，有意识地引导学生，使学生深入了解生态系统稳定的重要性，激发学生的观察欲望，主动去探索自然，提升环保意识。又如，在学习“生物的生殖”的知识内容时，教师可以为学生展示“多利羊的诞生”的相关图片、视频。通过这些影像资料，不但可以有效集中学生的注意力，提高学生的兴趣，同时也能够激起学生的学习积极性。此外，还可以利用视频资料中生动形象的画面对学生进行情感熏陶，培养学生的科学精神。需要注意的是，视频播放内容要精短，避免占用过多的课堂时间。

（二）利用现代信息技术演示实验过程

生物实验演示的过程可以帮助学生直观地感受生物知识的现象与变化。但有些生物实验过程中所探究的实验材料过于微弱、细小，学生很难看清实验操作步骤。因此，采用投影技术将整个实验过程放大，使学生清楚地看到实验的每一个步骤、细节，了解实验的变化过程。利用微课也能呈现高中生物实验知识，帮助学生击破高中生物知识的重难点。目前网络上有很多的微课资源，可根据具体的教学内容进行下载。另外，也可根据教学实际录制相关的微课视频，提高教学的针对性。课堂上为学生播放微课视频，增加生物实验课堂的趣味性，使学生在短时间内能够理解与掌握实验内容。如在讲解“光合作用”知识时，围绕以下内容录制微课视频，进一步巩固学生所学的实验以及光合作用知识。例如，利用显微镜观察临时装片的整个操作过程中，由于学生容易出现取材较大的问题，往往材料所放置的位置偏离中心，或是在临时装片的制作中会出现一些气泡。解决这些问题后，在投影仪上放置载玻片并滴一滴清水，盖好玻片，将一滴红墨水滴至一侧，同时为学生展示规范化的操作，并进行合理指导。学生通过投影的方式可以清楚观察整个实验过程。

（三）利用现代信息技术提升实验教学效果

通过现代信息技术开展实验探究活动是促进学生有效掌握生物知识的重要途径。但是在具体的实验过程中，有些生物实验的结果较为模糊，还有些生物实验的时间过长，导致出现与整体教学节奏发展不符的情况。一些教师利用讲授的方式进行实验教学，阻碍了学生探究性思维的发展。利用现代信息技术开展实验教学活动，不仅能够有效改善这一状况，同时也能够有效提升实验教学效果。目前针对教育领域，出现的大数据平台不仅提供丰富的测试习题，而且还能自动地生成相关测试报告，包括测试习题的难度分析、学生的失分情况分析等。高中生物实验教学中应积极组织学生运用大数据平台开展实验教学活动，要求学生在规定的时间内完成平台提供的有关高中生物实验的习题，并在后台做好学生回答问题情况的汇总与分析，明确哪些生物实验知识学生的得分率较高，哪些失分较为严重，认真分析原因，必要情况下将测试报告提供给学生观看，使其明确生物实验学习中存在的问题，及时查漏补缺，有针对性地查找自身的薄弱点。同时，结合大数据平台生成的测试报告，科学制订下个阶段的教学计划，更好地提高高中生物实验教学效率。例如，在“植物的组织培养”这一实验教学中，由于该实验所需要的时间较长，教师安排学生在实验开始前对植物生产过程中的每个时期进行拍照并记录，然后通过多媒体技术制作出该实验课件，为学生展示植物的生长过程，使学生在较短的时间内对整个实验过程有初步的认识，节省了教学时间，提高了课堂效率。通过现代化信息技术提升生物实验教学效果，教师在课程开始前对实验资料进行分析与查找，从而为达到预期的教学效果及教学目标奠定了良好的基础，促进实验教学的整体水平提升。此外，现代信息技术还可以帮助教师丰富实验内容，促进学生的思维发展。

（四）利用现代信息技术开展模拟实验

多媒体技术是最先应用于教学中的信息技术，优点非常多。教学中应注重结合具体教学内容，搜集或制作相关的多媒体素材，给学生创造学习场景，帮助学生更好地突破学习的重难点，增强其学习高中生物实验知识的自信心。如在讲解“质壁分离”知识时，运用多媒体技术为学生讲解实验习题。高中生物教学的实验内容十分丰富，如果将每一个实验都放到实验室中操作会耗费大量的材料和时间。而利用多媒体技术模拟操作，不仅有效节约了实验材料，缩短了实验时间，同时也能够为鼓励学生主动参与体验活动奠定良好的基础。通过多媒体进行模拟实验展示，既可以反复操作，又能够为学生提供便利的学习研究条件。例如，在“物质跨膜运输的实例”的实验操作中，教师可利用多媒体技术模拟实验对细胞吸水和失水进行生动的动画展示，同时设计进阶问题，如植物是怎样吸水和失水的？植物细胞与动物细胞在吸水和失水方面有什么差别？让学生在多媒体模拟实验观察过程中不断思考，教师可利用多媒体的重播、慢放功能反复细致地向学生展示实验的情况，学生通过观察、查阅相关材料后得出二者之间的差异。紧接着，教师可引导学生进行“植物细胞质壁分离”的实验操作，学生通过自主进行实验探究、假设、分析而获取结论。运用多媒体技术进行实验模拟教学，从很大程度上加深了学生的体验感，同时也引发了学生的思考。而学生也会在问题的引导下对实验现象、实验结果进行深度分析，有利于学生有效掌握知识。

随着教育改革步伐逐渐推进，将现代信息技术与高中生物实验教学有机结合，既可以满足教师与学生的“教”“学”要求，又能够实现教学目的。各高中学校应提高对现代信息技术的重视，积极采用现代信息技术，发挥其在教育教学中的优势，满足学生学习的需求，培养学生的学科综合能力。此外，广大高中教师也应不断提高自身的现代技术应用水平，提高自身的专业素养，为培养更多优秀的高素质人才奠定基础。