信息技术优化下的初中生物实验教学_1.pdf

信息技术优化下的初中生物实验教学顾源媛 摘 要 初中生物学实验难度不大，趣味性强。教师若能将信息技术和实验教学相融合，使有关实验的各种问题和注意事项得到很好地展现，可极大提高学生的学习兴趣，培养学生动脑思考和动手独立操作的技能，提高他们将学到的知识理解透彻并活化使用的能力，提升他们对问题进行观察与分析的能力和解决问题的水平。 关键词 信息技术；初中生物；实验教学生物学是一门以实验为基础的自然科学。学生在生物课堂所学的知识无一不是科学家经过大量的成功或失败的生物学实验所得成果，初中生物课堂同样如此。但有些初中生物课堂轻实验、重理论，这对于学生科学探究能力的培养极为不利。其实，初中生物学实验难度不大，趣味性强。教师若能将信息技术和实验教学相融合，使有关实验的各种问题和注意事项得到很好地展现，将微观世界宏观化、复杂问题简单化、抽象实验直观化，可极大提高学生的生物学习兴趣，培养学生动脑思考和动手独立操作的技能，提高他们将学到的知识理解透彻并活化使用的能力，提升他们对问题进行观察与分析的能力和解决问题的水平。一、合理运用信息技术，增加实验体验和互动在生物学实验操作中，生物显微镜的使用是生物实验中最基础的实验操作，许多实验都要借助于生物显微镜才能完成。但在教学实践中，教师会发现总有部分学生显微镜操作不规范，观察的物象不清晰。若教师在学生实验操作过程中，巧妙运用信息技术，可促使学生更有效地体验、更规范地操作。例如，在学习“水中的藻类植物”一节时，学生需要对淡水藻类水绵进行观察。大部分学生均能按以下步骤進行显微镜观察：取一片载玻片，在载玻片中央滴 1 滴清水；用镊子夹几根水绵放在水滴中，并分开展平；盖上盖玻片，制成临时装片，放在显微镜下观察。但在实验过程中，学生的显微镜操作存在一些不规范的地方。教师可在巡视过程中，用手机或者pad 拍下典型错误，上传至教师端，全班可见。教师通过信息技术放大细节，引起学生关注，再结合操作错误进行纠正。学生所观察到的视野中的物象（如图1），同样可按此方法全班可见，增加了学生的实验体验和互动。而学生因为实验操作过程有老师乃至全班的“监控”，会进行得更认真和规范。当然，目前很多学校的生物学实验室配备了数码显微镜，学生观察到的水绵细胞，教师可指导将视野拍摄保存下来，形成图文文件。这样可互相传阅，实现全班同时观察，由此提高了学生的实验操作兴趣和参与感，促进实验技能的培养。而在课堂巩固阶段，学生讨论并反思实验成败后，将教师布置的题目答案由移动终端发送至教师端，比一比哪一组又快又好地完成课堂小练。教师可展示各组数据和答案，分析比较学生课堂掌握情况，也可将数据下载后进行分析。对于这种实验思路，学生还会举一反三。例如，在“真菌”一节的学习中，学生需课后对霉菌进行培养。有学生利用家里的简易显微镜观察霉菌并用手机拍摄显微镜下的霉菌（图2）。教师可将学生交上来的资料保存，在课堂以视频或者图片的方式展示。事实证明，学生应用已掌握的知识和学习方法去探索新的知识，不管其设计出来的实验在细节方面是否有漏洞，我们都可以看作是成功的。二、合理运用信息技术，提高学生的学习兴趣互联网时代， E-learnling、QQ 群、微博、微信等学习形式多元化，给人们的视听提供了多种应用和帮助。和成年人不同的是，青少年的学习时间相对比较集中，在线学习方式相对较少，但身处碎片化学习时代，教师还是可以从多方面尝试，合理运用信息技术，提高学生的学习兴趣。例如，笔者所在学校有70 多种植物，在“调查校园生态系统”时，经常有学生询问植物名称，还有学生想深入了解植物的各种特征。而传统植物名牌受到版面的限制，信息量少，并不能完全展示植物信息。教师可带领综合实践课程班的学生，利用一个学期的时间，对植物进行鉴定，查找相应的资源网址（学生常用的是百度百科），再通过二维码生成器生成二维码，如图3 即是学生制作的香樟百度百科的二维码。学生将增加了二维码的植物名牌挂好，只要拿出手机对准二维码扫一扫，即可链接百度百科，了解香樟的信息。这样对植物感兴趣的学生可以从该植物形态特征、生长环境、分布范围、繁殖方法、栽培技术以及主要价值等方面进行详细了解。另外，教师可推荐学生一些优秀的微信公众号，如果壳网、科普中国、情调苏州、苏州湿地站、物种日历等，碎片化阅读好的文章，画出思维导图，分析文章逻辑，关注科学观点，提升自己的生物科学素养。三、合理运用信息技术，增强学生的直观感受生物学是研究生物体的生命现象和生命活动规律的科学。基于生物学研究对象的生命特性，教师应合理运用信息技术，增强学生的直观感受。例如，学生都知道在人体吸入空气时，含氧的空气被带进肺中，由于生物体细胞的呼吸作用需要消耗氧气，产生二氧化碳，因此，在呼气的时候，缺乏氧气和富含二氧化碳的空气被呼出。教材利用二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的特性，证明呼出的气体二氧化碳浓度变高。但此实验并不能定性检测呼吸过程中氧气的变化情况。教师若利用氧气和二氧化碳传感器，则能更直观地监测气体变化情况。实验材料和用具：数据采集器、氧气传感器、二氧化碳传感器、计算机、面包袋或小塑料袋、胶纸等。实验步骤：（1）在塑料小袋底部开两个小口，各套在氧气传感器以及二氧化碳的探头上，用胶纸把塑料小袋和传感器探头绑在一起，注意保持紧密、不漏气。（2）将氧气传感器和二氧化碳传感器接入数据采集器，然后进入配套的软件系统，选择“呼出气体的成分研究”模板，然后调节采集参数为1 点/ 秒，采集时间为 60 秒。（3）向塑料小袋中呼气，然后把袋口握紧，使袋中有正常呼出的气体，观察氧气和二氧化碳传感器窗口的波形变化（图4）。四、合理运用信息技术，培养学生的思维能力科学探究不仅是规范地做实验，更包括科学的思维品质和能力。对于一些无法进行课堂实验的教学章节，教师可利用新兴的在线创新思维工具，如TWT ，培养学生的科学能力。例如，对于“生命起源”的假设和研究，书本上的证据经典并不充分，无法与时俱进，师生也不可能在课堂上进行实验探究获取直接证据。课堂和课后间接证据的收集，对于理解生命起源就显得非常重要。学生可以课后通过书籍、网络、电视、报刊等获取间接证据支持自己的观点。但如何将这些证据呈现给全班，班级其他同学又如何评价这些证据，在传统的课堂教学中必然是操作上的难点。一些在线创新思维工具的运用，可以帮助教师很好地解决这个问题。TWT 是英特尔的在线创新思维工具，包括排序工具、因果图工具和论证工具，通过这些工具可以将问题理解可视化。它的操作比较简单，但如何切实帮助学生发展高级思维能力和提高合作学习能力，还是值得教师进一步研究的。对于“生命起源”的讨论，教师即可运用论证工具（Showing Evidence ）进行课堂教学。教师要预先发展一个专题生命的起源（如图5），指导学生建立证据并为证据评分，建立论点，连结证据到论点并且为它的支持度评分，评鉴论点，使用“呈现报告”和“教师/ 小组意见功能”来评价结果。把科学视为一种论证，鼓励学生对所得证据和探究结果进行论证和解释，这不仅可以让学生充分认识证据在探究中的重要性，还可以让学生更清晰地认识到证据和理论的区别，增进他们对科学本质的认识。除此之外，基于生物的微观性和运动性等特性，未来新兴技术如3D打印技术、可穿戴式技术和虚拟及远程实验室等的应用，相信能够更好地让学生理解生命变化的过程，获得更好的探究体验。信息技术对于初中生物实验课堂的优化是令人期待的。 参 考 文 献 1 董筱婷，胡苗苗 .2015 年地平线报告（基础教育版）朗读J. 浙江教育技术，2015（4）. （责任编辑：符洁）- 全文完 -