信息技术与生物实验教学实现有效整合的途径

摘 要: 信息技术与生物实验教学的整合,使生物实验教学的方式发生了重大的改变。本文通过实例阐述了信息技术、真实实验在生物实验教学中的地位和作用,在此基础上进一步说明信息技术与生物实验教学整合的途径与方法,使生物实验教学适应课程改革的潮流。

关键词: 信息技术 生物实验教学 整合

网络是一个巨大的知识库,它几乎囊括了生物学各个分支学科的最新成果,从而为生物老师获取和组织信息提供了前所未有的便利。网络使教师更新了知识,开阔了眼界,攫取了有用的资料,建立了内容丰富的备课资料库,使教学更富有创意,而且常教常新,并及时把生物领域的最新科研成果展示给学生,使生物实验教学充满新奇。

一、虚拟生物实验的优势

基于多媒体和软件开发的虚拟生物实验与传统真实的实验相比有其独特的优势。首先,将抽象的内容形象化是虚拟生物实验的主要特点。多媒体技术能多角度地提供声、像、图、文等,其信息量大,应用范围广,能有效唤起学生的学习兴趣,丰富其表象。在虚拟实验中,教师可利用计算机的可控制性进行精心设计,从多方向、多角度、多层次展示生物模型、生理过程等,促使学生形象化思维的形成。如:血液循环是个复杂的生理过程,只靠传统的真实实验用显微镜观察金鱼尾鳍内的血液流动,学生很难理解血液循环的全过程及发生在血液与组织细胞间的气体交换、血液成分的变化过程。借助于血液循环的多媒体模拟实验,学生能很直观地看到O2、CO2与红细胞结合或分离的过程,以及红细胞颜色的变化,使抽象、复杂的生理过程变得具体、直观,教学难点迎刃而解。其次,虚拟生物实验以多媒体计算机为基础,以虚拟软件为核心,充满了高新技术的气息,适应于当代学生追求时尚、敢于创新的个性特征。计算机强大的交互功能和虚拟软件友好的人机界面,有利于发挥学生的个性特长和培养学生共同解决问题的能力,能增强学生对生物实验的兴趣。此外,虚拟实验还可以克服受地理环境和条件的限制。如:地壳运动、原始生命的形成等在课堂上无法实验,但通过计算机的模拟能淋漓尽致地展现在学生面前,同时,还能获得大量有关的资料,化繁为简、化简为易,能激发学生的学习兴趣,还能发展学生的想象能力。信息技术的运用使生物实验教学的方式发生了重大的改变,给师生全新的感受。

二、虚拟生物实验的局限性

信息技术使生物实验教学充满了新奇、充满了活力,虚拟实验在生物实验中的地位日益突出,但其局限性还是客观存在的。虚拟实验是对真实实验的模拟,真实实验是虚拟实验的基础。在模拟过程中丢失了许多真实的信息,不利于对学生严谨求实的科学态度的培养,影响学生对微小变化和非正常信息的感受,不利于学生创新能力和发现问题意识的培养。

通过网络用计算机模拟实验过程,省时、直观,学生能形象地看到种子萌发长成幼苗,但这样做丢失了许多真实的信息,纯粹是直接告诉学生结果的“填鸭式”教学,不利于学生的科学素质的培养。我特地把这个演示实验改成学生分组实验,安排学生在国庆放假其间完成,在课堂上交流操作过程、实验现象及实验结果,一位女生的实验结果出乎意料,浸没在水中的3号种子发芽了,而2号种子没有发芽,引起了师生的认识冲突,全体学生一起对该实验分析原因,作出假设,继续设计实验验证假设,学生从中体验到科学研究的严谨、乐趣。

可见,网络环境下的虚拟实验与真实实验存在着本质的差别,这是虚拟实验永远无法替代真实实验的根本原因。

三、信息技术与生物实验教学整合的途径和方法

《基础教育改革纲要(试行)》中指出:“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科课程的整合。”有人对信息技术与课堂教学整合的模式进行过研究,认为信息技术与课堂教学整合的应用模式大致可以分为“创景导学模式”和“网络教学模式”。这些理论探究,对学科教学与信息技术整合的教学实践有重要的参考价值,同样适用于生物实验教学。生物实验探究是多侧面的活动,参照《全日制义务教育生物课程标准》,将实验探究定义为:包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、分析论证、得出结论、交流合作、发现新的问题等方面的完整的实验过程,信息技术与实验教学的整合是指将实验的某些环节在信息技术环境下进行,使两者有机结合(一些特殊的实验用虚拟实验代替),提高实验教学的效果。

(一)根据实验项目进行整合。

生物实验有的以观察实验现象为主、有的以验证结论为主、有的以测量为主、有的以理解生物概念和实验原理及实验仪器使用为主,对于偏重观察、数据收集处理和生物概念、原理理解的实验,教师可充分利用信息技术提供学习资源和信息交流平台。对于偏重验证和仪器掌握使用的实验用真实实验比较好,因为“眼过千遍,不如手过一遍”。但选择了实验类型之后并不是一成不变,教师应根据学生实际和实验条件灵活选择,可在同一实验中进行“虚”“实”交替,帮助学生理解生物概念和生理过程,提高学生学习生物知识的能力。

(二)按实验进程进行整合。

针对实验的不同环节,根据需要采用“创景导学模式”将信息技术整合到生物实验教学中,以创设情景,激发动机,从中发现问题。如:在“探究光对鼠妇生活的影响”的实验之前,播放学生捕捉鼠妇的镜头及搬开石块鼠妇四处逃窜的特写镜头,飘然而至的情景与背景音乐,给学生强烈的感官冲击,激发学生探究新知识的欲望。每个画面中都隐藏着一个知识点,让学生在进入情景的同时,从中去发现问题。现代信息技术的利用提高了学生实验探究的内部动机,为探究活动的顺利开展起了头。

(三)放开思想,让学生动手做,使生物实验教学充满活力。

网络教学让学生获得了丰富的知识和有关技能,为动手做实验做好准备,使学生在采集和测量空气中的尘埃粒子时,能想出新方法、新材料,不拘泥于教材中的实验器材和方法。如为吸附尘埃学生有的选择胶水,有的选择唇膏,有的直接用透明胶带代替载玻片收集尘埃并观察等,尽管实验的结果因此而有差异,但学生对自己的创新兴奋不已,收到意想不到的效果。

信息技术与生物实验教学的整合还处于试验探索阶段,还有较多的困难需要克服,还有不少问题需要研究解决。如:大部分教师技术教育理论缺乏、媒体技术薄弱,影响了教学媒体的合理选择和有效的设计、使用,信息技术的优势难以在生物实验教学中得到充分发挥;学生信息技术的应用水平差异较大,如何防止学生在网络上漫无目标地浏览、提高学生课堂浏览网站搜集信息的效率及有效性等一系列问题都需要在今后的实践中加以完善。教师应不断探索、总结信息技术与实验教学整合的方法、规律,努力打造出学生的知识与技能都得到创新和发展的高质量的实验课。

参考文献:

[1]恽如伟.中学物理虚拟实验教学软件的设计与思考.中国电化教育.www.省略,2003,(4).

[2]马宁,余胜泉.信息技术与课程整合的层次.www.etc.省略.

[3]肖俊婷,张海和.实验探究和网络教学整合的实践研究.生物学通报,2004,(1).