东师理想初中生物虚拟实验室软件在生物教学中的应用

苏海波

生物实验教学目标中有其中一小部分实验目标，在常规实验室中很难达成，还有另一部实验在短时间内很难观察到实验结果。于是，经常利用东师理想初中生物虚拟实验室软件来辅助生物学实验教学。

初中生物虚拟实验软件一、东师理想初中生物虚拟实验室软件的功能描述

软件功能有以下部分组成：演示和分租实验、探究实验、实验器材。

实验介绍：以文字形式介绍实验的目的、意义、器材、步骤、注意事项等。虚拟操作：以动画的形式或者工具软件的形式所提供虚拟实验操作的环境，支撑虚拟实验一系列的操作；操作演示：以动画所演示的正确的实验操作的步骤；实验仪器展示：以图片、二维或三维动画形式展示实验所涉及的主要仪器。

探究实验由实验仪器介绍、实验方案、支撑软件、实验指导四部分组成。实验仪器介绍：以图片、二维或三维动画形式展示实验所涉及的主要仪器；实验方案：以文字形式介绍探究任务分析、探究活动设计及学习成果评价方法；支撑软件：以动画的形式或者工具软件的形式提供了虚拟实验操作的环境，支撑了虚拟实验的探究；实验指导：以文字形式介绍实验的作用、意义、操作方法、注意事项及拓展实验等。

实验器材包括三维演示、二维演示、照片。

三演展示：采用参数化建模工具，对实验仪器按照仪器规格进行三维建模；能够对虚拟仪器及组成部件进行三维交互控制；二维演示：提供实验仪器的矢量图片；照片：提供实验仪器的照片。

二、东师理想初中生物虚拟实验室软件优点

1.实用性。有效解决了常规实验条件下难以解决的困难和问题。在常规实验条件下难以解决的问题大致有如下几种情况：反季节实验材料不易准备，如观绿色开花植物的结构层次，一则学习此内容时时至冬季，绿色开花植物不易准备，二则六大器官要同时在一株植物体上集中体现有难度；实验对象不好控制，如探究光对鼠妇生活的影响，这个过程是耗时、漫长的，活体小鼠妇很难控制，要想达到预期实验效果有难度；观察对象达不到观察效果，如观察植物的基本结构，实验室里学生使用的显微镜，只能看到植物细胞细胞壁和细胞核，至于其他结构，学生显微镜根本观察不到，这对于学生理解植物细胞结构有一定难度。观察动物细胞基本结构也存在同样问题；某些结构不易观察，如耳、眼等人体器官的内部结构；短时间不宜观察到结果，如演示实验种子的呼吸作用、分组实验绿叶在光下制作有机物等。然而，东师理想初中生物虚拟实验室软件的使用，使这些问题能够很顺利的得到解决。

2.系统性。它涵盖了初中生物学教材中的所有的演示、分组实验和探究实验。东师理想初中生物虚拟实验室软件，完全依据人教版生物学教材内容而来，分七年级上册、七年级下册、八年级上册、和八年级下册。在每一册实验内容中都包括分组演示和分组实验、探究实验，详实、具体、全面、系统地展示出每册教材中的实验、探究内容。

3.仿真性，按照原理实现虚拟仿真。每个实验，都按实验原理准备了二维、三维实验仪器，形象逼真，立体感极强。实验过程按实验步骤详实展开，如观察人体口腔上皮细胞实验，首先通过鼠标点取载玻片和盖拨片置于操作台上，然后点取干净的纱布，擦拭载玻片和盖玻片，点取滴管在烧杯中吸取生理盐水，在载玻片中央滴一滴，点取装清水烧杯涑口，点取消毒牙签在自己空腔内侧壁上轻刮几下，通过鼠标把牙签上带有碎屑一端放在载玻片上的生理盐水中轻轻涂抹几下，点取镊子，夹取盖玻片缓缓放平盖在水滴上，点取滴瓶中的吸管吸取碘液，加在盖玻片的一侧，然后用吸水纸在盖玻片的另一侧吸引，使碘液浸润标本全部，最后，我们就可以将制作好的人体口腔上皮细胞玻片标本放置显微镜下观察。整个实验过程与实际操作过程一样，仿真性极强。

4.实时性，可随时随地进行虚拟实验。东师理想初中生物虚拟实验室软件不受时间、实验室条件和实验内容限制，只要我们走进微机室，打开虚拟实验软件，通过选取，我们想操作哪个实验就可随时的来进行我们所选实验操作了。

5.可控性。它可以提供给我们能够动态调整实验参数，并且它根据实验的一系列要求来控制实验步骤所对应的虚拟实验环境了。如人教版的《生物学》，在七年级上册中，有一个“光对鼠妇生活的影响”，这个实验，在这一探究实验中，在纸盒中央两侧各放入5只鼠妇，静置2分钟之后，每相隔1分钟统计一次分别在明亮处和阴暗处的鼠妇数目，总共统计十次，并将统计结果填写于表格中，这里就提供了能够动态调整的实验参数，还有人教版《生物学》七年级下册中“馒头在口腔中的变化”等其他实验，绝大部分都给提供了能够动态调整实验的参数，并且根据实验的要求来控制实验步骤这些虚拟实验环境，实验操作的可控性强。

三、东师理想初中生物虚拟实验室软件在生物教学中应用

1.方便了生物学实验教学的组织、实施

目前，农村中学生物教学师资十分匮乏，没有专职的实验员，一般情况下，都是生物学教师兼职；加之学校实验教学经费有限；再加上有一些生物学实验它本身就具有了——实验步骤难、周期时间过长、成本费用过于高、危险性过大、甚至到最后都很有可能无法完成；所以说，实验教学中的实验现象观察比较困难，实验微观现象以至于无法展现；实验操作步骤很容易出现我们本能想不到的一些错误或不够规范等问题存在，要想如期完成生物学实验教学任务，困难极大。上述这些问题，是在常规实验教学中普遍存在的困难及问题，有了《东师理想初中生物虚拟实验室软件》，这些问题迎刃而解，节省了人力、物力。

2.易于突破生物学实验教学的重点、难点

在生物学实验教学中，有些实验原理或现象不易理解，如《耳和听觉》，对于耳学生视乎不陌生，但其详细结构学生又说不太清楚，至于听觉的形成对学生来就更难于理解了。这时就需要我们反复演示耳的结构，逐步启发学生操作、观察、分析，了解耳的结构，在此基础上启发学生探究听觉的形成，以突破实验教学的重点和难点。

3.利于生物学实验教学的知识拓展和应用

常规实验室的实验教学，尤其是分组实验，一个是课前准备工作量大，再一个就是课堂组织耗时、费力，一节课下来，能把实验完成就不错了，至于实验所包含的基本原理等很难拓展到实际生活中，而东师理想初中生物虚拟实验室软件的使用，使实验课时间充裕了，更利于将生物学实验知识进行拓展和应用。

4.便于生物学实验教学的重复、复习

为了能够讲清楚实验原理和现象这两方面，这就需要我们反复实验，或者随时随地来做一些演示的实验，这是常规实验所达不到这个效果。常规实验往往受实验条件、时间等限制，如叶的光合作用产生有机物，这个实验本身就复杂，实验前要放黑暗处进行暗处理，之后还要脱去叶绿素，时间很长，如果实验不成功，我们重复实验的可能性很小。还有，生物学期末复习时，老师很难有时间和精力把所做的实验再重新准备一下供复习使用。当这个时候，东师理想初中生物虚拟实验室软件就方便的多了，我们可以随时随地地操作。

通过东师理想初中生物虚拟实验室软件在教学中的应用，我对此软件有了充分的认识，它是生物学常规实验教学的一个有利的补充，它极大地方便了农村初中生物学的实验教学。

参考文献：

[1]刘艳红.初中生物学虚拟实验的设计与实施[J].生物学教学，2014，（10）：24-25.

[2]邹小红.浅析虚拟实验在初中生物实验教学中的作用[J].教育界，2013，（17）：124.

[3]金鑫.虚拟实验在初中生物学实验教学中的运用[J].中学生物学，2012，（04）：8-10.