利用信息技术提高初中生物学实验教学的有效性
2017-06-26郭艳菊天津市滨海新区大港海滨第四学校天津300272
郭艳菊(天津市滨海新区大港海滨第四学校天津300272)
目前初中生物学实验教学存在诸多问题,例如实验开出率低,以演示实验代替探究实验,以讲实验代替做实验,这与新课程的理念是相违背的,不利于培养学生的创新能力。如何提高初中生物学探究实验教学的有效性?笔者根据多年的教学经验,认为可将信息技术与生物学实验深度融合,信息技术具有可交互性、实时性、可共享性、可模拟性等特点,这些优势为生物学实验教学提供了必要的保证。充分将信息技术应用于生物学实验教学,可激发学生的学习兴趣,提高创新能力,实现生物学实验教学的有效性。
1 制作微课视频
1.1 展示实验细节,增强演示实验的效果有些生物学实验是需要教师演示的,例如洋葱鳞片叶表皮的撕取,叶的横切片的制作等,以往有2种做法:一是教师在讲台上演示,可见度低,只有前几排的学生能看到;二是利用展台演示,可见度高,但在操作过程中会因摆放仪器、调整角度等问题浪费时间,因此可将实验的操作过程剪辑制作成微课视频,在课上播放,既节省时间,又能增强实验的可见度,还能随时暂停强调实验的细节,提高实验教学的有效性。
1.2 再现或模拟实验过程有的生物学实验需时较长,有的是微观实验,还有一些实验因季节问题材料不易取得,有的实验难度较大,教师可利用信息技术将这些探究实验过程制作成微课,对实验过程进行形象直观演示,帮助学生加深理解实验过程,提高教学效果,这对提高生物学实验教学质量是有利的。例如“探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”实验,是8年级最后一个探究实验,在天津能找到水蚤的时间是5月底,此时学生已经会考完毕,笔者将此实验安排在课时较多的7年级进行,并将此过程制作成微课,8年级学习时再播放视频加深理解,效果很好。又如将“蚂蚁的通讯”“蜜蜂的舞蹈”、巴斯德的鹅颈瓶等实验制作成flash动画,既提高了学生的学习兴趣,激发求知欲,又使抽象的实验形象化。此外,教师可利用功能键进行任意播放、分解,直至取得较好的教学效果。
2 利用信息技术即时指导与评价
学生对显微镜的使用充满了新鲜与好奇,对于显微镜下呈现的显微图像,学生总以为观察到物像就是实验成功了,至于看到的是什么,学生并不太关心,怎样将显微世界呈现在学生面前,帮助学生理解知识?可在连网情况下,用电脑和手机登录同一个QQ,教师用智能手机将学生在显微镜下观察到的物像进行拍照或录像,将照片或视频发送至“我的电脑”,屏幕上就能立刻显示影像。笔者也经常利用懿文德软件,采用手机APP功能,将拍摄的图片、视频秒传至屏幕上,利用懿文德的编辑功能对影像进行标注、比较。例如教师将拍到的水蚤录像、小鱼尾鳍内血液的流动录像发送至大屏幕上,用笔标出跳动的心脏、3种血管,便于学生观察并学会如何对水蚤心跳进行计数、如何分辨3种血管(图1)。又如教师将各组学生制作的叶横切显微图像发送至大屏幕,学生对照教材辨认叶片每个部分的结构,理论联系实际。通过这种方法还可进行小组间的实验效果比赛,激发学生的竞争意识,培养学生的小组合作能力及严谨的科学态度。有条件的学校可建立数码互动实验室,便于教师演示、适时监控指导,每个学生均能得到教师的单独指导,便于师生进行良好互动,对观察的目标进行讨论;也便于展示和保存学生的实验结果;便于学生小组合作学习、自主学习,能极大地发挥学生学习的主动性,体现现代课堂的教学理念。
图1 水蚤
3 利用信息技术增强实验分析的直观性
有的生物学实验需要当堂测量数据并分析得出结论。传统的数据处理方法是在纸上记录、计算、绘图,费时较多,不利于提高教学效率。利用信息技术,教师可让学生分组将实验数据输入Excel表,根据需要输出柱形图或折线图等,其直观性强,可实现数据的快速采集、处理和分析,并即时得出结论。若发现数据出入较大,可当场及时补测,教师可当场评价学生的实验数据,培养学生严谨的科学态度,实现实验教学的有效性。例如“酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”实验,课前将Excel表设置好计算公式,实验时学生将实验数据填入表1、表2中的同时即显示折线图,学生立刻能分析出酒精、烟草浸出液对水蚤心率的影响,从而使学生理解要远离烟酒,学会健康的生活。又例如“精子与卵细胞的随机结合”实验,学生将精子与卵细胞随机结合情况的10组数据输入电脑,会立刻显示性别比,学生便能明白生男、生女的机会大致相等的道理。
表1 酒精或烟草浸出液对水蚤心率影响的记录表
表2 酒精对水蚤心率的影响
对初中学生来说有些生物学实验不太好理解,教师可制作互动软件,帮助学生理解实验。例如“绿叶在光下制造有机物”实验,学生对实验为什么要这样操作并不理解,笔者用懿文德软件制作了该实验的互动软件。首先采用倒推的方法帮助学生理解实验原理,大屏幕上先后出示问题:1)如何证明绿叶产生了淀粉?2)叶片本身是绿色的,对实验有没有影响?3)如何脱色?4)如何证明叶片中的淀粉是在光下产生的还是叶片原来就有的……在学生明白了实验原理后,让学生在白板上操作,利用拖拽的方法将仪器、材料等进行组装,演示该实验的操作过程、目的及实验现象,课下让学生在实验室开放的时间完成该实验。这样既简单又在有限的时间内增大了学生的思维容量,从而提高学生的实验设计能力。
4 利用信息技术实现资源共享
许多初中生物学实验耗时较长,例如“探究种子萌发的环境条件”“探究绿叶在光下制造有机物”等;初中生物学实验多,但课时少,又因为空间限制,给学生探索创新的机会较少,这在一定程度上限制了学生的能力发展。教师可让学生分组,在课下完成实验,让学生按照自己的意愿自主选择实验材料、自行设计实验,可以是重做教材上的探究实验,也可以改进教材实验,还可进行小课题研究,在探究实验或小课题研究中随时记录、拍照、录像,并将这些资料通过学习平台实现共享。现在大多数学校都选择了学生学习平台,学生拥有自己的学习空间,也有群体空间可互动交流。笔者为本校学生选择了乐教乐学平台,学生将实验的视频、照片、文本发送至小组、班级、学校或者教师,便于大家就实验进行讨论,教师也可及时给予指导。此外,师生还可将自己制作的实验微课发送至平台,便于平台上所有有需求的人进行借鉴,从而为实验教学提供了更广阔的领域。没有学习平台的学校也可通过微信、QQ等方式实现。这种方式利于学生主动参与学习,并自主控制,提高学生设计实验的能力,变被动学习为主动学习,实现实验教学的有效性。
虽然信息技术在指导实验教学方面有诸多的优势,但也有学者认为“人们更应该使教育回归生活,重视现实生活教育,面对面的教育是永远不可消灭的”。因此,用信息技术完全取代实验教学,让学生只通过观察视频和动画而不是亲自动手做实验的方法是不可取的。
[1]陈华杰.新课程背景下提高初中生物学实验教学有效性的策略研究.上海:华东师范大学硕士学位论文,2009.
[2]刘连芳.信息技术在初中生物教学中的应用.滨海教研,2015(1):35.
[3]钟永江,钟绍春,尹桂萍,等.用信息技术“点亮”物理实验:信息技术与物理实验课程整合的方法研究.中国信息技术教育,2009(1):46.