虚拟实验辅助高中生物实验教学的探索

孙振超

新课程改革不断强调要注重对学生创新能力和实践探究能力的培养，使得生物实验逐渐成为生物教学的重头戏。众多关于生物实验在中学生物教学中实施情况的调查和研究显示，我国中学生物实验教学效果不理想，原因有两方面：一是客观上做不了，二是主观上不想做。本文基于虚拟实验平台“NOBOOK虚拟实验室”的支持，结合实际教学现状，以具体的生物实验教学，探究虚拟实验教学的可行性和教学策略。

选取两组平行班（4个班）依次在机房进行验证性实验（绿叶中色素的提取和分离）和探究性实验（影响酶活性的条件），甲组平行班进行验证性实验，乙组平行班进行探究性实验，实践结束后让学生当堂完成问卷，实践结果以问卷的形式进行统计，甲组共发放问卷94份，收回有效问卷81份，乙组共发出问卷107份，收回有效问卷97份，统计分析结果如下：

学生在体验虚拟实验操作后，认为虚拟实验与传统实验相比有利有弊。虚拟实验显著的优点是简捷、方便，具有较高的安全性，可以不受时间、空间的限制来进行实验。而且整个实验耗时较短，操作方式新颖，增加了实验的乐趣。在操作环节中的一个亮点在于实验有很强的整体性，可以在短时间内进行高效的实验。但是，相比传统实验，本次体验的虚拟实验也存在一些弊端，如学生无法体验正式的实验操作，对一些气味、温度等无法进行感知，这就减少了实验本身所具有的趣味性，从提高能力的角度考虑的话，在电脑前的这种操作无法很好地锻炼学生的动手操作能力。

一、虚拟实验教学探究的研究结论

（1）实验资源的有效利用可以促进实验开展。笔者前期对多个学校的实验开展现状调研发现，学校配备的实验设备和实验资源都是基本满足新课标要求的实验仪器配制标准，但是研究中发现多数中学的生物实验教师对学校实验资源了解度不高。例如，某中学已经建立微生物实验室，但该校的几位生物实验教师却并不熟悉生物实验室的实验配置，且没有进行过微生物实验的操作，在与学生的访谈中得知学生对这一部分的实验有很高的期待值，这种现状是对实验设备和资源的浪费，学校应该更合理、更有效地利用好实验资源，可以开展更多实验内容。

（2）实验评价方式影响学生对实验的态度。结合教师问卷与学生问卷的结果可以看出，现有的实验教学模式下，很少设置实验评价环节，对学生生物实验课的考核形式只体现在生物期末试卷个别实验题的设置上，并没有全面考核、评价学生的实验操作能力。但是学生在调查中表示，希望生物实验课的评价方式为从手动操作、笔试和平时课堂表现三方面进行综合评定，这样可以让学生端正对实验课的态度，以认真的态度和严谨的精神投入实验过程。

（3）虚拟实验有利于激发学生的学习兴趣。虚拟实验作为一种新型的教学方式，打破了传统实验教学模式的局限，学生可以在虚拟实验界面内自行选择不同的实验进行操作，其中包含了很多没有条件在传统实验室进行的实验，这对激发学生的学习兴趣有非常积极的意义。

二、虚拟实验教学探究的研究反思

目前網络上适合中学生物教学的虚拟实验虽然已经初步成型，但仍处于不断改进完善的阶段，相较于真正意义的虚拟实验，教学中的虚拟实验设计仍有很多不足，比如操作模式是单一的人机操作模式，实验设计的流程过于简单，对于学生动手操作能力的培养比较欠缺。从整体的统计可以看出，学生在实验前对虚拟实验的了解并不多，但有较高的期待。在问卷中也体现出学生对这种实验模式的认同。但是由于本次采用的虚拟实验设计并不是非常成熟，学生在体验后对本次虚拟实验的优缺点也进行了分析，最大的问题是认为虚拟实验缺乏真实性，仅仅通过鼠标的点击完成实验缺少了实验中的真正乐趣，尽管实验操作简单，但没能很好地锻炼学生的实验动手能力，这是目前很多实验软件共同的问题，有待于不断完善优化。

参考文献：

[1]杨晓强.初中生物实验教学现状及其对策研究[D].烟台：鲁东大学，2013.

[2]李 勇.开放式教学在高中生物实验教学中的应用研究[D].长春：东北师范大学，2012.