浅谈高中生物仿真实验室的教学模式

陈金喜��

摘 要：仿真生物实验室是指根据一定的生物学教学目标和要求，利用计算机创设一定的可视化实验操作环境。其中每个可视化仿真物体代表一种实验仪器或设备，建立符合生物学核心素养的评价体系。再利用对比实验教学法将完善后的仿真生物实验室教学模式应用于高中生物学实验教学中的一种新型微观教学模式。

关键词：仿真；生物实验；核心素养；微型教学

一、 仿真实验的定义

1989年美国弗吉尼亚大学的威廉·伍尔夫（William Wol）教授首次提出“仿真生物实验室”，仿真生物实验室是指根据一定的生物学教学目标和要求，开发者利用计算机创设一定的可视化实验操作环境，其中每个可视化仿真物体代表一种实验仪器或设备，师生通过操作这些仪器和设备，完成各个生物学实验。

威廉·伍尔夫（William Wol）教授提出仿真实验，是对传统生物学实验课堂的补充，当时只是为了能让不同地域的人们进行交流，这种打破传统实验束缚的新型实验模式很快成了国外的研究热点。相比之下，我们国家对仿真实验的研究比较晚，还处于理论的探索阶段。现有关仿真实验室的理论研究，主要是从其定义、发展史、特点、优点和不足进行阐述。目前仿真实验室主要类型包括探究性实验和验证性实验两类，探究性实验比较灵活，实验者可根据需要选择实验器具。据统计，在近些年涉及仿真实验的研究大部分是将其应用于大学或中学的物理实验和化学实验教学中，很少用于生物学实验教学。

二、 仿真实验的发展前景

十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》对高考改革作出了系统的部署。“3+3”高考考试模式的提出，意味着国家重视学生的学术性和技术性的培养。改变基础教育课程教学方法势在必行，将仿真生物实验室教学模式应用于高中生物学实验教学是解决传统生物学实验教学问题的重要途径，是提高中学生的实验操作能力、合作能力、推断能力、实验设计能力等多方面能力有效方法。

三、 仿真实验的实际应用

在平时教学研究过程中，对于实验的教学，本人大量的应用了仿真实验教学模式，而通過大量的教学实践证明，采用仿真实验大大提高了教学质量，学生对实验的掌握也更为轻松和牢固。

例如：高中生物必修一中的《绿叶中色素的提取和分离》实验，此实验的操作性强，对学生的动手能力要求大，实验本身的内容也多，导致很多学生在实验中频发错误性的操作，学生实验的现象也很难得到，实验失败率高达百分之五六十。所以在《绿叶中色素的提取和分离》实验授课时，本人在学生实验动手前先进行了仿真实验，让学生在进实验室前初步掌握实验的原理和操作流程及实验的注意要点。在学生进入实验室动手实验时就不会忙忙碌碌和慌手慌脚了，学生就可以更多的进行实验创新，可以更深层次发现实验、探究实验。

例如：必修二第3章第1节的《噬菌体侵染细菌的实验》，我们平时教学中要求学生要以此实验的学习迁移掌握好病毒侵染细胞的系统知识，如：HIV的侵染过程。但课本对《噬菌体侵染细菌的实验》只对于放射性检测作为重点描述，而噬菌体的放射性元素的标记过程没有很详细的陈述。故而，学生在学习的这个实验时很难进入到这么微观的知识当中，总是不清不楚的死记噬菌体侵染细菌的文字过程。但我利用仿真实验进行授课，还《噬菌体侵染细菌的实验》一个全部裸露在学生的面前，让噬菌体的侵染每一个细节以动态形式呈现在了学生的眼前，让学生进入了微观的病毒与细胞的世界里。

例如：学生在学习高中生物的那些发现实验时，目前只能停留在课本的文字描述。例如高中生物必修三第3章第1节中的《生长素的发现过程》系列实验，由于教学中这些实验都是无法进行实际操作的，学生只能在课本中空想回顾达尔文、鲍森·詹森、拜尔、温特等生物学家实验操作，根本无法进入实验情景中，这样给学生带来很多困境，对知识掌握也大打折扣。而本人在此系列实验的教学中，让学生进行仿真实验，让学生感觉是亲身经历地目睹了每个实验操作细节一样，完完全全地将每个实验操作收入眼中、刻在心中，从而达到彻底掌握这些实验的内容。

四、 仿真生物实验室研究的优、缺点

仿真实验室具有巨大的研究发展前景，同时给我们带来巨大的使用价值，特别是现在高考考纲要求加强学生的实验探究能力、知识迁移能力形势下，尤为凸显其重要的作用。仿真生物实验室具有高效性、灵活性、低成本，安全性、多样化、实践性等优点。但仿真实验室也存在一定的局限性，比如：开发难度大，推广受区域的影响，尤其是教育资源相对薄弱的地区，很难得到应用；第二就是具有一定的挑战性，仿真实验室是一项较为前瞻的研究项目，所以在很多方面上都在摸索、探讨中，挑战性极强。

参考文献：

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作者简介：

陈金喜，江西省赣州市，江西省赣州市章贡区赣州一中。