虚拟实验室在中学生物实验教学中的应用研究

王茹

【摘要】目前，鉴于虚拟实验室具备能够逼真的构建三维实验环境、仪器设备的能力而被逐步引入到中学生物实验教学中，成为实验教学改革的热点之一。本文分析了虚拟实验室在生物实验教学中的应用范围、应用优势，以期为广大中小学校及一线教師提供参考。

【关键词】虚拟实验室;生物实验;实验教学;应用

随着计算机网络及现代教育技术的不断发展，将虚拟实验室引入传统生物实验课堂已成为实验教学改革的热点之一，虚拟实验室通过构建逼真的三维实验环境、仪器设备和实验资源可有效的弥补传统实验教学中的不足，提高学生学习兴趣，改善教学质量，还能节省学校开支，减少实验废弃物排放产生的环境污染。

1 虚拟实验室在中学生物实验教学中的应用

中学生物学实验多采取学生分组实验，分组实验根据教学内容特点又可以分为验证性实验、探究性实验和同步性实验。

1.1虚拟实验室在验证性实验教学中的应用

验证性实验在新课结束后进行，以验证为目的，通常以形态和现象的观察为主，如观察叶片的结构，观察花的结构等。此类实验对学生基础知识的掌握程度要求较高，操作复杂且实验内容多。在虚拟实验室可以利用虚拟切片系统选择合适的组织切片，也可通过虚拟操作来完成切片的制作和观察，模拟实验操作的各个环节，最后观察验证相关知识点。

1.2虚拟实验在探究性实验教学中的应用

探究性实验能充分体现启发式教学的思想，由教师向学生提出课题和实验方法，学生通过思考、讨论提出自己的方案，然后主动的去操作、观察最后得出结论。如高中生物必修一探究细胞的吸水和失水及探究酶的专一性两个实验，通过虚拟实验室的教学程序为：①虚拟实验室预习模拟实验过程;②实体实验室正式开展实验;③分析讨论;④得出结论。在此类实验中虚拟实验室主要用于预习操作，使学生充分了解将要操作的实验及相应实验设计可能产生的实验结果，和实体实验室得出的结果有出入的，再进行讨论分析，从而总结出影响实验结果的各种因素。

1.3虚拟实验在同步性实验教学中的应用

同步性实验中实验讲解与操作同时或交替进行，实验内容跟所讲知识点结合紧密，学生需要通过实验加深对相关知识点的理解，通过实验实现对相关知识点从感性认识上升到理性认识。如七年级生物上册学习花的结构时，教师可以通过仿真解剖针按照解剖顺序依次展示花的各个结构及名称，配合讲述、总结，使学生对花的认识由表及里，符合初中生从感性认识上升到理性认识的认知规律。

2虚拟实验室在教学中的应用优势

2.1虚拟实验室可以开设更多的实验项目。由于实验课时、实验仪器设备及安全性等因素的限制，许多实验项目通过传统实验室都无法开设。虚拟实验室则可以完全弥补上述不足，通过仿真操作，学生的实验不再受时间、设备、场地等的限制，可以根据自身时间，学习进度及掌握知识的情况自主安排实验，增强了自主学习能力，实现对相关知识更好的理解掌握。

2.2虚拟实验室可以更好地培养学生的创新能力。中学生思维活跃，想法较多，在实验过程中特别是探究性实验过程中会提出很多新奇的问题，传统实验由于种种限制，很难满足学生的好奇心和求知欲。利用虚拟实验室，学生可以对自己提出的各种假设模型进行模拟，并且虚拟系统会直观的呈现出各种假设所产生的效果，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力。

2.3虚拟实验室可以帮助教师更好的维持课堂秩序，提高教学质量。传统实验教学中学生态度不端正，对待实验课的态度敷衍，教师要花费很大的精力维持课堂秩序，影响课堂教学效果。虚拟实验通过电脑终端将操作步骤动态的呈现在学生面前，很容易吸引学生的注意力，高度仿真的场景能够最大限度的激起学生的求知欲，减轻了教师的压力，使教师有更多的时间和精力去关注学生的学习情况，更好的维持课堂秩序，提高教学质量。

3结语

作为传统实验教学的补充和发展，虚拟实验室具有鲜活的生命力，它是一种全新的教学形式，有着传统实验教学不可比拟的优点，有利于激发学生兴趣，提高教学质量。虽然目前虚拟实验室还存在一些问题，但随着科学技术的不断进步和教育教学手段的不断更新，虚拟实验室在未来的中学生物学教学领域定会有很好的发展前景。

参考文献

[1]林凤屏，黄飞，陈必链.虚拟实验室在生物教学中的应用与研究[J].实验室科学，2016，19（2）：152-158

[2]王伟，陈辉.虚拟现实在医学教育中的应用[J].中国教育信息化，2007（3）：79-81

[3]蔡丁友.优课虚拟仿真实验室在化学实验教学中的应用[J].教育信息技术，2013（6）：13-15

[4]叶步伟，马德俊.虚拟实验技术及其在远程教育当中的应用[J].继续教育研究，2011（6）

[5]李丹.虚拟实验室在生物实验教学中的应用[J].课程教育研究：学法教法研究，2016，24：105-106

[6]辛允东.虚拟实验和真实实验的比较研究[J]，科技教育创新，2008年第10期