浅谈虚拟实验平台在生物中考实验考试复习中的辅助作用

丁煊

【摘要】生物实验操作已经列入中考考试范围，面对繁重的中考备考工作，借助虚拟平台进行实验操作复习，既能解决时间、实验材料等的限制，又能解决课后操作安全性的问题。借助虚拟实验平台进行中考备考复习，不仅可提高学生学习生物的兴趣，且能提高学生的动手能力，探究能力，从而提高学生的学习效率。

【关键词】虚拟实验平台;中考

2017年12月20日，广东省教育考试院正式发布《进一步推进高中阶段学校考试招生制度改革的实施意见》（以下简称《意见》）。《意见》明确，除语文、数学、外语、体育与健康4门科目外，至少将道德与法治、历史、物理和化学4门作为高中阶段学校招生录取科目;将物理、化学和生物中的实验操作纳入考试范围，实验操作成绩不低于每门科目考试总成绩的10%。

一、中考改革新形势下，学会运用新技术

将生物实验操作纳入中考考试范围，虽能提高学生学习生物的兴趣，能更好的培养学生的实际操作、创新、探究等能力，但是，对于教师的中考备考工作而言，备考时间也变得更加紧迫，压力也变大。

现在，在常規教学过程中，教师除了进行演示实验操作外，还需将课本中的实验操作常规化。对于学生而言，在课堂上进行实验操作，能进一步提高学习的兴趣，让学生从“学中做”变成“做中学”，这有利于进一步提高学生的核心素养。但是，在实际教学过程中，对于普通学校而言，各科目课程安排紧凑，实验室开放时间有限，实验材料准备不足、实验员缺乏等条件限制，让实验课安排变得艰巨，而且一般在常规班级实验课上，常常两个学生共用一套实验器材，实验操作时间减半，再加上实验的操作也不是均能取得成功，为了取得较好的实验效果，就得需要反复多次进行实验。因此，为了备战中考，教师常鼓励学生多利用课余时间进行练习，但课余时间由于实验器材的缺乏等原因，导致学生常常无法正常开展实验操作练习。条件的限制是中考新改革下的面临的大问题。

近年来，互联网和信息技术迅猛发展，教育信息化推广迅速。各种学习平台应运而生并随着国家的政策文件相继完善。教育部先后印发了《关于进一步推进职业教育信息化发展的指导意见》和《教育信息化2.0行动计划》等文件，不断推进职业教育信息化发展，多媒体技术、虚拟仿真技术、虚拟现实技术走入实验教学课堂中，因此利用信息化的新技术搭建一个学生可以随时随地开展实验的平台具有可操作性，这是生物化学实验教学与时俱进的改革。就像生物虚拟实验平台，是由学生进行观看或参与操作的一种实验方式，能弥补学生课外无法开展实验的不足之处。

二、借助虚拟实验平台开展实验练习的优势

随着新课改不断深化，力主要求提高学生的自主探究能力与高阶思维能力。实验教学是国家课程标准规定的重要教学内容，也是培养创新型人才的重要途径。相关研究表明，利用数字信息技术可以构建合适的实验环境从而激发学生的学习兴趣，提高学习效率。现在，随着学生获取知识的途径逐渐趋于网络化、信息化，虚拟实验也将越来越多地被应用到生物实验的教学中。

虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是将现有各种教学实验室虚拟化，可供学生在虚拟环境中自主探究学习。

（一）可反复多次实验，有效减少错误和安全隐患

中考备考中，有些生物的实验操作相对抽象、或枯燥、或无法直接动手操作、或限于条件无法演示，势必会影响到相关评价。因此如何将实验教学内容形象化、直观化、趣味化是教师急需解决的事情。而虚拟仿真实验教学是解决该问题实现生物实验操作复习效果的有效途径之一。虚拟实验平台系统内容丰富，把抽象知识具体化，包含实验室常见仪器设备、实验药品及实验材料，图文并茂地介绍，且模拟实验的整个操作步骤，将仿真动画以及操作说明有机结合起来，便于学生对实验操作的充分理解和掌握，起到辅助教师教学的效果。学生借助虚拟实验平台的操作，能有针对性的对中考实验操作或课本上常考到的实验进行反复多次的复习。同时，在实验操作过程中，错误的实验操作系统会给予提示，便于学生了解实际实验操作中的不足之处，加以改正，可以避免在考试中犯相同的错误。这样既能增加学生的练习次数，又能巩固学生的实验操作相关知识点，所以比常规中考实验备考纯理论掌握知识更具优势。而且，使用模拟实验操作平台的另一个优势还在于可以避免在实际实验操作过程中存在安全隐患的问题，让学生可以安心、规范实验操作。

（二）提供多种学习方式，提高学生学习的自主性

在中考备战压力之下，学生的地位常由主动转为被动，学生缺乏的主动性实际上就是兴趣的慢慢流失引起。在紧张的备考过程中，学生担忧实验操作的准确性，但又缺乏多次实验操作，势必会影响学生备考的积极性。虚拟实验台与真实实验台类似，可供学生自己动手操作，除了给学生提供一个更加生动有趣的学习环境外，还提供多种多样的学习方法，能提高学生学习的主动性。像显微镜的操作，如何取镜安放、对光、观察，在初一经过实验操作之后，期末考试可见学生掌握情况较好。但是，到初二中考复习时，发现学生的遗忘率还是较高，如果可以利用虚拟实验平台，提前让学生在网上按照提示要求，一步一步操作，一步一步复习，然后在实验室里再进行实体实验，这样双重复习的效果更好。这种复习方式，一来加深学生对实验操作步骤的掌握，二来，能在反复操作中有效避免在考试犯相同的错误，三能让学生更有信心备战中考。

三、将虚拟实验平台与中考备考工作结合起来

增加中考实验的考试能让学生在亲自动手体验的过程中形成正确的情感、态度和价值观，增强学生的学科核心素养，但备考的过程也繁重。如何将虚拟实验平台应用于中考备考中，有以下三个建议：

（一）寻找适合自己学校的虚拟网络平台

目前已知的虚拟网站平台非常多，如广东科技出版社，就设计了一个针对初高中生物的网络虚拟实验室（图3-1），还有初中的实验操作的有NOBOOK（图3-2）、矩道科技（图3-3）。虚拟网络平台大部分都需要收费，所以教师可以根据学校自己的实际情况进行有针对性的选择和安排。

（二）合理利用虚拟实验平台辅助教学

教师可在中考复习过程中，有效地利用网络资源，进行虚拟仿真实验复习，这样能有效补充实体实验教学中的不足。在常规实验教学中，展示台空间有限，投影仪清晰度不高，势必会影响学生观看教师的具体操作，所以借助模拟实验平台，可以将操作的展示最大化，最优化。具体做法是：首先，在实验复习课前，向学生告知指定虚拟仿真实验的网址，让学生带着目标上网学习。其次，将相关的实验学习知识目标、能力目标、技能目标等需要预习的内容罗列其中，让学生明确实验学习的内容和要求，对于提高生物实验复习效率有显著的作用。再次，在复习实验操作前，教师利用多媒体等手段展示虛拟仿真，学生根据虚拟实验的相关操作要求，进行具体实验操作，教师教室巡查时指正。最后，指导学生在家可借助虚拟实验平台对实验进行复习，反复操作，加强练习直至掌握熟练。

在中考备考过程中，教师的角色非常重要，课堂上进行的实验操作，教师既要点明操作要点，注意事项，又要指导学生顺利完成实验操作。但是面对班级人数达到50人的复习教学中，很难做到一一落实实验操作情况，一一纠正学生操作中存在的问题，难免会使备考过程中学生出现懈怠、消极负面情绪。如果课后能借助虚拟实验平台解决存在问题，既能提高信心，也能让学生加深对课程内容记忆，督促学生在实验操作的过程中不断进行思考，提高学生的兴趣，为取得良好的教学效果打下基础，也能为高中生物知识的学习奠定坚实的基础。

（三）建立评价体系，合理安排课后操作时间

如何让学生通过虚拟实验平台，加强以及提高实验操作技能，这就需要建立一套评价体系。每一个实验都有实验的目标，操作方法、实验过程中的注意事项以及实验的预期效果，这些都是学生需要了解掌握的。虚拟实验操作会后获得相对应的分数，这个分数可以作为学生平时实验的参考分数，这样能促使学生有目的性的加深对理论知识的掌握，增强学生的实践能力和观察总结能力，更有利于提高学生实践的积极性。

广东省的生物中考考试时间是在初二的下学期进行，平时授课、备考课时就相对紧张，现在加上考实验操作，时间更为紧迫，为了让学生熟练操作实验，除了在校期间常规实验操作训练之余，周末的课余时间也可充分利用起来，让学生利用周末时间，借助虚拟实验平台软件进行实验操作。

四、实践和网络携手配合，共促学生高质发展

总的来说，在忙碌的备考中过程中，借助先进的信息技术能辅助常规教学，收到一定效果。但是，虚拟实验平台虽能弥补常规实验操作条件限制下的不足，提高学生的积极性，但真正的实验操作还需正常安排开展，可两者协调配合，共促学生高质发展，在中考中取得优异成绩。

【参考文献】

[1]张慧.基于虚拟实验技术的新课改背景下生物实验教学的有效途径[J].课程教育研究，2020（23）：40-41.

[2]韩昕蕾.初中生物教学中虚拟实验的应用[J].启迪与智慧（中），2020（05）：60.

[3]中华人民共和国教育部.教育部：关于进一步推进职业教育信息化发展的指导意见发布[J].天津中德应用技术大学学报，2017（4）：12.

[4]中华人民共和国教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[Z].教技[2018]6号，2018-04-13

[5]王林华，邱结肖.虚拟仿真实验在高职生物化学实验教学中应用模式探索[J].广东职业技术教育与研究，2020（04）：149-152.

[6]王晓婉.虚拟实验在初中生物教学中的实践与应用[D].河南：河南大学，2017.