初中生物线上实验教学策略探讨

吴兰兰

［摘 要］文章通过教学内容的设计、教学组织形式的确定、教学评价指标的制订、师生多边互动的加强等四个方面，探索开展高效的初中生物线上实验教学的策略，为初中生物线上实验教学提供参考。

［关键词］线上实验教学；初中生物；策略

［中图分类号］    G633.91            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）21-0024-03

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》指出，生物学课程要高度关注学生学习过程中的实践经历，重视以评价促进学生的学习与发展［1］。有效的生物实验教学及其评价能使学生加深对生物学概念的理解，提升应用知識的能力；能帮助学生改进学习方式，形成核心素养。

近几年，全国各地广泛开展了线上教学，积累了丰富的线上教学经验。相较于线上学科理论知识的教学，线上实验教学存在诸多限制。实验器材缺乏、教师指导和反馈缺位等，使得学生开展线上实验的自觉性不足，有效性低下。而如何调动学生实验的积极性、如何有效指导学生开展线上实验，是教师亟待解决的问题。本文拟从教学内容的设计、教学组织形式的确定、教学评价指标的制订、师生多边互动的加强等四个方面对初中生物线上实验教学策略进行探讨。

一、设计线上实验教学内容

在开展线上实验教学之前，教师要研读新课标，结合教材内容和学生特点，认真分析实验的特性，包括明确实验类别（是验证性实验还是探究性实验）、判断实验器材是否易得、确定操作的难易程度及历时长短、分析实验结果是否清晰稳定等，进而分析实验教学的可行性、预期达成度和主要制约因素。随后教师可通过使用问卷星做问卷调查、布置课前作业等形式，了解学生的实验准备情况，包括是否准备好实验器材、能否理解实验原理等。在此基础上对即将开展的实验进行深入分析，设计适切且能有效促进学生核心素养发展的实验教学目标，选择优良的教学组织形式，设计实验教学流程和实施方案以及实验任务单、测试卷等，制订评价量表，为即将开展的实验教学做好充分的预设和准备，调动学生参与实验的积极性和主动性，确保实验教学顺利开展。

二、确定线上实验教学组织形式

针对不同特性和不同要求的实验，结合学生的实际情况，教师可采用不同的线上实验教学组织形式。

（一）开展学生家庭实验

缺乏实验设备是制约学生开展线上实验的重要因素。在教学实践中发现，部分实验的器材是比较容易获取的，对此教师应当鼓励学生积极获取器材和实施实验，做到应做尽做；部分实验的器材是不易获取的，对此教师可组织学生小组讨论，对原有的实验器材进行优化，或使用其他器材代替。如可用医用碘伏代替碘酒做“鉴定食物的主要成分”实验；用护手霜代替凡士林封堵鱼类侧线以探究鱼类适应水中生活的特征；用光滑的塑料写字垫板代替玻璃板；等等。除此之外，可简化部分实验操作过程，使实验变得更加简单便捷，如用家庭水培植物（如绿萝）的根观察根毛而不必培养萌发的种子；在小区植物或盆栽植物的枝条上套上透明塑料袋观察植物的蒸腾作用；用吹气球的方式初步测定肺活量；等等。还可以改进实验装置，如用透明塑料餐盒来观察蚂蚁的觅食行为；在长条气球一侧粘贴厚双面胶后对折来模拟气孔；等等。这样进行实验改进，不仅便于学生操作，还能保证实验效果，且能增加实验的趣味性。

在组织学生进行家庭实验时，教师要通过安排课前调查、布置预习作业、填写实验任务单等，帮助学生明确实验要求，熟悉实验原理和步骤，引导学生认真准备实验器材，细致实施实验，科学记录实验结果，将实验过程拍摄成小视频或照片，并完成实验报告（实验任务单）。学生在自主探究实验的过程中能充分发挥想象力，培养科学思维，锻炼动手能力，提升解决问题的能力。需要注意的是，教师应加强对学生的实验安全教育。一些存在安全隐患的实验不宜安排学生在家中开展［2］。

（二）进行线上演示实验

部分实验器材较难获取且操作过程相对复杂，学生较难自主完成，对此教师可事先录制好实验微课，并在线上直播教学时进行播放。教学时，教师可在一些关键步骤暂停，与学生共同分析实验目的、实验注意点等，帮助学生理解实验内容。例如，教师在线上演示“观察哺乳动物的心脏”实验时，先用手机或平板电脑录制实验过程，然后通过直播软件同步传输到学生学习界面，教师边演示解剖过程，边讲解心脏结构，并重点讲解重要步骤，通过提问、小组讨论、组织汇报等形式，帮助学生解决问题和理解知识。这种形式的线上演示实验，能保持教师与学生的实时互动，提高实验的可信度。

为保证线上演示实验的效果，教师在实验前需进行充分的预实验，对实验过程中可能出现的各种情况进行预设分析，并能够熟练和规范地操作实验。同时，线上演示实验的时间不宜过长，以保证学生处于最佳的学习状态。

（三）录制实验微课

有些实验过程复杂，历时较长，且实验效果不稳定，不宜在现场演示，对此教师可录制实验微课，将实验原理、方法、步骤渗透在实验微课中。如“探究阳光在植物生长中的作用”实验，因受外界因素的影响较大，在阳光不足或温度较低时无法取得理想的实验效果，对此教师可在适宜的天气开展本实验，并录制实验微课，利用微课开展直播教学。这种教学形式能避免实验受到干扰，使学生在较短时间内完成完整的实验，确保实验效果。

在录制实验微课前，教师要充分了解学生的实际情况，对实验重难点进行精准分析，并在讲解中有机渗透。在实验教学中，教师要组织学生开展讨论，引导学生制订实验方案，与学生保持互动并给予点评。实验微课应时长适宜，画面清晰，实验结果科学准确，有更强的现场感，确保学生始终是实验的参与者而非“观众”。

（四）精选实验视频、图片

对于一些操作性不强、侧重结果观测的实验，教师可以精选实验视频、高清图片等，将讲解或演示时不易体现出来的内容充分展示出来。例如，播放“模拟胸部呼吸运动的实验”视频，帮助学生掌握实验装置与人体构造的对应关系，理解呼吸运动与呼吸的关系；引导学生观察有关动植物细胞永久装片的高清显微图片，自主归纳动植物细胞结构的异同点；利用“血型鉴定”课件，让学生体验模拟血型鉴定的方法，了解和掌握人体血型的分类，认同验血在输血中的重要性。

利用实验视频、图片开展线上实验时，所提供的实验视频、图片需具有较高的清晰度，并与所用教材实验有较高的契合度。这就要求教师在选取实验视频、图片时要精挑细选，可利用一些视频剪辑软件对选取的实验视频、图片进行加工，使其更加契合教学实际。

（五）开展虚拟仿真实验

对于一些过程复杂、结果不稳定、操作存在安全隐患的实验，教师可引导学生利用仿真软件完成虚拟实验。例如，利用虚拟仿真技术开展“观察叶片的结构”实验，不仅能让学生熟悉实验操作步骤，还能让学生观察到清晰的叶片内部结构。又如，“探究酒精对水蚤心率的影响”实验的过程复杂，水蚤心率记录困难，严重制约了实验的正常开展。利用虚拟仿真技术开展此实验，能帮助学生准确识别水蚤的心脏，掌握记录水蚤心率的科学方法，使学生能在较短的时间内模拟完成整个实验过程，锻炼学生设置对照实验和科学探究的能力。

虚拟仿真实验在各地的运用水平存在差异，与本地区教材实验契合度高的资源较少，且成本较高。虚拟仿真实验的结果是预先设置好的，与真实实验的结果往往存在差距，教师需要针对不同实验的特点，选择适宜的教学策略，做到虚实结合，以便帮助学生探究和解决实验中的问题。

三、制订线上实验教学评价指标

线上实验的考核与评价应当贯穿整个实验教学［3］。制订科学全面的线上实验评价指标，能帮助师生明确实验目的、优化改进实验、规范实验操作步骤、提高实验达成度，从而将实验教学落到实处。

线上实验教学评价应做到过程性评价与总结性评价等多种评价形式相结合，教师、小组、学生多元评价主体相补充，知识、技能、情感多维评价内容相配合。通过考核学生实验准备情况、实验参与度、实验设计和操作水平、实验报告质量、科学思维水平（是否发表有见解的观点）、小组合作精神、出勤率等，全面科学地評价学生的实验学习情况，使实验教学评价更加精准，进而实现以评促学、以评促教，提高实验教学质量。实验评价可采用加权法，从不同维度设计评价指标，按照权重比例得出学生的最终实验成绩，完成科学考评。

四、加强线上实验教学师生多边互动

（一）巧用信息技术，强化师生互动

实验课前，教师可利用问卷星、直播平台的“投票”“在线表格”功能，了解学生实验准备、实验预习、实验方法的掌握程度、实验中存在的困难等情况，从而及时调整实验教学方案或进度。实验教学中，教师通过直播平台的“屏幕分享”功能，展示实时的或录制的实验过程，配合软件“发言”“聊天”等功能，及时联通师生，引发学生积极思考，充分发表见解。课后，教师通过问卷星、直播平台的“作业”功能，及时发布和收集学生的实验报告、实验视频、作业照片等，并进行科学评价和反馈。而学生可以通过“留言板”、私信、电子邮件等方式与教师沟通交流。

（二）展示实验成果，实现生生互动

学生在整个实验过程中可能会得出很多好的做法、成果，教师可以引导学生在直播平台上进行展示和分享。如通过直播平台的“屏幕分享”功能，学生可实时展示实验材料的选择、实验方案和实验过程的优化设计、实验结果的展示和分析、所获得的实验经验、做出的实验反思等。学生在展示汇报的过程中，可邀请其他同学进行互助点评，从而引发学生的思维碰撞，使学生体验实验成功的喜悦。通过展示和点评，实现了学生间的有效互动，锻炼了学生的倾听能力和质疑能力，培养了学生的科学思维和探究精神。

（三）开设视频会议，营造组间互动

教师可根据学生的学习能力和个性特点，对学生进行分组，提前培训组长视频会议使用方法。在实验方案的设计环节，教师可暂停直播，由组长召集小组成员召开视频会议展开研讨，教师则在不同会议室观看，了解学生的研究进度，引导小组间进行良性竞争，激发学生的集体荣誉感。如在进行“探究绿色植物在光下放出的气体”实验时，学生小组可在会议直播间中进行深入探讨，利用“开启麦克风”“互动批注”等功能，研讨实验方案，搭建实验装置等，最大限度地还原线下实验过程。

此外，线上实验教学需要师生能清晰直观地展示实验过程，分析实验现象并得出实验结论，这就要求师生双方配置良好的线上授课和学习的软硬件设备，包括电脑、摄像头、麦克风、手写板等。同时，教师还需要具备从大量网络资源及平台中甄别挑选最优实验教学资源和平台的能力，并能将获取的实验及教学资源有机融入课件、作业中，以便为学生提供最佳的学习资源，发挥线上实验教学的优势。

线上教学并不是产生于疫情期间的一种新兴事物，它已经经历了较长的发展历程，成为一种相对成熟且被广泛应用的教学模式。传统的线下实验教学无法用线上实验教学来替代，但是线上实验教学能够有效地辅助线下实验教学，因此线上实验教学与线下实验教学是相辅相成、相互补充的［3］。信息技术与线上教学的深度融合，使得实验教学更加高效、便捷，受到了师生的欢迎。在后疫情时代，线上教学作为一种顺应时代发展的教学方法不会消退，而是会进一步发展和完善。无论是否存在疫情，我们都可以将录制好的实验视频、微课等发布到网上以供学生随时观看学习，从而加深学生对实验理论的理解以及对实验操作的认知［4］。新时代的教师需要进一步思考线上教学的方法和策略，不断完善线上线下混合式教学模式，探索线上线下混合式教学的内在规律，充分发挥线上线下混合式教学的育人价值。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准：2022年版［M］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］  洪始娟. “网课”背景下的高中生物实验教学［J］. 实验教学与仪器，2020（9）：45-47.

［3］  王志琼，刘津彤，刘继明，等. 线上实验教学模式探索［J］. 科教导刊，2021（10）：137-139.

［4］  贺旭，刘华. 浅谈疫情期间分子生物学实验课的线上教学［J］. 医学教育管理，2021（S1）：98-100.