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对于初中生物学科来说,生物课堂教学不仅包括生物理论知识,还有生物实验教学。具体来说,形式多样的实验包括教师示范实验、学生分组实验,还有环境调查实验,等等。实验教学效果不仅决定着课堂教学质量,而且还影响着学生生物科学素养的提升。但是由于条件的限制,一些实验,比如微观实验,是无法通过现有的仪器进行实际操作的,这或多或少制约了学生对其教学内容的直观理解。对此,教师可以通过现代教育技术手段,对其实验过程进行改进,或者模拟,在帮助学生理解教学内容的同时,也能助力教师轻松教学。本文结合教学实际,在尊重学生主体地位的基础上,谈一谈“借助现代教学技术,提升初中生物实验教学质效”的体会,以供参考。
一、借助实物投影技术,增强实验的真实性
生物教学内容涉及生物宏观与微观方面的知识,对此进行解析,必要的演示实验是必不可少的。通过演示实验,不仅可以让学生获得更为直观的感性认识,帮助他们更为准确地理解和掌握相关生物概念与知识;而且还能帮助他们发展观察、分析等思维能力,助力科学核心素养形成。在课堂教学中,借助演示实验,不仅能够突破相关教学重点与难点,而且还能激发学生兴趣,帮助学生体验感知实验的真实性。
由于演示教学的局限性,比如,针对“草履虫模型”以及“叶片结构模型”等这一类的演示操作。由于涉及微观世界,教师尽管能够进行操作,但在学生眼中只能看到教师的操作过程,无法直接感知实验结果;而让全班学生轮流上台观察实验结果,既不现实也不符合课堂教学需要。如有可能,可以将这些微观观察结果或者演示过程,利用交互式电子白板的实物展台功能展现到白板上面。这样,学生坐在座位上也能清晰地感知和观察教师的操作与实验结果了。
又如,针对《人体泌尿系统的组成》这一课的教学。由于人体的肾单位结构相对复杂,仅靠相关抽象知识或者教学挂图,学生理解起来难度较大。通过交互式电子白板技术,从其存储系统中调出相关图片,然后用电子白板绘制相关结构模式图。通过师生互动、人板互动形式强化主动参与,一来可以激发学生兴趣,调动他们的参与欲望;二来也能将其抽象化为具体生动,帮助他们理解巩固相关教学知识。
二、借助录像技术,再现实验的模拟性
对于实验教学来说,演示实验通过实物投影技术只可以放大,而不能无限反复循环。但对于部分学生来说,并不全是只通过一遍观察,就能彻底理解掌握。有的学生甚至需要两遍、三遍,或者更多遍才能真正理解掌握,才能够驾驭实验。而要让教师不停地作演示实验也不太现实,更不科学。因而,如有必要,可以对演示实验通过录像技术将其保存,或者制作成微课,让学生根据需要随时点开播放,进行反复观察,助力加深理解。
比如,针对《绿色植物是有机物的生产者》这一课中的演示实验“探究绿叶在光下制造有机物”。从内容来看,较为枯燥乏味,学生不感兴趣;教师直接讲解,效果自然不佳。对此,最好的方式就是采取演示实验,以便给学生直观体验。但由于光合作用演示实验时间较为漫长,一般需要2~3天时间,加上天气因素,还有用酒精溶解叶片有一定的危险,因而,对此最好的方式就是不让学生直接观察,而是通过录像技术将其实验过程制作成实验录像。观看实验录像,让学生认识到光在绿叶合成有机物中发挥了重要作用。这一录像演示实验,可以通过调节控制播放时间,让学生在课堂规定时间内熟悉实验过程,了解实验原理与结果。学生也可以根据自己的需要,反复播放演示实验,以便最终理解掌握光合作用相关知识、概念与实验原理。这里教师需要注意的是,录制实验一定要事先做好准备,保证其在安全的情况下进行。
三、借助数码显微技术,放大实验的科学性
数码显微技术,通俗地说就是将光学显微镜和先进的光电转换、液晶屏幕等技术有效结合在一起,属于一种比较先进的高科技教学。由于许多生物实验属于微观领域的观察实验,过去大多靠双眼观察,不仅容易出现疏忽,而且还比较辛苦;而借助数码显微技术,却能将传统的双眼观察转换为显示器观察。这样,不仅可以放大观察效果,而且还能将一人观察扩展为全班观察,有效地增强了观察效果。
比如《单细胞生物体》这一课的实验教学。虽然通过教学挂图也能让学生清晰感知草履虫、酵母菌的形态结构,但是那毕竟较为抽象,学生的理解往往停留在表面;即便通过显微镜观察水滴,也只能观察到大概,无法真实再现微观世界;尽管进行分组实验,但是学生观察时间有限,只能观察到相对静止的状态,无法再现其动态。但是,通过数码显微技术却不一样,不仅再现了整个微观动态变化,而且还能让其课堂教学充满活力。把一滴水滴到载玻片上,将载玻片放到数码显微镜下,然后通过大屏进行观察。这样,不仅可以观察到草履虫、酵母菌的结构,而且还能观察到他们的动态世界,即草履虫的纤毛运动,还有小球藻、小动物在捕食,等等。通过数码显微技术,学生就会看到“一水一世界”。他们在惊叹中不仅加深了对相关知识点的理解,而且还能激发探究科学世界的兴趣,同时也为其科学素养的提升进一步奠定基础。
四、借助多媒体技术,演示实验的生动性
对于生物实验教学来说,有些实验可以做,但有些实验仅凭现有的实验器材、实验条件是无法再现的。对此,教师可以借助多媒体技术,进行模拟实验。如果精通多媒体技术,可以自己设计制作Flash动画;或者利用教学资源,乃至通过网络下载现有的动画资源,进行模拟实验,比如食物消化和吸收、细胞分裂,还有动植物的生长、血液循环等过程。模拟情境的运用,能激起学生浓厚的认知兴趣和强烈的学习动机,从而有效突破难点。
以《尿液形成的过程》一课的教学为例。具体来说,需要讲解“通过肾小球的过滤”和“经过肾小管的重新吸收等”兩个主要的过程。血液先经过过滤形成原尿,再经过重新吸收才会形成尿液。血液、原尿、尿液三者演变的过程以及成分都比较复杂,如果仅靠教师口头讲解很难达到预想的效果。但是,通过动画却能将这变化过程演示得清清楚楚。具体来说,可以用各种颜色、圈圈代表不同成分,比如红色代表血细胞、黑色代表无机盐,等等。当动画视频在演示“尿液形成的过程”时,不同颜色的圈圈从入球小动脉进入肾小球中,一部分圈圈就会经过肾小囊过滤;接着在通过肾小管时,又有一部分不同颜色的圈圈被肾小管外面的毛细血管重新吸收;最后剩下的才会经过肾小管流出,成为尿液。这样一来,过去无法讲解清楚的变化,却能通过视频动画生动再现。
实践证明,借助多媒体技术,不仅能让课堂实验教学变得直观形象、生动有趣,而且还能突出重点、化解难点,帮助学生准确把握教学内容,助力教学精彩生成。
总而言之,对于生物这门科学性强的学科来说,实验教学极为重要,不仅帮助学生将其抽象概念、变化过程变得更为具体形象,而且还能激发学生兴趣,培养学生科学素养。整合现代信息技术,充分借助实物投影、录像、数码显微以及多媒体技术,让其实验教学变得丰富多彩、科学有趣,在推促实验教学生成精彩的同时,有效提升其科学核心素养。
(作者单位:甘肃省张掖市甘州区梁家墩镇中心学校)
(责任编辑 晓寒)
一、借助实物投影技术,增强实验的真实性
生物教学内容涉及生物宏观与微观方面的知识,对此进行解析,必要的演示实验是必不可少的。通过演示实验,不仅可以让学生获得更为直观的感性认识,帮助他们更为准确地理解和掌握相关生物概念与知识;而且还能帮助他们发展观察、分析等思维能力,助力科学核心素养形成。在课堂教学中,借助演示实验,不仅能够突破相关教学重点与难点,而且还能激发学生兴趣,帮助学生体验感知实验的真实性。
由于演示教学的局限性,比如,针对“草履虫模型”以及“叶片结构模型”等这一类的演示操作。由于涉及微观世界,教师尽管能够进行操作,但在学生眼中只能看到教师的操作过程,无法直接感知实验结果;而让全班学生轮流上台观察实验结果,既不现实也不符合课堂教学需要。如有可能,可以将这些微观观察结果或者演示过程,利用交互式电子白板的实物展台功能展现到白板上面。这样,学生坐在座位上也能清晰地感知和观察教师的操作与实验结果了。
又如,针对《人体泌尿系统的组成》这一课的教学。由于人体的肾单位结构相对复杂,仅靠相关抽象知识或者教学挂图,学生理解起来难度较大。通过交互式电子白板技术,从其存储系统中调出相关图片,然后用电子白板绘制相关结构模式图。通过师生互动、人板互动形式强化主动参与,一来可以激发学生兴趣,调动他们的参与欲望;二来也能将其抽象化为具体生动,帮助他们理解巩固相关教学知识。
二、借助录像技术,再现实验的模拟性
对于实验教学来说,演示实验通过实物投影技术只可以放大,而不能无限反复循环。但对于部分学生来说,并不全是只通过一遍观察,就能彻底理解掌握。有的学生甚至需要两遍、三遍,或者更多遍才能真正理解掌握,才能够驾驭实验。而要让教师不停地作演示实验也不太现实,更不科学。因而,如有必要,可以对演示实验通过录像技术将其保存,或者制作成微课,让学生根据需要随时点开播放,进行反复观察,助力加深理解。
比如,针对《绿色植物是有机物的生产者》这一课中的演示实验“探究绿叶在光下制造有机物”。从内容来看,较为枯燥乏味,学生不感兴趣;教师直接讲解,效果自然不佳。对此,最好的方式就是采取演示实验,以便给学生直观体验。但由于光合作用演示实验时间较为漫长,一般需要2~3天时间,加上天气因素,还有用酒精溶解叶片有一定的危险,因而,对此最好的方式就是不让学生直接观察,而是通过录像技术将其实验过程制作成实验录像。观看实验录像,让学生认识到光在绿叶合成有机物中发挥了重要作用。这一录像演示实验,可以通过调节控制播放时间,让学生在课堂规定时间内熟悉实验过程,了解实验原理与结果。学生也可以根据自己的需要,反复播放演示实验,以便最终理解掌握光合作用相关知识、概念与实验原理。这里教师需要注意的是,录制实验一定要事先做好准备,保证其在安全的情况下进行。
三、借助数码显微技术,放大实验的科学性
数码显微技术,通俗地说就是将光学显微镜和先进的光电转换、液晶屏幕等技术有效结合在一起,属于一种比较先进的高科技教学。由于许多生物实验属于微观领域的观察实验,过去大多靠双眼观察,不仅容易出现疏忽,而且还比较辛苦;而借助数码显微技术,却能将传统的双眼观察转换为显示器观察。这样,不仅可以放大观察效果,而且还能将一人观察扩展为全班观察,有效地增强了观察效果。
比如《单细胞生物体》这一课的实验教学。虽然通过教学挂图也能让学生清晰感知草履虫、酵母菌的形态结构,但是那毕竟较为抽象,学生的理解往往停留在表面;即便通过显微镜观察水滴,也只能观察到大概,无法真实再现微观世界;尽管进行分组实验,但是学生观察时间有限,只能观察到相对静止的状态,无法再现其动态。但是,通过数码显微技术却不一样,不仅再现了整个微观动态变化,而且还能让其课堂教学充满活力。把一滴水滴到载玻片上,将载玻片放到数码显微镜下,然后通过大屏进行观察。这样,不仅可以观察到草履虫、酵母菌的结构,而且还能观察到他们的动态世界,即草履虫的纤毛运动,还有小球藻、小动物在捕食,等等。通过数码显微技术,学生就会看到“一水一世界”。他们在惊叹中不仅加深了对相关知识点的理解,而且还能激发探究科学世界的兴趣,同时也为其科学素养的提升进一步奠定基础。
四、借助多媒体技术,演示实验的生动性
对于生物实验教学来说,有些实验可以做,但有些实验仅凭现有的实验器材、实验条件是无法再现的。对此,教师可以借助多媒体技术,进行模拟实验。如果精通多媒体技术,可以自己设计制作Flash动画;或者利用教学资源,乃至通过网络下载现有的动画资源,进行模拟实验,比如食物消化和吸收、细胞分裂,还有动植物的生长、血液循环等过程。模拟情境的运用,能激起学生浓厚的认知兴趣和强烈的学习动机,从而有效突破难点。
以《尿液形成的过程》一课的教学为例。具体来说,需要讲解“通过肾小球的过滤”和“经过肾小管的重新吸收等”兩个主要的过程。血液先经过过滤形成原尿,再经过重新吸收才会形成尿液。血液、原尿、尿液三者演变的过程以及成分都比较复杂,如果仅靠教师口头讲解很难达到预想的效果。但是,通过动画却能将这变化过程演示得清清楚楚。具体来说,可以用各种颜色、圈圈代表不同成分,比如红色代表血细胞、黑色代表无机盐,等等。当动画视频在演示“尿液形成的过程”时,不同颜色的圈圈从入球小动脉进入肾小球中,一部分圈圈就会经过肾小囊过滤;接着在通过肾小管时,又有一部分不同颜色的圈圈被肾小管外面的毛细血管重新吸收;最后剩下的才会经过肾小管流出,成为尿液。这样一来,过去无法讲解清楚的变化,却能通过视频动画生动再现。
实践证明,借助多媒体技术,不仅能让课堂实验教学变得直观形象、生动有趣,而且还能突出重点、化解难点,帮助学生准确把握教学内容,助力教学精彩生成。
总而言之,对于生物这门科学性强的学科来说,实验教学极为重要,不仅帮助学生将其抽象概念、变化过程变得更为具体形象,而且还能激发学生兴趣,培养学生科学素养。整合现代信息技术,充分借助实物投影、录像、数码显微以及多媒体技术,让其实验教学变得丰富多彩、科学有趣,在推促实验教学生成精彩的同时,有效提升其科学核心素养。
(作者单位:甘肃省张掖市甘州区梁家墩镇中心学校)
(责任编辑 晓寒)