虛擬實(shí)驗(yàn)在農(nóng)村高中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究

李成云 徐旭

【摘 要】在高中生物學(xué)課程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，鍛煉其獨(dú)立自主完成實(shí)驗(yàn)的操作能力，在掌握實(shí)驗(yàn)原理、操作技能的基礎(chǔ)上更好、更全面地認(rèn)識和理解生物科學(xué)，對于學(xué)生學(xué)習(xí)生物來說有著積極作用。但是當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)課堂由于多種因素影響，在推行實(shí)驗(yàn)科學(xué)的力度上和效果上都不十分理想。

【關(guān)鍵詞】高中生物 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 虛擬實(shí)驗(yàn)

一、生物教學(xué)大綱對生物實(shí)驗(yàn)的要求

《中學(xué)生物教學(xué)大綱》第一次把學(xué)生實(shí)驗(yàn)和教學(xué)要求以及相關(guān)知識點(diǎn)用表格的形式羅列出來，使知識點(diǎn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到的教學(xué)要求層次較舊大綱具體而明確，這符合心理學(xué)規(guī)律。因而初中生物教學(xué)既應(yīng)切實(shí)落實(shí)大綱對知識點(diǎn)的具體教學(xué)要求，又應(yīng)切實(shí)落實(shí)大綱對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的具體教學(xué)要求。中考和高考實(shí)驗(yàn)考查的轉(zhuǎn)向，即：由簡單機(jī)械的記憶實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識向?qū)?shí)驗(yàn)的原理、思想和實(shí)驗(yàn)策略的理解這個(gè)層次轉(zhuǎn)化，尤其重視對學(xué)生考查綜合處理理由的能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。隨著現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和教育改革的不斷深入，學(xué)生所學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容和數(shù)量都經(jīng)歷了較大調(diào)整，與之相呼應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式也面對變革。為此，生物教學(xué)活動革新的基礎(chǔ)是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方面的教育教學(xué)。當(dāng)前中學(xué)生物課堂中，學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)中可以了解生物學(xué)這門特殊的自然科學(xué)，在掌握和理解相關(guān)生物知識時(shí)才能更加淺顯易懂，不過在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，因多種因素影響，出現(xiàn)了較為尷尬的教學(xué)局面，影響著教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)。比如，課程中生物實(shí)驗(yàn)所需要材料過多，缺乏相關(guān)材料實(shí)驗(yàn)就無法正常進(jìn)行；有些實(shí)驗(yàn)則是在耗費(fèi)成本上過高，無論是器材、時(shí)間等都不允許；有些則是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身充滿了危險(xiǎn)性以至于無法開展，結(jié)果造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課堂中地位尷尬，無法充分發(fā)揮自身的輔助教學(xué)效果，所以對于很多以演示實(shí)驗(yàn)來輔助教學(xué)、幫助學(xué)生認(rèn)知和了解的課堂中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展困難重重。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用價(jià)值

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展對于高中生物課堂來說益處多多，它是提升生物學(xué)習(xí)效率的好幫手，能夠節(jié)約教學(xué)成本，降低教學(xué)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)器材消耗度，保障設(shè)備安全和實(shí)驗(yàn)人員安全，便于開展實(shí)驗(yàn)檢測。同時(shí)由于傳統(tǒng)生物教學(xué)中，不少實(shí)驗(yàn)存在一定危險(xiǎn)性，為了降低這些危險(xiǎn)，操作規(guī)章制度繁多，學(xué)生們在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中也無法充分地享受實(shí)驗(yàn)樂趣，且實(shí)驗(yàn)條件易受影響，學(xué)生們經(jīng)常在教師的指導(dǎo)下還是錯誤多多，最終只能通過演示實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生看看了事。面對這種情況，無論是從保護(hù)儀器設(shè)備、學(xué)生人身安全和求知欲、好奇心哪個(gè)角度出發(fā)，選擇虛擬實(shí)驗(yàn)都是勢在必行。比如，讓學(xué)生提前通過虛擬實(shí)驗(yàn)的練習(xí)操作了解實(shí)驗(yàn)過程和需要注意的事項(xiàng)，然后在實(shí)際操作過程中再加以實(shí)施，不僅能夠提升他們的認(rèn)識和了解程度，而且可以規(guī)避不必要的風(fēng)險(xiǎn)，也能夠降低實(shí)驗(yàn)損耗。從更高的層面上講，這無疑是為學(xué)生提供全方位、開放性操作環(huán)境、改善傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)缺陷的好方式。虛擬實(shí)驗(yàn)的開展能夠突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間和條件的限制，自由地進(jìn)行操作，尤其可以對學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)操作情況進(jìn)行監(jiān)測評價(jià)，掌握學(xué)生的薄弱處和失誤區(qū)，利用虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)。作為中學(xué)生物學(xué)課堂教學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)是對學(xué)生實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維培養(yǎng)的一種基本手段。然而有時(shí)常會因?yàn)閷?shí)驗(yàn)器材自身所存在的局限性，所以全體同學(xué)就無法直接清楚地觀察到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以至于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果會受到影響；有時(shí)卻因?yàn)檫@個(gè)生物現(xiàn)象自身就是一個(gè)比較微觀的領(lǐng)域，沒有辦法直接進(jìn)行操作等因素，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中無法獲得對于相關(guān)實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識，也就不能把握整個(gè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)規(guī)則、原理及現(xiàn)象；有時(shí)候由于實(shí)驗(yàn)自身就存有某些方面的不足之處，便會使得學(xué)生很難出現(xiàn)較為豐富的聯(lián)想，依據(jù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)而分析出它的實(shí)驗(yàn)原理則難于完成等。實(shí)驗(yàn)具備有趣生動和形象逼真的特點(diǎn)，在形成生物概念、得出生物規(guī)律前能夠?yàn)閷W(xué)生營造出鮮活的生物場境，對學(xué)生生物的學(xué)習(xí)表現(xiàn)出重要的現(xiàn)實(shí)作用。作為一名生物教師，首要任務(wù)就是：盡最大努力的給學(xué)生創(chuàng)設(shè)展現(xiàn)出形形色色的生物現(xiàn)象和豐富多彩的生物教學(xué)場景。由此看來，積極推進(jìn)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ俏覀儽仨毴プ龅闹匾蝿?wù)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)踐過程，學(xué)生需要自主動手實(shí)際操作和細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。目前不管在技術(shù)方面還是運(yùn)用其策略上通過網(wǎng)絡(luò)展開的教學(xué)都已經(jīng)非常成熟，其發(fā)展步伐可謂迅速，但由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著近距離性和實(shí)踐性的特點(diǎn)，因此在組織實(shí)施上存在著很大的困難，這自然也就成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，也是制約教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵理由。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展快速，它是在計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)二者的有機(jī)結(jié)合中出現(xiàn)的。虛擬實(shí)驗(yàn)的含義隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展孕育而生，隨之出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)，向人們顯示出了科研策略和信息社會下學(xué)習(xí)情境的發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式作為傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)的有益補(bǔ)充已成為增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐操作能力、優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量和提升教學(xué)水平的關(guān)鍵策略。

總之，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂尷尬境況的改變可以通過引進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)來進(jìn)行，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生動手能力、學(xué)習(xí)能力，降低實(shí)驗(yàn)成本有積極意義，可大力推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]趙進(jìn)，陳士元.對待初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師要規(guī)范更要創(chuàng)新[J]中國現(xiàn)代教育裝備，2011（8）：94-95.