信息技術(shù)優(yōu)化下的初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

■甘肅省山丹縣清泉學(xué)校 楊 鵬

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，它的本質(zhì)就是實(shí)驗(yàn)。初中的生物教學(xué)課程與其他年級(jí)的生物教學(xué)課程一樣，學(xué)生所得到的知識(shí)全都是前人做的有關(guān)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)所取得的成果，這些實(shí)驗(yàn)有的成功，也有的失敗。但是部分初中生物的教學(xué)課程只重視理論知識(shí)，忽視了實(shí)驗(yàn)部分，這十分不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索能力。本文主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行闡述：

一、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的感受與溝通

在實(shí)際操作生物實(shí)驗(yàn)的過程中，最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就是操作生物顯微鏡，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的實(shí)驗(yàn)都要利用生物顯微鏡才可以操作。但是在課堂教學(xué)的實(shí)踐過程中，教師經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生總是不能規(guī)范地使用顯微鏡，這就會(huì)使他們觀察的物體清晰度不夠。如果教師在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程中，合理地使用信息技術(shù)，就能督促學(xué)生更高效地感受、更科學(xué)地操作。例如，學(xué)習(xí)“水里的藻類植物”這一節(jié)課，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是對(duì)淡水藻類的水綿進(jìn)行觀察。大多數(shù)學(xué)生都可以依照下面的方法操作顯微鏡進(jìn)行觀察：首先將一滴清水滴在取來的載玻片中心處；其次在水滴中放下用鑷子夾取的些許水綿，并將其分開、平展；最后放上蓋玻片，制得臨時(shí)的裝片，用顯微鏡進(jìn)行觀察。盡管這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身很簡(jiǎn)單，但是在實(shí)驗(yàn)的操作過程中，總有學(xué)生在顯微鏡的使用方面存在很多不夠規(guī)范的點(diǎn)。針對(duì)這種情況，教師就可以在巡視時(shí)使用智能手機(jī)或者平板電腦記錄下比較典型的錯(cuò)處，上傳到教師與同學(xué)的互動(dòng)平臺(tái)上，讓全班同學(xué)吸取經(jīng)驗(yàn)，規(guī)避此類錯(cuò)誤再次發(fā)生。同理，學(xué)生考慮到實(shí)驗(yàn)的操作過程會(huì)有教師甚至所有人觀看，就會(huì)更加細(xì)致、規(guī)范地操作。當(dāng)然，現(xiàn)在許多學(xué)校生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)室都配置了數(shù)碼顯微鏡，教師可以幫助學(xué)生把其看到的水綿細(xì)胞的視野拍照、錄制下來，生成有關(guān)圖文或視頻。教師可以通過上傳的時(shí)間早晚、完成的水平來評(píng)出前三名優(yōu)秀學(xué)生或小組；還可以觀察每位學(xué)生上交的數(shù)據(jù)與答案，研究對(duì)比各位學(xué)生之間課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)情況，也能下載數(shù)據(jù)后展開分析。

參照此類實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生還可以觸類旁通。比如，學(xué)習(xí)“真菌”一課，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就是課后培養(yǎng)霉菌。有的學(xué)生使用家中簡(jiǎn)易的顯微鏡來觀測(cè)霉菌的外表，并且使用智能手機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察到的結(jié)果做出記錄。教師可以把學(xué)生交上來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果集中保存，并且在課堂上向大家一同展示。通常來說，學(xué)生使用早已掌握的知識(shí)和學(xué)習(xí)手段去獲取新的知識(shí)，不論他們?cè)O(shè)計(jì)出來的實(shí)驗(yàn)在細(xì)微方面是否存在漏洞，都是一種突破性的成功。

二、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣

在信息時(shí)代，越來越多樣化的學(xué)習(xí)方式給學(xué)生的聽、說、讀、寫、看提供了多種幫助。青少年的學(xué)習(xí)時(shí)間與成年人并不相同，他們的學(xué)習(xí)時(shí)間更加集中，主要是在線下課堂進(jìn)行學(xué)習(xí)，線上的學(xué)習(xí)形式十分少，這樣很不利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣。針對(duì)這種情況，教師就可以利用碎片化學(xué)習(xí)的時(shí)代特點(diǎn)，從多個(gè)角度嘗試，正確應(yīng)用信息技術(shù)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣。比如，教師可以向?qū)W生介紹一部分與試驗(yàn)有關(guān)、優(yōu)秀、專業(yè)的微信公眾號(hào)，如：中國(guó)生物技術(shù)網(wǎng)、生物探索、眾籌生物學(xué)夢(mèng)想實(shí)驗(yàn)室、科普中國(guó)等。通過這些公眾號(hào)，讓學(xué)生合理利用碎片化的時(shí)間閱讀有益的文章，練習(xí)繪制思維導(dǎo)圖，剖析文章構(gòu)思，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，最終增強(qiáng)自身的生物學(xué)素養(yǎng)。

三、增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)體驗(yàn)

生物這個(gè)學(xué)科同樣是一門對(duì)生物體的生命活動(dòng)與各種現(xiàn)象進(jìn)行研究的科學(xué)?？紤]到生物學(xué)所研究的對(duì)象是各種生命特征，教師應(yīng)該最大限度地利用信息技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)體驗(yàn)。比如，學(xué)生都學(xué)過氧氣、二氧化碳在人呼吸時(shí)的排入、排出原理。即人吸入外界含氧空氣，氧氣進(jìn)入肺中，因?yàn)樯矬w的細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用時(shí)要耗用氧氣，生成二氧化碳，所以，呼氣時(shí)，會(huì)呼出少氧和高二氧化碳含量的空氣。這個(gè)實(shí)驗(yàn)所需使用的工具如下：二氧化碳傳感器、氧氣傳感器、數(shù)據(jù)收集器、電腦、小口袋、膠帶。

實(shí)驗(yàn)方法：首先，把小口袋的底端切出兩個(gè)小洞，再把氧氣和二氧化碳傳感器的探頭與小洞連接起來，用膠帶把二者的連接處固定，切記要嚴(yán)密，不能讓氣體漏出，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。其次，將數(shù)據(jù)收集器與二氧化碳傳感器、氧氣傳感器相接，接著進(jìn)入所對(duì)應(yīng)的軟件系統(tǒng)，進(jìn)入“研究呼出氣體的成分”這一版塊，再將收集的參數(shù)調(diào)整為每秒一點(diǎn)，收集的時(shí)長(zhǎng)調(diào)為60秒。最后，對(duì)著小口袋呼氣，接著把口袋捏緊，把正常呼出的氣體留在袋里，觀測(cè)氧氣、二氧化碳傳感器窗口的具體波形變動(dòng)。

四、鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力

科學(xué)研究不簡(jiǎn)單，要求實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性，更要求具備科學(xué)的邏輯思維能力。有的教學(xué)內(nèi)容不能在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師就可以合理利用信息技術(shù)，使用新型的線上邏輯思維工具來鍛煉學(xué)生的相關(guān)能力。比如，學(xué)習(xí)“生命的起源設(shè)想與研究”，教材上的典型論據(jù)并不夠充分，不能滿足現(xiàn)在的新要求，教師與學(xué)生無法在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中找到直接的論據(jù)。就拿上面提到的“生命起源”這一課來說，首先教師可以在用具上提出一個(gè)論證題目——生命之起源；其次引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立收集論據(jù)、上傳論據(jù)；再次對(duì)每位學(xué)生取得的論據(jù)打分，指導(dǎo)學(xué)生確定其研究課題的論證觀點(diǎn)，讓學(xué)生闡述其論據(jù)與論證觀點(diǎn)相連接的思路與具體過程，再對(duì)學(xué)生這部分的完成程度打分；最后點(diǎn)評(píng)學(xué)生的完整版課題研究報(bào)告，并將點(diǎn)評(píng)傳至用具上，讓學(xué)生借鑒、改進(jìn)。這種應(yīng)用信息技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式對(duì)鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力是有極大幫助的。

五、結(jié)語

將科學(xué)實(shí)驗(yàn)看作是一種論證，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)收集的證據(jù)與研究的成果展開論證與闡述，這不僅能讓學(xué)生具體領(lǐng)會(huì)到論據(jù)在研究中的關(guān)鍵性，更可以讓學(xué)生直觀地看到論據(jù)與理論的不同，增強(qiáng)他們認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)的能力。因?yàn)樯锸俏⒂^的，并且在不斷運(yùn)動(dòng)，所以在未來針對(duì)這些性質(zhì)所產(chǎn)生的信息技術(shù)，例如AI技術(shù)、虛擬、遠(yuǎn)距離實(shí)驗(yàn)室、浸入式技術(shù)、立體打印技術(shù)等，將會(huì)讓學(xué)生更大程度地體會(huì)生命的變化進(jìn)程，得到更真實(shí)的研究感受。信息技術(shù)在不斷優(yōu)化，它給當(dāng)代初中生物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來的變革與創(chuàng)新，也是讓人極為期待的。