數(shù)字化實驗在中學生物教學中的應用

李玲玲

摘 要：數(shù)字化實驗與多媒體在生物實驗教學中的應用現(xiàn)正在慢慢地走進中學生物教學課堂，生物實驗教學的數(shù)字化實驗在實驗教學與多媒體的結(jié)合上開創(chuàng)了一條新路，在課堂教學感受與教學方式多樣化方面開創(chuàng)了更為廣闊的空間，為教學創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎。

關鍵詞：數(shù)字化實驗；中學生物；創(chuàng)新發(fā)展

新課程標準中課程內(nèi)容強調(diào)時代性，新課標生物課程理念強調(diào)針對全體學生全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要，提倡探究性學習，目的在于促進學生在學生學習方式的變革中的培養(yǎng)出他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。本人認為在中學生物實驗教學中利用數(shù)字化實驗能夠使學生的創(chuàng)新能力和實踐能力有效地得到統(tǒng)一和發(fā)展。

目前大部分中學生物實驗基本上都是以驗證性實驗為主，實驗教學模式常常是以驗證式的教學為主，學生的操作幾乎就是重復課本上的實驗操作步驟，實驗中幾乎沒有設計讓學生思考分析的東西，這種實驗教學被一種固定的模式所束縛。這種“動手能力”的培養(yǎng)有些時候?qū)τ趯W生來說幾乎沒有任何意義，對于學生來說，他們?nèi)狈嶒灥睦硇运伎?，更談不上對實驗的拓展以及改進。

數(shù)字化實驗的建設在中學生物實驗教學中能及時地彌補這些不足。目前，數(shù)字化實驗結(jié)合多媒體教學已經(jīng)走進了中學課堂，對傳統(tǒng)的實驗教學模式是很好的提高和補充，也為中學生物課堂教學注入了新的生機和活力。生物實驗教學的數(shù)字化實驗是在實驗教學與多媒體的結(jié)合上開創(chuàng)了一條新路，在課堂教學感受方面與教學方式多樣化方面開創(chuàng)了更為廣闊的空間，為教學創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎。數(shù)字化實驗能精確地將一些實驗現(xiàn)象展示出來，并且能將一些傳統(tǒng)實驗中完成不了的實驗項目操作出來，將實際教學中的一些抽象的靠想象的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為學生實際能看到的數(shù)據(jù)，從而使一些生硬的、抽象的東西具體化、形象化，用數(shù)據(jù)圖像直觀表達出來，使復雜枯燥的認知活動變成簡單輕松的操作過程，增強了教學感染力。

現(xiàn)將一常規(guī)實驗利用數(shù)字化實驗操作，讓大家感受數(shù)字化實驗的應用價值。（我實驗室用的是朗威DISLabV7.0生物專用軟件，以下實驗使用此軟件操作）

實驗：探究生物體體液的緩沖能力

◆實驗目的：

探究生物體體液、水和化學緩沖試劑的緩沖能力。

◆實驗原理：

體液由細胞內(nèi)液和外液組成，其化學成分和理化特征相對穩(wěn)定，這是機體進行正常生命活動的必要條件。

◆實驗器材及試劑：

朗威DISLab7.0數(shù)據(jù)采集器、pH傳感器、50 ml小燒杯、50 ml量筒、玻璃棒、0.5%HCl、0.5%NaOH、5%的檸檬酸鈉、新鮮雞血、飲用純凈水、新鮮梨汁、pH=6.86的混合磷酸鹽緩沖試劑。

◆實驗過程和數(shù)據(jù)分析：

1.用5%的檸檬酸鈉做抗凝劑，以抗凝劑：雞血=1：5的比例加入新鮮雞血，輕輕攪拌，過夜待用。

2.連接計算機、數(shù)據(jù)采集器及pH傳感器。打開計算機，進入V7.0“通用軟件”。

3.點擊“計算表格”，添加變量“D”表示加入HCl或NaOH的滴數(shù)。

4.向盛有30 ml蒸餾水的燒杯中依次滴入HCl溶液（共計5滴），記錄數(shù)據(jù)。

5.繪制溶液隨HCl滴入的pH變化曲線。

6.將血漿、梨汁及化學緩沖試劑代替蒸餾水重復實驗。繪制溶液隨HCl滴入的pH變化曲線。

7.將NaOH溶液代替HCl溶液重復實驗，繪制溶液隨NaOH滴入的pH變化曲線。

結(jié)果如圖：

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在傳統(tǒng)的此實驗操作過程中，雖能觀察到實驗過程及現(xiàn)象，但很難進行定量化處理。我們利用電腦繪圖曲線直觀地表現(xiàn)出緩沖能力的大小。另外，這個實驗傳統(tǒng)操作至少需要20到30分鐘，才能操作完成并分析結(jié)果，而利用電子實驗操作，10分鐘即可完成操作以及分析，大大地提高了實驗教學效率。同時，在此基礎上，學生可以大大發(fā)揮，比如，計算機軟件的創(chuàng)新應用或者實驗的改造等。

在新課程教學的改革過程中，將信息技術作為教師的教學輔助工具和學生學習的工具是教學手段適應時代的一大趨勢。通過教學手段、教學內(nèi)容、學習工具這幾方面的數(shù)字化為教學切入點，將理科傳統(tǒng)教育模式進行改革，讓學習方式與教學模式以全新面貌呈現(xiàn)，不僅可以將教育教學的效率提高，而且在學生科學素養(yǎng)的塑造方面更加有力度，為社會培養(yǎng)適應信息時代要求的新一代高素質(zhì)人才作出更有效的成果。

（作者單位 寧夏育才中學）

？誗編輯 郭曉云