高中生物虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的交融互補(bǔ)

朱愛卿

（江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)禮嘉中學(xué)）

高中生物虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的交融互補(bǔ)

朱愛卿

（江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)禮嘉中學(xué)）

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)使信息化教學(xué)進(jìn)一步深入課堂。雖然在某些方面它的優(yōu)越性彌補(bǔ)了真實(shí)實(shí)驗(yàn)的缺陷，然而它也有諸多缺陷。因此，真實(shí)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)合才是中學(xué)生物教學(xué)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。融合這兩種實(shí)驗(yàn)方式，揚(yáng)長(zhǎng)避短、互補(bǔ)交融才能更有效地引導(dǎo)學(xué)生自主、能動(dòng)地學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；真實(shí)實(shí)驗(yàn)；儀器

高中生物學(xué)科中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生在教材及教師的指導(dǎo)下自主完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課堂中的扎實(shí)展開，能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和操作能力，促進(jìn)學(xué)生在掌握生物原理和操作技能的基礎(chǔ)上，更加全面地認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)生物科學(xué)。在高中生物課堂中，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單快捷地了解和掌握所學(xué)的生物知識(shí)及原理，感受生物這門特殊的自然科學(xué)。

一、當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

然而，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，許多方面存在不足，如實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所需要的材料過(guò)少或者缺少其中某一樣實(shí)驗(yàn)器材都將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法正常開展。而有些則是因?yàn)樗M(jìn)行的實(shí)驗(yàn)本身存在一定的危險(xiǎn)性而無(wú)法真正開展，以至于實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物課堂中成為一種擺設(shè)，也就無(wú)法發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身的輔助作用。這不僅嚴(yán)重影響著教師的教學(xué)活動(dòng)，還減少了學(xué)生全面學(xué)習(xí)生物知識(shí)的方法和途徑。當(dāng)然不免有些教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中為了節(jié)省時(shí)間而演示生物實(shí)驗(yàn)，也就是通常所說(shuō)的教師做、學(xué)生看。這樣一來(lái)，學(xué)生也就不會(huì)積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這不僅不利于培養(yǎng)他們的動(dòng)手實(shí)踐和操作能力，還降低了他們運(yùn)用生物知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力。由此可見，高中生物教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展存在許多的問(wèn)題，而作為高中生物教師，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中要善于科學(xué)合理地運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)于存在危險(xiǎn)性及實(shí)驗(yàn)器材缺乏的實(shí)驗(yàn)，我們可以利用計(jì)算機(jī)、多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此突破生物實(shí)驗(yàn)的局限性，實(shí)現(xiàn)生物虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的相互交融與互補(bǔ)。

二、高中生物虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的整合

（一）虛擬儀器及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

高中生物虛擬仿真實(shí)驗(yàn)即利用全新的、先進(jìn)的且富有生命力的虛擬儀器和多媒體計(jì)算機(jī)，對(duì)教材數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，在虛擬操作中為學(xué)生展示其中的實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與智能技術(shù)及音響技術(shù)等多方面的功能，給學(xué)生以直觀形象的感受，促進(jìn)他們更加簡(jiǎn)單快捷地學(xué)習(xí)和掌握生物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及操作。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)虛擬儀器進(jìn)行，虛擬儀器就是在多媒體計(jì)算機(jī)上配上相應(yīng)的專用軟件和硬件，并設(shè)定和設(shè)計(jì)好的測(cè)試功能，從而實(shí)現(xiàn)真實(shí)儀器所具備及缺乏的特殊實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.虛擬儀器的特點(diǎn)

相比于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器，虛擬儀器更加智能，處理能力更強(qiáng)，且使用起來(lái)更加方便靈活，它的開放性和功能軟件的模塊化有利于提高資源的重復(fù)利用率，并縮短系統(tǒng)組建時(shí)間。運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、顯示及打印，能夠有效地完善數(shù)據(jù)的傳輸和交換等性能，使得組建系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單快捷。

2.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)使抽象的生物知識(shí)更加形象和具體，運(yùn)用多媒體為學(xué)生提供聲音、圖像、文字等多方面的內(nèi)容，其信息量大且應(yīng)用范圍廣，能夠在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上，提高他們對(duì)生物知識(shí)的表達(dá)和運(yùn)用能力。在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師可以利用多媒體計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃瓦^(guò)程進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，從不同的角度和層次為學(xué)生加以演示和講解，促進(jìn)他們形象化思維的形成。高中生物教學(xué)中進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要，不僅有利于提高生物教與學(xué)的質(zhì)量和效果，還能夠保障實(shí)驗(yàn)設(shè)備及教師的安全，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效開展。相對(duì)于傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程增加了許多樂(lè)趣，使他們更加熱愛生物實(shí)驗(yàn)，樂(lè)于學(xué)習(xí)生物知識(shí)。

例如，人教版高一生物必修2第三章《基因的本質(zhì)》中，DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制過(guò)程微觀、抽象，學(xué)生即使制作出DNA物理模型，也難以在不斷犯錯(cuò)和糾正過(guò)程中，準(zhǔn)確模擬整個(gè)復(fù)制過(guò)程。借助虛擬仿真系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)DNA分子的復(fù)制步驟進(jìn)行分析整合，使學(xué)生能夠展開思維的翅膀，自由模擬想象中的復(fù)制過(guò)程。在各種史料和事實(shí)的支撐下，構(gòu)建、完善DNA復(fù)制模型。在手腦并用操作實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中直觀地感受和理解DNA復(fù)制的方式、特點(diǎn)，大大提高了生物教學(xué)的效率。

（二）真實(shí)實(shí)驗(yàn)

真實(shí)實(shí)驗(yàn)是教師在生物教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，它給學(xué)生以真實(shí)的感受，消除他們對(duì)抽象知識(shí)點(diǎn)及虛擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)障礙，并在這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)生物產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)和看法，這對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著重要的作用。

（三）高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的真實(shí)實(shí)驗(yàn)是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，即虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的模擬，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У貜浹a(bǔ)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)和局限性，二者相輔相成。

注重大容量，注重內(nèi)容的全面性，課件中的動(dòng)畫修飾太多、圖標(biāo)太多、聲音太多，最終導(dǎo)致課件的內(nèi)容多、雜、亂。錯(cuò)誤地認(rèn)為多媒體課件做得越復(fù)雜越好。事實(shí)上則不然，因?yàn)檫^(guò)于花哨和復(fù)雜的課件不但過(guò)多地占用了教師研究教材教法的時(shí)間，而且影響了學(xué)生思維的專注性，淡化了主題，又分散了學(xué)生的精力。在一次校級(jí)公開課上，我在教學(xué)中運(yùn)用了多媒體教學(xué)，將整個(gè)教學(xué)過(guò)程都制成了課件，從復(fù)習(xí)、導(dǎo)入、新授到練習(xí)，全部通過(guò)課件一層一層、一題一題地顯示，學(xué)生本應(yīng)逐步討論、逐步思考的知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題，都被一次性展示出來(lái)，答案映然而出。雖然課件的界面制作得很漂亮，交互性很強(qiáng)、技術(shù)含量也高、容量也很大，但由于學(xué)生沒(méi)有時(shí)間思考、鞏固，最后沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.在正確靈活地處理好教師、學(xué)生、教材與媒體的關(guān)系在進(jìn)行多媒體教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)考慮怎樣合理地運(yùn)用不同的教學(xué)方法可以使學(xué)生學(xué)到更深、更多和更廣的知識(shí)。整個(gè)教學(xué)過(guò)程要靠教師去組織，多媒體的應(yīng)用要在教師的安排下逐步引入，要使多媒體發(fā)揮高效作用，都取決于教師在教學(xué)中對(duì)具體教學(xué)環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)控制。教學(xué)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜多變，包含了教師和學(xué)生的雙邊活動(dòng)、教學(xué)資源的充分合理使用以及實(shí)施過(guò)程中復(fù)雜微妙的活動(dòng)過(guò)程。即使一個(gè)設(shè)計(jì)精良的課件，其教學(xué)效果也難以與一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師相匹敵。教學(xué)內(nèi)容和選擇的媒體是固定的，而學(xué)生卻是多種多樣的，當(dāng)某些學(xué)生遇到某個(gè)教學(xué)難點(diǎn)或疑點(diǎn)時(shí)，若只用多媒體機(jī)械地重復(fù)，不能因人而異，不能深入淺出，教學(xué)效果往往大打折扣。因此，在使用多媒體輔助教學(xué)之前，教師應(yīng)作必要的講解、啟發(fā)和板書，使學(xué)生知道看什么，怎么看，聽什么，怎么聽，在教師的精心指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生思考，吸引學(xué)生的注意力，使他們主動(dòng)地積極地從中獲得知識(shí)，充分體現(xiàn)出教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，突出多媒體的輔助功能，絕不能讓多媒體簡(jiǎn)單地替代教師的授課。

總之，多媒體輔助英語(yǔ)教學(xué)帶給教師的是一片嶄新的天地，它豐富了課堂教學(xué)手段，有利于學(xué)生在輕松愉快的氛圍中掌握知識(shí)，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的優(yōu)化，提高教學(xué)效率。但若忽視了真正的教學(xué)需要，一門心思去搞電教，那就違背了搞多媒體輔助英語(yǔ)教學(xué)的初衷。我們應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到多媒體技術(shù)的特性，以體現(xiàn)教學(xué)效果的最大化為前提，真正發(fā)揮多媒體輔助英語(yǔ)教學(xué)的有效作用，實(shí)現(xiàn)多媒體技術(shù)與英語(yǔ)學(xué)科的最佳整合。

［1］趙星銘.淺談初中英語(yǔ)自主高效課堂的構(gòu)建［J］.大觀周刊，2011（14）.

［2］孫海燕.淺談高中英語(yǔ)教學(xué)中學(xué)生綜合能力的提高［J］.學(xué)周刊，2014（10）.

·編輯 王團(tuán)蘭