開展虛擬實驗培養(yǎng)生物核心素養(yǎng)探微

秦杰

摘 要：在高中生物教學中，教師要改變教學策略，革新教學模式，重新規(guī)劃課堂時間。文章從三個方面研究開展虛擬實驗，培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)：基于目的，進行結(jié)論猜想；選擇器具，自行設(shè)計過程；觀看微課，修正不足之處。

關(guān)鍵詞：虛擬實驗；高中生物；課堂教學；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）17-0064-01

在高中生物實驗教學中，學生做實驗的時間往往不足，動手機會少，導致他們對生物知識不能有一個系統(tǒng)充分的認識。因此，教師可以利用信息技術(shù)來變革教學方式，對教學活動不斷創(chuàng)新，開展虛擬的生物實驗，培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)。

一、基于目的，進行結(jié)論猜想

在做每個實驗之前，都有一個實驗?zāi)康囊I(lǐng)學生對實驗結(jié)果進行探索，同時，每個實驗也都有自己的結(jié)論。如果教師直接將實驗結(jié)果公之于眾，勢必會降低學生探索知識的熱情，這樣的課堂效果也不會太好。那么，教師可以讓學生在實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上對實驗結(jié)果進行猜想，然后讓學生通過實驗來驗證猜想，這會讓教學效率事半功倍，并培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。例如，在教學人教版高中生物必修二第三章“基因的本質(zhì)”時，就可以開展一個虛擬實驗，名為“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”，同時這也是實驗的目的。這個實驗的原理是利用甲基綠和吡羅紅混合染色劑來對細胞進行染色，由于甲基綠和吡羅紅對細胞的親和力不同，即甲基綠和DNA融合變成綠色，而吡羅紅和RNA融合變成紅色，通過顏色的分類就可以判別DNA和RNA在細胞中的分布情況。在已知原理的情況下，教師讓學生對實驗的結(jié)論進行大膽猜想。學生們的猜想結(jié)果是：DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質(zhì)中。這樣，有效激發(fā)了學生做實驗的熱情，使他們急于通過實驗來驗證自己猜想的正確性。實驗的猜想對整個實驗計劃起著重要的導向作用，但在實際教學中，教師由于時間的限制往往將實驗猜想直接拋給學生，最終導致學生“亂想”，讓實驗結(jié)果大打折扣。因此，教師要積極引導學生在實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上對實驗結(jié)果進行有效猜想，培養(yǎng)其生物核心素養(yǎng)。

二、選擇器具，自行設(shè)計過程

在已經(jīng)做出結(jié)論猜想的基礎(chǔ)上，就需要學生來進行實驗驗證。進行虛擬實驗是實驗過程中最重要的一個環(huán)節(jié)，任何一個小的失誤都有可能使整個準備過程功虧一簣。所以，在這個過程中，學生需要仔細認真地根據(jù)教師對知識的講解和自己對實驗結(jié)論的猜想選擇實驗所需的器具，自主設(shè)計實驗步驟和過程，最終通過Flash來完成實驗。在具體操作中，學生根據(jù)需求選擇所需要的器具，并制定實驗步驟：1）取口腔上皮細胞進行制片。2）水解。3）沖洗涂片：用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。4）染色。5）觀察：先在低倍顯微鏡下觀察，之后在高倍顯微鏡下觀察。其中，步驟1）中，可分為在載玻片上滴一滴NaCl溶液；漱口后，用消過毒的牙簽刮口腔內(nèi)壁之后在載玻片的溶液中涂抹幾下；把載玻片放在酒精燈下烘干，蓋上。步驟2）中，可分為將載玻片放入盛有20mL的HCl小燒杯中；大燒杯加入30℃的溫水；將小燒杯放入大燒杯保溫5min。步驟4）中，染色環(huán)節(jié)也可以分為3個步驟，用吸水紙把載玻片上的水吸去；在載玻片上滴兩滴混合溶液，時間為5min；把多余的溶液吸去，蓋上蓋玻片。在設(shè)計完步驟之后，學生們要在Flash上完成自己的實驗。

自行選擇器具以及設(shè)計實驗，可以讓學生對實驗了解得更加清楚，印象更加深刻，還可以讓學生全身心參與到實驗過程中，享受實驗的樂趣，提高他們的動手能力。所以，教師要讓學生真正成為實驗的主角，讓他們對知識進行探索，這樣，他們形成的體會才能更加深刻，才有助于培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)。

三、觀看微課，修正不足之處

學生的能力畢竟有限，對實驗的細節(jié)如果把握不到位，有可能會讓實驗結(jié)果不明顯，從而挫傷他們實驗的熱情。而對于學生的失誤，不能放任自流，要讓他們觀看教師錄制的微視頻，根據(jù)教師的講解要點進行討論，對實驗的可行性進行分析，對于實驗中的不足或者不嚴謹?shù)牡胤竭M行修正，以求盡量達到完美。例如，在上面學生列出的實驗過程中，就有不嚴謹?shù)牡胤?。步驟1）中，學生直接滴了NaCl溶液，可以改成質(zhì)量為0.9%的NaCl溶液，這樣能保持口腔上皮的正常狀態(tài)。步驟2）中，可以引導學生將載玻片放入盛有20mL質(zhì)量分數(shù)為8%的HCl的小燒杯中，這樣，可以改變細胞膜的通透性，還可以使染色體中的DNA和蛋白質(zhì)分離。此外，學生需要特別注意的是混合溶液要現(xiàn)配現(xiàn)用，在進行該實驗時，避免使用深色的材料，以免對顏色的形成造成干擾。找到需要修改的地方之后，可以讓學生根據(jù)實驗需要再進行一次實驗，讓實驗結(jié)果更準確。

觀看微課能夠讓學生把自己的實驗過程與教師的過程進行對比，從而讓其發(fā)現(xiàn)自己的不足與缺點，然后再加以改正。這樣可以培養(yǎng)學生追求卓越、不斷向上的品質(zhì)，最終發(fā)展他們的生物核心素養(yǎng)。

四、結(jié)束語

實驗是高中生物必不可少的一個環(huán)節(jié)，它可以加深學生對知識的理解，讓學生透過現(xiàn)象看到本質(zhì)。教師要對實驗方法和實驗過程進行創(chuàng)新，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。虛擬實驗，能夠增強學生的科學精神，讓學生學會學習，打造高效的生物課堂，培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]曾凡偉.虛擬實驗在高中生物教學中的應(yīng)用及評價[J].中學生物教學，2016（11）.

[2]李濤，黃彩霞，趙浩斌.高中生物教學中的虛擬實驗[J].教學與管理，2017（03）.