虛擬實(shí)驗(yàn)輔助高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索

孫振超

新課程改革不斷強(qiáng)調(diào)要注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐探究能力的培養(yǎng)，使得生物實(shí)驗(yàn)逐漸成為生物教學(xué)的重頭戲。眾多關(guān)于生物實(shí)驗(yàn)在中學(xué)生物教學(xué)中實(shí)施情況的調(diào)查和研究顯示，我國(guó)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想，原因有兩方面：一是客觀上做不了，二是主觀上不想做。本文基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)“NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)室”的支持，結(jié)合實(shí)際教學(xué)現(xiàn)狀，以具體的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探究虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性和教學(xué)策略。

選取兩組平行班（4個(gè)班）依次在機(jī)房進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)（綠葉中色素的提取和分離）和探究性實(shí)驗(yàn)（影響酶活性的條件），甲組平行班進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，乙組平行班進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐結(jié)束后讓學(xué)生當(dāng)堂完成問(wèn)卷，實(shí)踐結(jié)果以問(wèn)卷的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，甲組共發(fā)放問(wèn)卷94份，收回有效問(wèn)卷81份，乙組共發(fā)出問(wèn)卷107份，收回有效問(wèn)卷97份，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如下：

學(xué)生在體驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)操作后，認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比有利有弊。虛擬實(shí)驗(yàn)顯著的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)捷、方便，具有較高的安全性，可以不受時(shí)間、空間的限制來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較短，操作方式新穎，增加了實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。在操作環(huán)節(jié)中的一個(gè)亮點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)有很強(qiáng)的整體性，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高效的實(shí)驗(yàn)。但是，相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，本次體驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)也存在一些弊端，如學(xué)生無(wú)法體驗(yàn)正式的實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)一些氣味、溫度等無(wú)法進(jìn)行感知，這就減少了實(shí)驗(yàn)本身所具有的趣味性，從提高能力的角度考慮的話，在電腦前的這種操作無(wú)法很好地鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

一、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究的研究結(jié)論

（1）實(shí)驗(yàn)資源的有效利用可以促進(jìn)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展。筆者前期對(duì)多個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)校配備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)資源都是基本滿足新課標(biāo)要求的實(shí)驗(yàn)儀器配制標(biāo)準(zhǔn)，但是研究中發(fā)現(xiàn)多數(shù)中學(xué)的生物實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)資源了解度不高。例如，某中學(xué)已經(jīng)建立微生物實(shí)驗(yàn)室，但該校的幾位生物實(shí)驗(yàn)教師卻并不熟悉生物實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)配置，且沒(méi)有進(jìn)行過(guò)微生物實(shí)驗(yàn)的操作，在與學(xué)生的訪談中得知學(xué)生對(duì)這一部分的實(shí)驗(yàn)有很高的期待值，這種現(xiàn)狀是對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和資源的浪費(fèi)，學(xué)校應(yīng)該更合理、更有效地利用好實(shí)驗(yàn)資源，可以開(kāi)展更多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（2）實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度。結(jié)合教師問(wèn)卷與學(xué)生問(wèn)卷的結(jié)果可以看出，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，很少設(shè)置實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)課的考核形式只體現(xiàn)在生物期末試卷個(gè)別實(shí)驗(yàn)題的設(shè)置上，并沒(méi)有全面考核、評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。但是學(xué)生在調(diào)查中表示，希望生物實(shí)驗(yàn)課的評(píng)價(jià)方式為從手動(dòng)操作、筆試和平時(shí)課堂表現(xiàn)三方面進(jìn)行綜合評(píng)定，這樣可以讓學(xué)生端正對(duì)實(shí)驗(yàn)課的態(tài)度，以認(rèn)真的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木裢度雽?shí)驗(yàn)過(guò)程。

（3）虛擬實(shí)驗(yàn)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種新型的教學(xué)方式，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的局限，學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)界面內(nèi)自行選擇不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，其中包含了很多沒(méi)有條件在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，這對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有非常積極的意義。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究的研究反思

目前網(wǎng)絡(luò)上適合中學(xué)生物教學(xué)的虛擬實(shí)驗(yàn)雖然已經(jīng)初步成型，但仍處于不斷改進(jìn)完善的階段，相較于真正意義的虛擬實(shí)驗(yàn)，教學(xué)中的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍有很多不足，比如操作模式是單一的人機(jī)操作模式，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的流程過(guò)于簡(jiǎn)單，對(duì)于學(xué)生動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)比較欠缺。從整體的統(tǒng)計(jì)可以看出，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的了解并不多，但有較高的期待。在問(wèn)卷中也體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降恼J(rèn)同。但是由于本次采用的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并不是非常成熟，學(xué)生在體驗(yàn)后對(duì)本次虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)也進(jìn)行了分析，最大的問(wèn)題是認(rèn)為虛擬實(shí)驗(yàn)缺乏真實(shí)性，僅僅通過(guò)鼠標(biāo)的點(diǎn)擊完成實(shí)驗(yàn)缺少了實(shí)驗(yàn)中的真正樂(lè)趣，盡管實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，但沒(méi)能很好地鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，這是目前很多實(shí)驗(yàn)軟件共同的問(wèn)題，有待于不斷完善優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉強(qiáng).初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及其對(duì)策研究[D].煙臺(tái)：魯東大學(xué)，2013.

[2]李 勇.開(kāi)放式教學(xué)在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2012.