基于智能實驗教學(xué)系統(tǒng)的生物學(xué)實驗教學(xué)策略

李安靜（山東省牟平第一中學(xué)）

生物學(xué)是以實驗探究為基礎(chǔ)的學(xué)科，高效實驗教學(xué)的開展，可以提升學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。筆者就目前普通高中生物實驗教學(xué)狀況展開了探討?！吨袊呖荚u價體系》中明確指出學(xué)生要能夠運(yùn)用實驗等方法，解決生活實踐中的各種問題。在進(jìn)行實驗設(shè)計、分析實驗結(jié)果的過程中，能夠有效發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究及科學(xué)思維等社會必備能力，體現(xiàn)出高中生物實驗教學(xué)可以有效提升學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

高中生物實驗教學(xué)現(xiàn)狀

筆者通過對煙臺市普通高中生物學(xué)科在實驗室的基礎(chǔ)設(shè)施配置、實驗課時安排、學(xué)生對實驗教學(xué)的興趣、學(xué)習(xí)能力等方面的問卷及走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，煙臺市各高中的實驗室建設(shè)條件、實驗經(jīng)費(fèi)、課時安排等方面相差不大，多數(shù)學(xué)生對生物實驗課堂具有較高的期待，大部分學(xué)生能夠進(jìn)行實驗操作。但是以目前絕大多數(shù)學(xué)校的實驗室條件，學(xué)生在實驗過程中難以收集到精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致學(xué)生在分析實驗異?，F(xiàn)象、提出問題、探究問題等方面的能力欠缺。因此就目前生物實驗教學(xué)現(xiàn)狀來看，難以達(dá)到通過實驗教學(xué)來提高學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的目的。

依托智能實驗教學(xué)系統(tǒng)的高中生物實驗教學(xué)改進(jìn)措施

為有效解決目前普通高中生物實驗教學(xué)普遍存在的問題，筆者借助于智能實驗教學(xué)系統(tǒng)提高學(xué)生生物學(xué)科思維和科學(xué)探究能力方面提幾點看法。

1.依托智能實驗系統(tǒng)，提高實驗精確性與可探究性。就目前普通高中而言，對于要求較高的實驗尚不能做到精準(zhǔn)分析。比如，在《探究酵母菌的呼吸方式》實驗中，利用傳統(tǒng)實驗教學(xué)設(shè)備只能通過觀察產(chǎn)生氣泡的速度或者產(chǎn)生沉淀的量，來大體判斷是否存在呼吸過程，至于整個實驗過程中裝置的氣密性、產(chǎn)生氣體是否只有CO2等方面均無法判斷，實驗現(xiàn)象不明顯的原因也無法精準(zhǔn)分析。傳感設(shè)備的使用可以有效地解決以上問題，利用傳感器這一智能實驗設(shè)備，可以對實驗的溫度、O2、CO2等變量進(jìn)行精準(zhǔn)把控，并將相關(guān)數(shù)據(jù)通過傳感設(shè)備傳輸至電腦，以曲線圖的形式進(jìn)行反饋，便于學(xué)生對該實驗進(jìn)行定量分析。在此基礎(chǔ)上通過改變相關(guān)變量，對實驗進(jìn)行進(jìn)一步探究，可逐步提高學(xué)生的實驗探究能力。

2.依托虛擬智能實驗系統(tǒng)，提高模擬類實驗有效性。對于模擬類實驗，如《性狀分離比的模擬實驗》，多數(shù)學(xué)校采取學(xué)生課下收集材料自主完成的方式。這一方案能夠鍛煉學(xué)生選擇實驗器材和模擬操作的能力，但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過這種方案，每個班級只有極少數(shù)的學(xué)生能夠主動完成，絕大多數(shù)學(xué)生沒有課下實驗的積極性。針對以上問題，教師可以利用智能實驗?zāi)M系統(tǒng)，通過虛擬環(huán)境模擬操作該過程，滿足實驗材料不足的缺陷。

3.依托互聯(lián)網(wǎng)，提高調(diào)查類實驗的可操作性。限于學(xué)生的活動范圍及時間，對于調(diào)查類實驗，多數(shù)學(xué)校采取講實驗的方式，這種方式使學(xué)生失去了調(diào)查及分析數(shù)據(jù)的機(jī)會，不利于學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展。對于此類實驗教師可以依托互聯(lián)網(wǎng)，調(diào)動學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，收集并分析網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)，以此提高學(xué)生的實驗調(diào)查及數(shù)據(jù)分析能力。

總之，智能實驗教學(xué)系統(tǒng)的使用，可以豐富生物實驗課堂內(nèi)容，優(yōu)化學(xué)生的理論學(xué)習(xí)形式，使實驗數(shù)據(jù)更加清晰可見，實驗結(jié)果更具有說服力，切實達(dá)到通過生物實驗提高學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的目的。