淺議虛擬實(shí)驗(yàn)在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用前景研究

李 英

(甘肅省隴南市徽縣第四中學(xué),甘肅 隴南 742300)

1 虛擬實(shí)驗(yàn)在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用原則

1.1 可行性原則

在虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,可行性原則主要是指教學(xué)形式需要充分按照初中生物的內(nèi)容和虛擬軟件等條件,明確實(shí)驗(yàn)的可行性.虛擬實(shí)驗(yàn)也不是無所不能,對于一些缺乏素材或是對設(shè)備要求較高的生物實(shí)驗(yàn)并不適合虛擬實(shí)驗(yàn)的開展,部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為了能夠達(dá)到良好的效果,需要通過進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn),在現(xiàn)實(shí)中,只有欠缺觀察效果的情況下才能夠通過虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬,更好地展現(xiàn)生物實(shí)驗(yàn)過程、凸顯生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.同時(shí),虛擬實(shí)驗(yàn)必須具備設(shè)備支持的條件,包括手機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備,虛擬實(shí)驗(yàn)需要通過滿足其中若干個(gè)條件下才能夠開展.

1.2 主體性原則

開展初中生物虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)要體現(xiàn)學(xué)生主體主導(dǎo)地位,學(xué)生在已有知識(shí)和能力的基礎(chǔ)上,教師通過多樣化的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與學(xué)習(xí)興趣和熱情,促進(jìn)學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中更加積極主動(dòng).在整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過程中,教師應(yīng)當(dāng)更加注重自身的指導(dǎo)角色,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的課堂主體性.在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的過程中,教師為學(xué)生提供有關(guān)實(shí)驗(yàn)的豐富電子素材,讓學(xué)生能夠自主選擇合適的器材和實(shí)驗(yàn)物品開展虛擬實(shí)驗(yàn),教師巡回指導(dǎo),對于學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)中的困惑進(jìn)行點(diǎn)撥,注意課堂實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,虛擬實(shí)驗(yàn)具有開展簡單、操作性強(qiáng)的特點(diǎn),學(xué)生可以隨時(shí)隨地開展,發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教育價(jià)值.

1.3 啟發(fā)性原則

虛擬實(shí)驗(yàn)同樣對學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力具有促進(jìn)的作用,教師因地制宜,將生活素材融入到虛擬實(shí)驗(yàn)中,通過不同的方式對學(xué)生進(jìn)行多樣化的引導(dǎo),使學(xué)生能夠自主思考,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基本都是按照教材的器材、物品、步驟按部就班地操作,學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗(yàn)性不高,通過實(shí)驗(yàn)開發(fā)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的價(jià)值不能發(fā)揮.在該種情況下,學(xué)生會(huì)對實(shí)驗(yàn)被動(dòng)接受,不能產(chǎn)生積極有效的主動(dòng)思考、主動(dòng)實(shí)驗(yàn),因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師對學(xué)生的引導(dǎo)應(yīng)當(dāng)一步步地通過任務(wù)布置、提問,使學(xué)生能夠自主尋找問題的答案.在啟發(fā)、引導(dǎo)過程中,發(fā)散學(xué)生思維,為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究提供不同的視角和多元化思路.

2 虛擬實(shí)驗(yàn)在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用前景

2.1 構(gòu)建真實(shí)情境,增強(qiáng)初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

虛擬實(shí)驗(yàn)具有耗費(fèi)資源少,實(shí)驗(yàn)效果強(qiáng)的特點(diǎn),可以模擬一些條件比較特殊、耗時(shí)長的生物實(shí)驗(yàn),構(gòu)建真實(shí)的情境,為學(xué)生營造逼真、身臨其境的學(xué)習(xí)氛圍,達(dá)到教學(xué)目標(biāo)所設(shè)定的學(xué)習(xí)環(huán)境.在該種學(xué)習(xí)環(huán)境下,學(xué)生通過思考、操作實(shí)驗(yàn)過程,觀察生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)背后的生物知識(shí),不斷激發(fā)學(xué)生的探究能力、自主學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中以積極的情感態(tài)度投入實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)中.創(chuàng)設(shè)情景通常分為構(gòu)建生活情景、創(chuàng)設(shè)信息情景等,將這些情景靈活地運(yùn)用到具體的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中.與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相契合的情境能夠渲染實(shí)驗(yàn)的氛圍,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果,激發(fā)興趣,體現(xiàn)出虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)用價(jià)值和教育價(jià)值.在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生整體合理地規(guī)劃出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)材料以及實(shí)驗(yàn)步驟.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?充分圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼归_有效實(shí)驗(yàn),使學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)的原理和過程,促進(jìn)學(xué)生在具體實(shí)驗(yàn)過程中更好地掌握重難點(diǎn)內(nèi)容,避免脫離主旨問題等.

例如,在“觀察種子的萌發(fā)”的虛擬實(shí)驗(yàn)中,先營造一個(gè)種植園的情境,里面有各種各樣的植物,學(xué)生可以體驗(yàn)不同種子的萌發(fā)過程.在材料選擇時(shí),學(xué)生可以選擇玻璃器皿、細(xì)沙、玉米種子、西瓜種子,然后在玻璃器皿中加入細(xì)砂,在兩個(gè)玻璃器皿中靠近玻璃的一面分別播種玉米種子和西瓜種子,深度大約5cm左右,然后可以選擇時(shí)間,1 h后、5 h后、1 d后、2 d后……,通過改變時(shí)間進(jìn)度來觀察種子在不同時(shí)間的萌發(fā)狀態(tài),并將觀察時(shí)間和觀察現(xiàn)象記錄下來.通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn),能夠讓學(xué)生隨時(shí)可以對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察,有效地縮短了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,提高了實(shí)驗(yàn)效率,讓學(xué)生觀察到了種子萌發(fā)的全過程.隨后,教師讓學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析玉米種子和西瓜種子在萌發(fā)的過程中有哪些相同點(diǎn),有哪些不同點(diǎn)?通過對種子萌發(fā)形態(tài)的觀察,你認(rèn)為將種子的萌發(fā)劃分為幾個(gè)階段比較合適,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行說明.教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生思考和討論,有利于學(xué)生在具體學(xué)習(xí)中能夠針對性的學(xué)習(xí),積極開動(dòng)大腦,自主探究,主動(dòng)學(xué)習(xí).

2.2 開展虛擬實(shí)驗(yàn),教師加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

虛擬實(shí)驗(yàn)的開展有效提高了初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,在實(shí)際的虛擬實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要充分配合教師,教師需要積極地進(jìn)行巡回指導(dǎo),從而能夠及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)步驟或錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作方法,并結(jié)合學(xué)生的虛擬實(shí)驗(yàn)具體情況進(jìn)行針對性指導(dǎo),評價(jià)學(xué)生的各項(xiàng)情況.學(xué)生在進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)頁面后,需要對具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行認(rèn)真分析,對實(shí)驗(yàn)的板塊進(jìn)行準(zhǔn)確尋找,隨后開展虛擬實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作.在虛擬實(shí)驗(yàn)頁面中所包括的板塊主要分為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)物品、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍W(xué)生實(shí)驗(yàn)任務(wù)的最終目的,即實(shí)驗(yàn)所要探究的問題或是觀察的現(xiàn)象,最終得出的結(jié)論.實(shí)驗(yàn)器材、物品等是開展實(shí)驗(yàn)所要選取的素材,學(xué)生依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思考會(huì)有一定的差別,學(xué)生按需所取即可.學(xué)生在遇到疑惑或是錯(cuò)誤的時(shí)候,可以選擇提示,或是求助教師、同學(xué).虛擬實(shí)驗(yàn)開始后,學(xué)生可以依據(jù)自己的想法大膽嘗試,當(dāng)出現(xiàn)操作錯(cuò)誤或是材料選擇錯(cuò)誤的時(shí)候,學(xué)生可以退回到上一步操作,對實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行修正,或是重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證.

虛擬實(shí)驗(yàn)并不是孤立的,在實(shí)驗(yàn)過程中,師生、學(xué)生之間可以在線討論,教師可以參與到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程和步驟中,也可以在線依據(jù)軟件的提示對發(fā)生錯(cuò)誤的虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo),對學(xué)生虛擬實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題進(jìn)行隨時(shí)解答,并做出相應(yīng)的評價(jià).通過虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺浞诌_(dá)到三個(gè)目的,分別為:(1)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象認(rèn)真仔細(xì)地觀察;(2)對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)記錄,對實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行有效地總結(jié),包括注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等;(3)詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,與教師、同學(xué)一起交流解決.

2.3 分享交流結(jié)果,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h3>

初中生物虛擬實(shí)驗(yàn)完成后,學(xué)生之間互相展示實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果,分享實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和心得,教師根據(jù)學(xué)生的虛擬實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)評.在分享交流環(huán)節(jié)中,有三個(gè)方面需要做到:(1)學(xué)生按照教師在課堂教學(xué)中所提出的問題進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí),同時(shí)在虛擬實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要整理所獲取的結(jié)果.學(xué)生對虛擬實(shí)驗(yàn)過程、原理和結(jié)果進(jìn)行簡要的介紹,展示虛擬實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處,共享實(shí)驗(yàn)成果;(2)學(xué)生之間的互評.在學(xué)生展示虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,學(xué)生之間對實(shí)驗(yàn)過程、操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等方面進(jìn)行互相學(xué)習(xí)和評價(jià),互相學(xué)習(xí)、互相借鑒,從而充分實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短的效果.另外,也可以等學(xué)生展示介紹完畢后,其他學(xué)生對此進(jìn)行相應(yīng)的評價(jià);(3)按照自身虛擬實(shí)驗(yàn)情況,學(xué)生可對自己無法解答的問題進(jìn)行整理,全班學(xué)生能夠進(jìn)行彼此交流,共同為學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的問題解決,如果學(xué)生不能夠有效解決,教師則進(jìn)行答疑解惑.在整個(gè)過程中,教師需要充分扮演學(xué)生的引導(dǎo)者、聆聽者、組織者,對虛擬實(shí)驗(yàn)的方法、思想進(jìn)行匯總,對虛擬實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評價(jià),從而形成過程性評價(jià)和總結(jié)性評價(jià),不斷提高學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)中的探究精神和動(dòng)手能力.

2.4 總結(jié)鞏固,提高虛擬實(shí)驗(yàn)效果

在完成課堂教學(xué)后,教師并沒有結(jié)束自身任務(wù),而是需要對本節(jié)課進(jìn)行整體總結(jié),并做好反思工作.反思主要是為了能夠?qū)Ρ竟?jié)課程查找不足之處,同時(shí)對教學(xué)精彩片段進(jìn)行有效的記錄.學(xué)生在課堂中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)能夠直接反映教學(xué)的整體效果.基于此,教師需要充分按照學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)以及學(xué)習(xí)情況對自己的教學(xué)效果進(jìn)行反思,對不同環(huán)節(jié)進(jìn)行評價(jià),學(xué)生的積極性在哪個(gè)環(huán)節(jié)中略差,教師應(yīng)當(dāng)做出如何的調(diào)整,在課堂教學(xué)中,教學(xué)機(jī)智也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)記錄.通過教學(xué)反思,不僅能夠?qū)⒆约旱慕虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行積累,同時(shí)能夠不斷強(qiáng)化自身的教育教學(xué)水平.除此之外,教師需要與學(xué)生構(gòu)建良好的師生關(guān)系,提升與學(xué)生之間的有效聯(lián)系,通過該種方式能夠更好地監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí),同時(shí)還能夠更好地對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所存在的問題進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn),做好解答.在整體教學(xué)過程中,教師的活動(dòng)和學(xué)生的活動(dòng)之間具有實(shí)時(shí)交互、共同發(fā)展的特點(diǎn),并不是以往傳統(tǒng)的“傳遞——接收”模式,基于此,應(yīng)當(dāng)充分加強(qiáng)教師的整體虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,在初中生物教學(xué)中,促進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)的整體應(yīng)用效果.

綜上所述,與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比,虛擬實(shí)驗(yàn)具有實(shí)質(zhì)性的突破,能夠充分提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全,帶來豐富的實(shí)驗(yàn)素材和多樣化的方法,加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力.因此,在初中生物教學(xué)中,虛擬實(shí)驗(yàn)具有很高的教育應(yīng)用價(jià)值,應(yīng)用前景廣闊.隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,初中生物教師也應(yīng)當(dāng)不斷改進(jìn)教學(xué)模式,在教學(xué)中有效應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段,促進(jìn)整體教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果.