初中生物線上實驗教學策略探討

吳蘭蘭

［摘 要］文章通過教學內(nèi)容的設(shè)計、教學組織形式的確定、教學評價指標的制訂、師生多邊互動的加強等四個方面，探索開展高效的初中生物線上實驗教學的策略，為初中生物線上實驗教學提供參考。

［關(guān)鍵詞］線上實驗教學；初中生物；策略

［中圖分類號］? ? G633.91? ? ? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）21-0024-03

《義務(wù)教育生物學課程標準（2022年版）》指出，生物學課程要高度關(guān)注學生學習過程中的實踐經(jīng)歷，重視以評價促進學生的學習與發(fā)展［1］。有效的生物實驗教學及其評價能使學生加深對生物學概念的理解，提升應(yīng)用知識的能力；能幫助學生改進學習方式，形成核心素養(yǎng)。

近幾年，全國各地廣泛開展了線上教學，積累了豐富的線上教學經(jīng)驗。相較于線上學科理論知識的教學，線上實驗教學存在諸多限制。實驗器材缺乏、教師指導(dǎo)和反饋缺位等，使得學生開展線上實驗的自覺性不足，有效性低下。而如何調(diào)動學生實驗的積極性、如何有效指導(dǎo)學生開展線上實驗，是教師亟待解決的問題。本文擬從教學內(nèi)容的設(shè)計、教學組織形式的確定、教學評價指標的制訂、師生多邊互動的加強等四個方面對初中生物線上實驗教學策略進行探討。

一、設(shè)計線上實驗教學內(nèi)容

在開展線上實驗教學之前，教師要研讀新課標，結(jié)合教材內(nèi)容和學生特點，認真分析實驗的特性，包括明確實驗類別（是驗證性實驗還是探究性實驗）、判斷實驗器材是否易得、確定操作的難易程度及歷時長短、分析實驗結(jié)果是否清晰穩(wěn)定等，進而分析實驗教學的可行性、預(yù)期達成度和主要制約因素。隨后教師可通過使用問卷星做問卷調(diào)查、布置課前作業(yè)等形式，了解學生的實驗準備情況，包括是否準備好實驗器材、能否理解實驗原理等。在此基礎(chǔ)上對即將開展的實驗進行深入分析，設(shè)計適切且能有效促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展的實驗教學目標，選擇優(yōu)良的教學組織形式，設(shè)計實驗教學流程和實施方案以及實驗任務(wù)單、測試卷等，制訂評價量表，為即將開展的實驗教學做好充分的預(yù)設(shè)和準備，調(diào)動學生參與實驗的積極性和主動性，確保實驗教學順利開展。

二、確定線上實驗教學組織形式

針對不同特性和不同要求的實驗，結(jié)合學生的實際情況，教師可采用不同的線上實驗教學組織形式。

（一）開展學生家庭實驗

缺乏實驗設(shè)備是制約學生開展線上實驗的重要因素。在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，部分實驗的器材是比較容易獲取的，對此教師應(yīng)當鼓勵學生積極獲取器材和實施實驗，做到應(yīng)做盡做；部分實驗的器材是不易獲取的，對此教師可組織學生小組討論，對原有的實驗器材進行優(yōu)化，或使用其他器材代替。如可用醫(yī)用碘伏代替碘酒做“鑒定食物的主要成分”實驗；用護手霜代替凡士林封堵魚類側(cè)線以探究魚類適應(yīng)水中生活的特征；用光滑的塑料寫字墊板代替玻璃板；等等。除此之外，可簡化部分實驗操作過程，使實驗變得更加簡單便捷，如用家庭水培植物（如綠蘿）的根觀察根毛而不必培養(yǎng)萌發(fā)的種子；在小區(qū)植物或盆栽植物的枝條上套上透明塑料袋觀察植物的蒸騰作用；用吹氣球的方式初步測定肺活量；等等。還可以改進實驗裝置，如用透明塑料餐盒來觀察螞蟻的覓食行為；在長條氣球一側(cè)粘貼厚雙面膠后對折來模擬氣孔；等等。這樣進行實驗改進，不僅便于學生操作，還能保證實驗效果，且能增加實驗的趣味性。

在組織學生進行家庭實驗時，教師要通過安排課前調(diào)查、布置預(yù)習作業(yè)、填寫實驗任務(wù)單等，幫助學生明確實驗要求，熟悉實驗原理和步驟，引導(dǎo)學生認真準備實驗器材，細致實施實驗，科學記錄實驗結(jié)果，將實驗過程拍攝成小視頻或照片，并完成實驗報告（實驗任務(wù)單）。學生在自主探究實驗的過程中能充分發(fā)揮想象力，培養(yǎng)科學思維，鍛煉動手能力，提升解決問題的能力。需要注意的是，教師應(yīng)加強對學生的實驗安全教育。一些存在安全隱患的實驗不宜安排學生在家中開展［2］。

（二）進行線上演示實驗

部分實驗器材較難獲取且操作過程相對復(fù)雜，學生較難自主完成，對此教師可事先錄制好實驗微課，并在線上直播教學時進行播放。教學時，教師可在一些關(guān)鍵步驟暫停，與學生共同分析實驗?zāi)康摹嶒炞⒁恻c等，幫助學生理解實驗內(nèi)容。例如，教師在線上演示“觀察哺乳動物的心臟”實驗時，先用手機或平板電腦錄制實驗過程，然后通過直播軟件同步傳輸?shù)綄W生學習界面，教師邊演示解剖過程，邊講解心臟結(jié)構(gòu)，并重點講解重要步驟，通過提問、小組討論、組織匯報等形式，幫助學生解決問題和理解知識。這種形式的線上演示實驗，能保持教師與學生的實時互動，提高實驗的可信度。

為保證線上演示實驗的效果，教師在實驗前需進行充分的預(yù)實驗，對實驗過程中可能出現(xiàn)的各種情況進行預(yù)設(shè)分析，并能夠熟練和規(guī)范地操作實驗。同時，線上演示實驗的時間不宜過長，以保證學生處于最佳的學習狀態(tài)。

（三）錄制實驗微課

有些實驗過程復(fù)雜，歷時較長，且實驗效果不穩(wěn)定，不宜在現(xiàn)場演示，對此教師可錄制實驗微課，將實驗原理、方法、步驟滲透在實驗微課中。如“探究陽光在植物生長中的作用”實驗，因受外界因素的影響較大，在陽光不足或溫度較低時無法取得理想的實驗效果，對此教師可在適宜的天氣開展本實驗，并錄制實驗微課，利用微課開展直播教學。這種教學形式能避免實驗受到干擾，使學生在較短時間內(nèi)完成完整的實驗，確保實驗效果。

在錄制實驗微課前，教師要充分了解學生的實際情況，對實驗重難點進行精準分析，并在講解中有機滲透。在實驗教學中，教師要組織學生開展討論，引導(dǎo)學生制訂實驗方案，與學生保持互動并給予點評。實驗微課應(yīng)時長適宜，畫面清晰，實驗結(jié)果科學準確，有更強的現(xiàn)場感，確保學生始終是實驗的參與者而非“觀眾”。

（四）精選實驗視頻、圖片

對于一些操作性不強、側(cè)重結(jié)果觀測的實驗，教師可以精選實驗視頻、高清圖片等，將講解或演示時不易體現(xiàn)出來的內(nèi)容充分展示出來。例如，播放“模擬胸部呼吸運動的實驗”視頻，幫助學生掌握實驗裝置與人體構(gòu)造的對應(yīng)關(guān)系，理解呼吸運動與呼吸的關(guān)系；引導(dǎo)學生觀察有關(guān)動植物細胞永久裝片的高清顯微圖片，自主歸納動植物細胞結(jié)構(gòu)的異同點；利用“血型鑒定”課件，讓學生體驗?zāi)M血型鑒定的方法，了解和掌握人體血型的分類，認同驗血在輸血中的重要性。

利用實驗視頻、圖片開展線上實驗時，所提供的實驗視頻、圖片需具有較高的清晰度，并與所用教材實驗有較高的契合度。這就要求教師在選取實驗視頻、圖片時要精挑細選，可利用一些視頻剪輯軟件對選取的實驗視頻、圖片進行加工，使其更加契合教學實際。

（五）開展虛擬仿真實驗

對于一些過程復(fù)雜、結(jié)果不穩(wěn)定、操作存在安全隱患的實驗，教師可引導(dǎo)學生利用仿真軟件完成虛擬實驗。例如，利用虛擬仿真技術(shù)開展“觀察葉片的結(jié)構(gòu)”實驗，不僅能讓學生熟悉實驗操作步驟，還能讓學生觀察到清晰的葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)。又如，“探究酒精對水蚤心率的影響”實驗的過程復(fù)雜，水蚤心率記錄困難，嚴重制約了實驗的正常開展。利用虛擬仿真技術(shù)開展此實驗，能幫助學生準確識別水蚤的心臟，掌握記錄水蚤心率的科學方法，使學生能在較短的時間內(nèi)模擬完成整個實驗過程，鍛煉學生設(shè)置對照實驗和科學探究的能力。

虛擬仿真實驗在各地的運用水平存在差異，與本地區(qū)教材實驗契合度高的資源較少，且成本較高。虛擬仿真實驗的結(jié)果是預(yù)先設(shè)置好的，與真實實驗的結(jié)果往往存在差距，教師需要針對不同實驗的特點，選擇適宜的教學策略，做到虛實結(jié)合，以便幫助學生探究和解決實驗中的問題。

三、制訂線上實驗教學評價指標

線上實驗的考核與評價應(yīng)當貫穿整個實驗教學［3］。制訂科學全面的線上實驗評價指標，能幫助師生明確實驗?zāi)康?、?yōu)化改進實驗、規(guī)范實驗操作步驟、提高實驗達成度，從而將實驗教學落到實處。

線上實驗教學評價應(yīng)做到過程性評價與總結(jié)性評價等多種評價形式相結(jié)合，教師、小組、學生多元評價主體相補充，知識、技能、情感多維評價內(nèi)容相配合。通過考核學生實驗準備情況、實驗參與度、實驗設(shè)計和操作水平、實驗報告質(zhì)量、科學思維水平（是否發(fā)表有見解的觀點）、小組合作精神、出勤率等，全面科學地評價學生的實驗學習情況，使實驗教學評價更加精準，進而實現(xiàn)以評促學、以評促教，提高實驗教學質(zhì)量。實驗評價可采用加權(quán)法，從不同維度設(shè)計評價指標，按照權(quán)重比例得出學生的最終實驗成績，完成科學考評。

四、加強線上實驗教學師生多邊互動

（一）巧用信息技術(shù)，強化師生互動

實驗課前，教師可利用問卷星、直播平臺的“投票”“在線表格”功能，了解學生實驗準備、實驗預(yù)習、實驗方法的掌握程度、實驗中存在的困難等情況，從而及時調(diào)整實驗教學方案或進度。實驗教學中，教師通過直播平臺的“屏幕分享”功能，展示實時的或錄制的實驗過程，配合軟件“發(fā)言”“聊天”等功能，及時聯(lián)通師生，引發(fā)學生積極思考，充分發(fā)表見解。課后，教師通過問卷星、直播平臺的“作業(yè)”功能，及時發(fā)布和收集學生的實驗報告、實驗視頻、作業(yè)照片等，并進行科學評價和反饋。而學生可以通過“留言板”、私信、電子郵件等方式與教師溝通交流。

（二）展示實驗成果，實現(xiàn)生生互動

學生在整個實驗過程中可能會得出很多好的做法、成果，教師可以引導(dǎo)學生在直播平臺上進行展示和分享。如通過直播平臺的“屏幕分享”功能，學生可實時展示實驗材料的選擇、實驗方案和實驗過程的優(yōu)化設(shè)計、實驗結(jié)果的展示和分析、所獲得的實驗經(jīng)驗、做出的實驗反思等。學生在展示匯報的過程中，可邀請其他同學進行互助點評，從而引發(fā)學生的思維碰撞，使學生體驗實驗成功的喜悅。通過展示和點評，實現(xiàn)了學生間的有效互動，鍛煉了學生的傾聽能力和質(zhì)疑能力，培養(yǎng)了學生的科學思維和探究精神。

（三）開設(shè)視頻會議，營造組間互動

教師可根據(jù)學生的學習能力和個性特點，對學生進行分組，提前培訓(xùn)組長視頻會議使用方法。在實驗方案的設(shè)計環(huán)節(jié)，教師可暫停直播，由組長召集小組成員召開視頻會議展開研討，教師則在不同會議室觀看，了解學生的研究進度，引導(dǎo)小組間進行良性競爭，激發(fā)學生的集體榮譽感。如在進行“探究綠色植物在光下放出的氣體”實驗時，學生小組可在會議直播間中進行深入探討，利用“開啟麥克風”“互動批注”等功能，研討實驗方案，搭建實驗裝置等，最大限度地還原線下實驗過程。

此外，線上實驗教學需要師生能清晰直觀地展示實驗過程，分析實驗現(xiàn)象并得出實驗結(jié)論，這就要求師生雙方配置良好的線上授課和學習的軟硬件設(shè)備，包括電腦、攝像頭、麥克風、手寫板等。同時，教師還需要具備從大量網(wǎng)絡(luò)資源及平臺中甄別挑選最優(yōu)實驗教學資源和平臺的能力，并能將獲取的實驗及教學資源有機融入課件、作業(yè)中，以便為學生提供最佳的學習資源，發(fā)揮線上實驗教學的優(yōu)勢。

線上教學并不是產(chǎn)生于疫情期間的一種新興事物，它已經(jīng)經(jīng)歷了較長的發(fā)展歷程，成為一種相對成熟且被廣泛應(yīng)用的教學模式。傳統(tǒng)的線下實驗教學無法用線上實驗教學來替代，但是線上實驗教學能夠有效地輔助線下實驗教學，因此線上實驗教學與線下實驗教學是相輔相成、相互補充的［3］。信息技術(shù)與線上教學的深度融合，使得實驗教學更加高效、便捷，受到了師生的歡迎。在后疫情時代，線上教學作為一種順應(yīng)時代發(fā)展的教學方法不會消退，而是會進一步發(fā)展和完善。無論是否存在疫情，我們都可以將錄制好的實驗視頻、微課等發(fā)布到網(wǎng)上以供學生隨時觀看學習，從而加深學生對實驗理論的理解以及對實驗操作的認知［4］。新時代的教師需要進一步思考線上教學的方法和策略，不斷完善線上線下混合式教學模式，探索線上線下混合式教學的內(nèi)在規(guī)律，充分發(fā)揮線上線下混合式教學的育人價值。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育生物學課程標準：2022年版［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］? 洪始娟. “網(wǎng)課”背景下的高中生物實驗教學［J］. 實驗教學與儀器，2020（9）：45-47.

［3］? 王志瓊，劉津彤，劉繼明，等. 線上實驗教學模式探索［J］. 科教導(dǎo)刊，2021（10）：137-139.

［4］? 賀旭，劉華. 淺談疫情期間分子生物學實驗課的線上教學［J］. 醫(yī)學教育管理，2021（S1）：98-100.