市級課題論文研究一等獎?wù)n堂教學(xué)實踐評比《淺談現(xiàn)代信息技術(shù)與高中生物實驗教學(xué)整合的必要性》

淺談現(xiàn)代信息技術(shù)與高中生物實驗教學(xué)整合的必要性【摘要】為適應(yīng)新課程改革，更新教育理念，探索教學(xué)模式，在改革課堂教學(xué)的同時，積極探索生物實驗教學(xué)的新方法。在開放性實驗教學(xué)、現(xiàn)代信息技術(shù)與生物實驗教學(xué)的整合方面，作了一些有益的嘗試。【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)生物實驗教學(xué)整合高中生物課程基本理念是：提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。高中課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出：高中生物課程是在義務(wù)教育基礎(chǔ)上，適應(yīng)高中學(xué)生身心發(fā)展的特點和規(guī)劃人生、終身發(fā)展的需要，以進(jìn)一步提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)為主要目的的科學(xué)課程。高中新課程的實施，為我們開展中學(xué)生物的教學(xué)改革帶來了極大的機(jī)遇，同時也迎來了巨大的挑戰(zhàn)。生物學(xué)是一門以觀察和實驗為基本研究方法的實驗科學(xué)，許多生物現(xiàn)象只有通過實驗才能得到解釋，各種生物體的結(jié)構(gòu)必須通過實驗才能觀察清楚。實驗教學(xué)在生物課程中的地位非常重要。在教師對生物實驗教學(xué)目標(biāo)的調(diào)查了解中顯示，100%的被調(diào)查教師認(rèn)為實驗教學(xué)十分重要；82%的教師認(rèn)為能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，70%的教師認(rèn)為能培養(yǎng)操作能力，53%的教師認(rèn)為能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，45%的教師認(rèn)為能學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，30%的教師認(rèn)為能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。上述數(shù)據(jù)反映，大多數(shù)生物教師對生物學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)從理論上講是明確的，對生物學(xué)實驗教學(xué)的重要性是認(rèn)同的。新課改的實施為生物學(xué)科的發(fā)展帶來了機(jī)遇，全面體現(xiàn)了研究性學(xué)習(xí)的理念，更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，教材增加了大量的生物實驗，這對農(nóng)村中學(xué)現(xiàn)有的師資和設(shè)備等教學(xué)資源提出了更高的要求，將面臨新的困難和挑戰(zhàn)。一、當(dāng)前農(nóng)村中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)面臨的諸多困難。首先，師資力量薄弱，絕大多數(shù)學(xué)校缺乏專職實驗員輔助，教師工作量太大，沒有充足的時間準(zhǔn)備探究活動及生物實驗。生物學(xué)實驗課往往通過任課教師“講實驗”和學(xué)生背實驗原理的方式來完成的。這樣的“實驗課”完全失去了其原本的價值，生物學(xué)課也因此失去了其應(yīng)有的特點。一般學(xué)校實驗場所有限，班級多，班額大，實驗課無法安排；出所需的時間、經(jīng)費、安全問題等難以解決。其次，經(jīng)費緊張，資源匱乏。實驗室條件、實驗儀器設(shè)備、實驗材料、實驗經(jīng)費等是完成好實驗教學(xué)的必備硬件條件。由于近幾年高中生物教材的幾次大的變動，實驗教學(xué)必備的硬件條件有些已落后于現(xiàn)行的教材對實驗設(shè)備的要求，有些儀器設(shè)備老化損壞等影響實驗效果（尤其是選修課的實驗，如選修模塊中分子水平上的PCR技術(shù)、細(xì)胞水平上的植物組織培養(yǎng)等實驗技術(shù)課在目前的實驗室根本無法開設(shè)）?，F(xiàn)今高二、高三的教材中共有15個實驗、5項實習(xí)活動、7項課外科技活動、8項研究性課題，但是在學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備條件下最多只能完成1/3的實驗量，而且效果還不很理想，達(dá)不到實驗本身的目的。在《XX省普通高中新課程實驗生物學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》一書中也考慮到全省高中條件的差異，對實驗和探究活動的開設(shè)情況給出開設(shè)建議，例如實驗“體驗制備細(xì)胞膜的技能和方法”，就建議有條件的學(xué)?？梢赃x作等。第三，課時緊、教學(xué)任務(wù)重、教學(xué)內(nèi)容難以完成。根據(jù)部頒課程計劃和人教版生物教科書的容量，高二年級生物學(xué)周課時為3課時，按這樣的課時要完成教學(xué)內(nèi)容時間已相當(dāng)緊了，幾乎沒有會考復(fù)習(xí)時間，而部分學(xué)校的每節(jié)課又從45分鐘改為40分鐘，事實上又減少了許多生物學(xué)的教學(xué)時間。如果要每個實驗都做或多數(shù)實驗都做，可以說是很難完成正常的教學(xué)任務(wù)的或基本沒有會考復(fù)習(xí)時間了，更何況有些實驗所需的時間可能會比教材中設(shè)計的更長，如外出調(diào)查、探究實驗等。二、信息技術(shù)與高中生物實驗教學(xué)整合的必要性為適應(yīng)新課程改革，更新教育理念，探索教學(xué)模式，對不能開展的或開展效果很差的實驗，與生物多媒體信息技術(shù)整合。（一）信息技術(shù)與生物實驗的整合，保證了實驗細(xì)節(jié)的觀察在生物實驗教學(xué)中，一些細(xì)微的變化過程，如觀察細(xì)胞有絲分裂的實驗，由于裝片是經(jīng)固定后制作的，紡綞體的形成，染色體的復(fù)制、姐妹染色單體的形成、著絲點分裂及子染色體向兩極移動的過程，都不能直接觀察到。通過播放有絲分裂的動畫模擬或相關(guān)影片，不僅可以讓學(xué)生清楚地觀察到有絲分裂的全過程及其微觀變化，而且還可以幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握有絲分裂的知識并做好有絲分裂實驗。又如觀察質(zhì)壁分離時的原生質(zhì)層，因其很薄，學(xué)生實驗時是很難觀察到的，利用多媒體手段播放出來，既能清晰地看到植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原，對原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)也印象深刻，學(xué)生再做質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗時，就能順利地完成實驗?？梢姡ㄟ^計算機(jī)來模擬實驗過程，不僅給學(xué)生以真切感，而且還能促進(jìn)學(xué)生掌握知識、發(fā)展能力。（二）信息技術(shù)與生物實驗的整合，保證了實驗過程的完整性

目前的中學(xué)生物實驗中材料、方法、操作過程對學(xué)生的限制過多，學(xué)生探索創(chuàng)新的機(jī)會很少；加上因為時間或?qū)嶒灄l件的限制，許多實驗如觀察細(xì)胞的有絲分裂、酶的高效性和專一性等實驗，其材料的培養(yǎng)、收集、器材的置備等都由教師代勞，更加削弱和限制了學(xué)生的實踐、創(chuàng)新機(jī)會。生物學(xué)實驗的取材非常關(guān)鍵，材料合適會使實驗成功率大大提高，比如觀察細(xì)胞質(zhì)流動的實驗，許多地區(qū)都采不到書上提到的黑藻，用一般材料觀察，?？床坏浆F(xiàn)象，是不是就給學(xué)生交代一下應(yīng)該有什么現(xiàn)象就算了？如果實驗經(jīng)常得不到正確的結(jié)果，或所觀察到的現(xiàn)象常與教材上的結(jié)論不一致，學(xué)生就會覺得生物學(xué)實驗不像是科學(xué)實驗，生物教師不實事求是。因此生物教師一方面努力尋找本地區(qū)適合的尋找合適的替代材料，另一方面也可以借助錄像等手段展現(xiàn)教材中的真實實驗效果。因此，利用信息技術(shù)與生物實驗教學(xué)的整合，不僅可以利用多媒體畫面使學(xué)生了解實驗操作的全過程，增加了實驗的直觀性、可信度和可操作性，還可以為學(xué)生創(chuàng)造更多的觀察以及發(fā)揮主觀能動性的環(huán)境和機(jī)會。（三）信息技術(shù)與生物實驗的整合，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)將現(xiàn)代信息技術(shù)與生物實驗教學(xué)整合，改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)與模式，借助人機(jī)交互技術(shù)建立的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于培養(yǎng)學(xué)生積極參與，不斷探索的精神和科學(xué)的研究方法；借助信息技術(shù)，學(xué)生之間開展組織協(xié)商活動，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主合作學(xué)習(xí)的精神；借助信息工具平臺，學(xué)生還可以嘗試創(chuàng)造性實踐，有利于培養(yǎng)學(xué)生信息加工處理、創(chuàng)新和表達(dá)交流的能力，從而有效地實施素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育。

由此可見，開展信息技術(shù)與生物實驗教學(xué)的整合，對生物實驗教學(xué)是一個很大的促進(jìn)，具體表現(xiàn)在：①可以實現(xiàn)資源共享，將教師從煩瑣的重復(fù)的備課和查找資料中解放出來，從而將更多的時間放在實驗教學(xué)方法的選擇和設(shè)計上；教師可以根據(jù)教學(xué)目的和要求，在網(wǎng)上尋找合適的教學(xué)資料，把涉及生物實驗的抽象的概念和內(nèi)容具體化、形象化，不僅其表現(xiàn)力和感染力強(qiáng)，且不受時間、空間的限制。②有利于學(xué)生對教材內(nèi)容的理解和掌握，更好地鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力和獨立處理復(fù)雜問題的能力。學(xué)生體驗到了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的魅力，真切地認(rèn)識到信息技術(shù)應(yīng)用的重要性和學(xué)習(xí)方式革命的緊迫性，有