虛擬實驗在初中生物學(xué)實驗教學(xué)中的運(yùn)用

期刊文獻(xiàn)PAGE2虛擬實驗在初中生物學(xué)實驗教學(xué)中的運(yùn)用一、擬實驗的產(chǎn)生的加利福尼亞高中學(xué)生拒絕在科學(xué)課的實驗室中解剖青蛙。她的反應(yīng)使得美國人對動物解剖實驗的態(tài)度發(fā)生了微妙的變化。美國的生物教育工作者們從此后進(jìn)行了多種嘗試，試圖用書本、切片、幻燈片、模型、錄像帶、影碟等來代替解剖實驗，但是，教學(xué)效果都不佳。直至20世紀(jì)90年代初，隨著計算機(jī)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們意識到，利用虛擬的實驗室可以很好地解決這一難題。1994年，維吉尼亞州大學(xué)教育技術(shù)系副教授MABLEKINZIE建立了一個網(wǎng)上的虛擬青蛙解剖實驗室(/go/frog)。在這個名為“網(wǎng)絡(luò)青蛙”的虛擬解剖實驗室中，多媒體電影能展現(xiàn)照片所無法提供的解剖技術(shù)。“網(wǎng)絡(luò)青蛙”的虛擬解剖操作可以從下面系列截圖1中管中窺豹。虛擬解剖實驗在虛擬實驗研究中發(fā)展很快，但是，由于多種原因，特別是考慮到學(xué)生的情感、態(tài)度和價值觀的形成和培養(yǎng)，出于醫(yī)學(xué)倫理道德等方面教育的需要，在我國的初中生物實驗教學(xué)中幾乎已經(jīng)不再涉及到動物解剖實驗，因此，虛擬解剖實驗在我們的教學(xué)實踐中已經(jīng)沒有了用武之地。二、虛擬實驗的概念虛擬實驗是指利用多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)習(xí)者通過鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器以及力矩球、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)眼鏡等輸入輸出設(shè)備操作虛擬環(huán)境中的實驗儀器，模擬實驗過程，觀察實驗現(xiàn)象，探索實驗規(guī)律的實驗。簡單的說，虛擬實驗是用多媒體的手段對真實實驗進(jìn)行再現(xiàn)或模擬，再學(xué)生進(jìn)由行觀看或參與操作的一種實驗方式。虛擬實驗用到的相關(guān)技術(shù)如圖2。信息技術(shù)信息技術(shù)現(xiàn)代教育理論虛擬技術(shù)教育技術(shù)現(xiàn)代教育技術(shù)虛擬實驗技術(shù)圖2：虛擬實驗相關(guān)技術(shù)我國的生物虛擬實驗還處于起步階段，首家中學(xué)虛擬科學(xué)實驗室于2002年9月建成(見《中國教育報》2002年9月2日第二版)，其中也安裝了生物學(xué)科的實驗軟件和傳感器。在網(wǎng)站.tw/wong/courses/inform/site03x.htm中也介紹了很多生物虛擬實驗室的網(wǎng)址。但是總體來說，我國對虛擬實驗室和虛擬實驗的研究還停留在研究和探索階段，其實踐和應(yīng)用局限在部分高校的有限的范圍，虛擬實驗的數(shù)量有限，在教學(xué)中真正發(fā)揮作用的更是少量，初中生物教學(xué)中需要的相關(guān)實驗幾乎是空白。現(xiàn)在在中學(xué)教學(xué)中少量使用的所謂虛擬實驗，多數(shù)以課件形式出現(xiàn)，交互性少，以模擬演示方式存在，還不能稱之為真正意義上的虛擬實驗，但已經(jīng)可以在教學(xué)中發(fā)揮獨(dú)特的作用。學(xué)內(nèi)容。在課堂上講解內(nèi)容時，為了說明一些現(xiàn)象，需要用虛擬實驗來展示，進(jìn)而有助于講解教學(xué)內(nèi)容。這些教學(xué)內(nèi)容可以是通過真實實驗來演示的，也可能是一些宏觀、微觀、危險的無三、虛擬實驗在實驗教學(xué)中的運(yùn)用虛擬實驗用于教學(xué)的方式主要有以下幾個方面：第一，用于真實實驗前的指導(dǎo)。在實驗前，對實驗的原理、過程、現(xiàn)象做一些介紹，以便于對教學(xué)內(nèi)容的理解，便于真實實驗的開展。第二，用于講解教法通過真實實驗來演示的，這時，通過虛擬實驗來講解實驗現(xiàn)象是一個十分可行的方法。第三，用于課下復(fù)習(xí)。在復(fù)習(xí)過程中，學(xué)生還會遇到很多的問題。其中就有很多關(guān)系到實驗的，這時候再去實驗室做實驗已不大可能，利用虛擬實驗可以便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。下面介紹兩個可以方便使用的虛擬實驗課件，通過截圖演示。（一）“魚鰭的作用”（適用于人教版八年級上冊4頁“魚鰭在游泳中的作用”）課件來自網(wǎng)絡(luò)，操作與說明如下列系列截圖3：通過菜單操作，學(xué)生可以很清晰地觀看魚鰭的各種作用。此課件可以在學(xué)生只做了“活體魚”進(jìn)行模擬實驗后進(jìn)一步探究。（二）“輸血與血型”（適用于人教版七年級下冊76頁“輸血與血型”）課件來自網(wǎng)絡(luò)，操作與說明如下列系列圖4：1.救護(hù)車送來三位病人，他們失血過多，需要輸血。醫(yī)生提示：操作者的工作是測定他們的血型，并且給他們輸血。（操作者隨意用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一個病人，將此病人送入病房）2.病房護(hù)士要求操作者先正確測定病人的血型，然后輸血。如果你操作順序錯誤，如沒有測定病人3.當(dāng)操作者使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊注射器，從病人裸露的胳膊上抽血并與三種血型抗體試劑混合后，操作者可以通過小圖來查看A、B、C三個試管發(fā)生的情況，以判斷病人的血型。4.然后參考血袋中的用血說明，決定給病人輸何種血型的血液。5.當(dāng)操作者給病人所屬的血是與病人的血型不符合的，病房護(hù)士就會提醒你修正。如果操作者的操作是正確的，病房護(hù)士就會提醒你再嘗試輸其他血袋里的血。沒有血液可輸時，就可以帶下一位病人了。6.點(diǎn)擊其他病人，重復(fù)以上的操作，直到把正確的血液輸完為止。的血型，想直接輸