中学生物实验教学中虚拟实验的作用分析

来源 :课程教育研究·新教师教学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kuangzhiyong
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  【摘要】:随着新课改的逐步深入,虚拟实验教学被应用在中学生物课堂上,可以有效节约实验成本,提升学习的质量和效率。文中从中学生物实验教学的实际情况入手,介绍了中学生物教学中应用虚拟实验的作用。
  【关键字】:中学生物实验教学;虚拟实验;分析
  中国分类号:V524.1
  中学正值学生快速成长的时期,学生的记忆力、理解力、认知力都在不断提升。如果初次接触生物这门学科很容易激发学生的学习兴趣,也可能遭遇学习挫折,因此这个时期的学习质量及效果都容易变动。中学是奠定生物学习的重要时期,如何有效提高学生的学习质量和效率是最重要的问题。在生物教学中采用虚拟实验教学的方法,这种教学方式会让学生感到新颖,把单调、难懂的生物知识转换为简单直观的实验经过,有助于学生快速、准确的记忆,激起学生自行探索的信心和求知欲望,提高学生的学习质量和效率。
  一、简述中学生物实验教学的现状
  为很好的保护生物的多样性,时刻培养学生热爱大自然、热爱生命的意识,在生物教材中,多数的解剖实验被删除掉。传统的生物教学中,很多试验需要耗费大量的材料、器材,同时具有一定的危险性,如何节省教学资源、降低危险出现成为学校重点关注的问题。在中学生物课堂上,同学们只有通过实验才能真正理解生物这门学科,才能对生物学有关知识掌握的更加透彻。在实际的生物实验教学中,受不同因素的影响,严重制约着老师进行教学及学生展开学习。例如:生物实验实际所需的材料较多,没有相关的材料,实验就无法正常实施;有的实验成本过高,进行实验的器材、时间都不允许;有的实验有较大的危险性,没有办法开展;有些实验必须依赖相关的辅助教材才能达到预期的教学目的。基于上述问题,中学生物课堂推行采用虚拟实验教学的办法改革现状。虚拟实验就是根据实验操作的步骤采用计算机为载体完成相关模拟,让学生根据计算机的辅助真实感受实际试验的教学方法,从而提升学生的学习能力,有效改善传统生物教学的局限,提升生物教学的质量和效果。
  二、中学生物教学中应用虚拟实验的作用
  虚拟实验就是指采用多媒体、虚拟现实技术,学习者采用鼠标、键盘、数据手套等进行实验仪器的输入、输出操作,对实际的实验过程进行模拟,让学生观察实验产生的现象,探寻实验的原理及规律。我国生物展开虚拟实验发展较晚,还处在起步时期。初中生物教学有关的实验在学生的意识中几乎空白,如何才会虚拟实验的效益,提升学生学习生物的兴趣和效率成为老师们非常关注的问题。
  (一)虚拟实验有助于学生实习实验的原理、方法
  随着新课改的深入,为了有效提升学生的生物科学知识,中学生物实验内容增多很多,内容的增多并未增设生物课时,这就出现教学课时严重不足,因此有些学校没有把所有实验课开展的原因。在实际教学中,有些老师为了在设定的时间内完成实验内容,会经常缩减讲解或操作环节,这在很大程度上影响实验效果。这种情况会导致老师无法把具体的实验原理、方法、步骤真实展现给学生,严重影响教学的质量和效果。虚拟实验可以完整展示实验的整个过程,让学生对实验有深层次的了解,保障学生有多数的操作时间。同时,虚拟实验具备无限制复制的功能,学生可以根据自己的需要,随时选择合适的时间进行试验。这为学生有效的课前预习、学习实验原理、过程有很大的帮助,延伸了实验室的时间。
  (二)有助于学生完成难度较高的实验,提升学生的探究意识
  虚拟实验应用在生物教学中具备真实实验不能触及的功能,可以实现难度较高的实验。例如:某些支出较大、器材较多的实验,学校必须拿出多数的费用投入其中,如果条件不好的学校就没有办法展开试验,虚拟实验的应用可以有效弥补这个弊端,有效节约教学经费和资源。有的生物实验危险系数很高,且不太容易实施,采用虚拟实验的办法可以展开危险度高、难度大的实验,不仅增加了学生的实验机会,也提升了教学效率。虚拟实验教学不仅可以提高学生学习生物的效率,也很好节省教学成本,缩减实验器材的消耗情况,确保设备的安全和人员的人身安全。虚拟教学采用虚拟现实方法虚构所需的教学情境,给予学生观察、实验的对象,让学生通过体验获取知识。例如:在讲述植物开花与结果这一节时,学生没有办法直观的观察植物开花、结果的整个过程。如果依赖虚拟实验展开课堂教学,学生可以在计算机模拟的情境中观察植物由发芽、生长、开花、结果的整个过程,并对该植物的结构有清晰的认识和了解,很好吸引学生的兴趣和注意力,提升课堂教学的质量及效果。
  (三)转变学生由被动到主动学习,提升学生实践能力
  真实的实验采用具体的材料、仪器进行试验,因实验需要消耗大量的实验材料,也会损坏实验器材,老师以节约资源为根本,在规定的实验时间内,对学生进行实验的材料及器材都会加以限制。某些需要花费较长时间的实验,例如:学习“酸雨对生物的影响”,因进行实验需要较长的时间,在短时间的课堂内不容易完成,学生即使看了相关图片,只凭老师的语言描述,学生无法深入的理解和认识。采用虚拟实验,不但可以多次重复实验、缩短所需时间,学生也积极参与在内,通过多次的尝试,不仅让学生深刻认识实验的原理,也培养了学生举一反三的能力,尝试采用新的实验办法展开学习,提升学生的创新能力。学生由被动的学习者变为主动接受知识熏陶的构建者。在进行虚拟实验时,学生可以依照自己的兴趣、爱好自主的选取实验的内容,自己把握实验的时间和进度,从而发现实验过程中存在的问题,积极进行解决。
  【结束语】:综上所述;想要改善中学生物实验教学课堂的情况,可以推行虚拟实验教学,该教学方法的应用可以有效提升学生的动手能力和学习效率。文中分析了学生物实验教学实际情况,提出中学生物教学中应用虚拟实验的作用。
  【参考文献】:
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