李 英

(甘肃省陇南市徽县第四中学,甘肃 陇南 742300)

1 虚拟实验在初中生物实验教学中的应用原则

1.1 可行性原则

在虚拟实验教学过程中,可行性原则主要是指教学形式需要充分按照初中生物的内容和虚拟软件等条件,明确实验的可行性.虚拟实验也不是无所不能,对于一些缺乏素材或是对设备要求较高的生物实验并不适合虚拟实验的开展,部分实验内容为了能够达到良好的效果,需要通过进行真实的实验,在现实中,只有欠缺观察效果的情况下才能够通过虚拟实验进行模拟,更好地展现生物实验过程、凸显生物实验现象.同时,虚拟实验必须具备设备支持的条件,包括手机、计算机等设备,虚拟实验需要通过满足其中若干个条件下才能够开展.

1.2 主体性原则

开展初中生物虚拟实验教学要体现学生主体主导地位,学生在已有知识和能力的基础上,教师通过多样化的方式调动学生的积极性与学习兴趣和热情,促进学生能够在学习过程中更加积极主动.在整个实验活动过程中,教师应当更加注重自身的指导角色,强调学生的课堂主体性.在进行虚拟实验的过程中,教师为学生提供有关实验的丰富电子素材,让学生能够自主选择合适的器材和实验物品开展虚拟实验,教师巡回指导,对于学生在虚拟实验中的困惑进行点拨,注意课堂实验的准确性,虚拟实验具有开展简单、操作性强的特点,学生可以随时随地开展,发挥学生的主动性,实现虚拟实验辅助实验教学的教育价值.

1.3 启发性原则

虚拟实验同样对学生的思维能力、动手能力具有促进的作用,教师因地制宜,将生活素材融入到虚拟实验中,通过不同的方式对学生进行多样化的引导,使学生能够自主思考,及时发现问题并解决问题.传统实验基本都是按照教材的器材、物品、步骤按部就班地操作,学生主动实验性不高,通过实验开发学生科学素养的价值不能发挥.在该种情况下,学生会对实验被动接受,不能产生积极有效的主动思考、主动实验,因此,在实验教学过程中,教师对学生的引导应当一步步地通过任务布置、提问,使学生能够自主寻找问题的答案.在启发、引导过程中,发散学生思维,为学生的实验探究提供不同的视角和多元化思路.

2 虚拟实验在初中生物实验教学中的应用前景

2.1 构建真实情境,增强初中实验教学效果

虚拟实验具有耗费资源少,实验效果强的特点,可以模拟一些条件比较特殊、耗时长的生物实验,构建真实的情境,为学生营造逼真、身临其境的学习氛围,达到教学目标所设定的学习环境.在该种学习环境下,学生通过思考、操作实验过程,观察生物实验现象,领会实验背后的生物知识,不断激发学生的探究能力、自主学习能力,使学生能够在学习中以积极的情感态度投入实验体验中.创设情景通常分为构建生活情景、创设信息情景等,将这些情景灵活地运用到具体的虚拟实验教学过程中.与实验内容相契合的情境能够渲染实验的氛围,增强实验效果,激发兴趣,体现出虚拟实验的实用价值和教育价值.在此基础上,教师引导学生整体合理地规划出实验目的、实验材料以及实验步骤.明确实验目的,充分围绕实验目的展开有效实验,使学生充分了解实验的原理和过程,促进学生在具体实验过程中更好地掌握重难点内容,避免脱离主旨问题等.

例如,在“观察种子的萌发”的虚拟实验中,先营造一个种植园的情境,里面有各种各样的植物,学生可以体验不同种子的萌发过程.在材料选择时,学生可以选择玻璃器皿、细沙、玉米种子、西瓜种子,然后在玻璃器皿中加入细砂,在两个玻璃器皿中靠近玻璃的一面分别播种玉米种子和西瓜种子,深度大约5cm左右,然后可以选择时间,1 h后、5 h后、1 d后、2 d后……,通过改变时间进度来观察种子在不同时间的萌发状态,并将观察时间和观察现象记录下来.通过虚拟仿真实验,能够让学生随时可以对实验现象进行观察,有效地缩短了实验的时间,提高了实验效率,让学生观察到了种子萌发的全过程.随后,教师让学生依据实验现象进行分析玉米种子和西瓜种子在萌发的过程中有哪些相同点,有哪些不同点?通过对种子萌发形态的观察,你认为将种子的萌发划分为几个阶段比较合适,并结合实验现象进行说明.教师依据实验结果,引导学生思考和讨论,有利于学生在具体学习中能够针对性的学习,积极开动大脑,自主探究,主动学习.

2.2 开展虚拟实验,教师加强实验指导

虚拟实验的开展有效提高了初中实验教学的效果,在实际的虚拟实验中,学生需要充分配合教师,教师需要积极地进行巡回指导,从而能够及时纠正学生错误的实验步骤或错误的实验操作方法,并结合学生的虚拟实验具体情况进行针对性指导,评价学生的各项情况.学生在进入虚拟实验页面后,需要对具体的实验任务进行认真分析,对实验的板块进行准确寻找,随后开展虚拟实验的准备工作.在虚拟实验页面中所包括的板块主要分为实验目的、实验器材、实验物品、实验环境等内容.实验目的是学生实验任务的最终目的,即实验所要探究的问题或是观察的现象,最终得出的结论.实验器材、物品等是开展实验所要选取的素材,学生依据不同的实验设计思考会有一定的差别,学生按需所取即可.学生在遇到疑惑或是错误的时候,可以选择提示,或是求助教师、同学.虚拟实验开始后,学生可以依据自己的想法大胆尝试,当出现操作错误或是材料选择错误的时候,学生可以退回到上一步操作,对实验步骤和实验内容进行修正,或是重新进行实验的设计和验证.

虚拟实验并不是孤立的,在实验过程中,师生、学生之间可以在线讨论,教师可以参与到学生的实验过程和步骤中,也可以在线依据软件的提示对发生错误的虚拟实验进行个别指导,对学生虚拟实验中所遇到的问题进行随时解答,并做出相应的评价.通过虚拟实验能够充分达到三个目的,分别为:(1)对实验现象认真仔细地观察;(2)对实验现象进行详细记录,对实验步骤进行有效地总结,包括注意事项、实验结果等;(3)详细分析实验中出现的问题,与教师、同学一起交流解决.

2.3 分享交流结果,提高学生的实验能力

初中生物虚拟实验完成后,学生之间互相展示实验过程和结果,分享实验经验和心得,教师根据学生的虚拟实验操作和结果进行相应的点评.在分享交流环节中,有三个方面需要做到:(1)学生按照教师在课堂教学中所提出的问题进行相应的学习,同时在虚拟实验中,学生需要整理所获取的结果.学生对虚拟实验过程、原理和结果进行简要的介绍,展示虚拟实验的创新之处,共享实验成果;(2)学生之间的互评.在学生展示虚拟实验结果后,学生之间对实验过程、操作步骤、实验结论等方面进行互相学习和评价,互相学习、互相借鉴,从而充分实现取长补短的效果.另外,也可以等学生展示介绍完毕后,其他学生对此进行相应的评价;(3)按照自身虚拟实验情况,学生可对自己无法解答的问题进行整理,全班学生能够进行彼此交流,共同为学生进行相应的问题解决,如果学生不能够有效解决,教师则进行答疑解惑.在整个过程中,教师需要充分扮演学生的引导者、聆听者、组织者,对虚拟实验的方法、思想进行汇总,对虚拟实验的各个环节进行评价,从而形成过程性评价和总结性评价,不断提高学生在虚拟实验中的探究精神和动手能力.

2.4 总结巩固,提高虚拟实验效果

在完成课堂教学后,教师并没有结束自身任务,而是需要对本节课进行整体总结,并做好反思工作.反思主要是为了能够对本节课程查找不足之处,同时对教学精彩片段进行有效的记录.学生在课堂中的学习表现能够直接反映教学的整体效果.基于此,教师需要充分按照学生的实际表现以及学习情况对自己的教学效果进行反思,对不同环节进行评价,学生的积极性在哪个环节中略差,教师应当做出如何的调整,在课堂教学中,教学机智也应当进行及时记录.通过教学反思,不仅能够将自己的教学经验进行积累,同时能够不断强化自身的教育教学水平.除此之外,教师需要与学生构建良好的师生关系,提升与学生之间的有效联系,通过该种方式能够更好地监督学生的学习,同时还能够更好地对学生在学习过程中所存在的问题进行及时发现,做好解答.在整体教学过程中,教师的活动和学生的活动之间具有实时交互、共同发展的特点,并不是以往传统的“传递——接收”模式,基于此,应当充分加强教师的整体虚拟实验教学水平,在初中生物教学中,促进虚拟实验的整体应用效果.

综上所述,与传统实验相比,虚拟实验具有实质性的突破,能够充分提升学生的实验安全,带来丰富的实验素材和多样化的方法,加强学生动手能力.因此,在初中生物教学中,虚拟实验具有很高的教育应用价值,应用前景广阔.随着科学技术的快速进步,初中生物教师也应当不断改进教学模式,在教学中有效应用科学技术手段,促进整体教学质量和教学效果.