虛擬實驗在初中生物學實驗教學中的運用

期刊文獻PAGE2虛擬實驗在初中生物學實驗教學中的運用一、擬實驗的產(chǎn)生的加利福尼亞高中學生拒絕在科學課的實驗室中解剖青蛙。她的反應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，教學效果都不佳。直至20世紀90年代初，隨著計算機和多媒體技術的發(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，維吉尼亞州大學教育技術系副教授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?！熬W(wǎng)絡青蛙”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，特別是考慮到學生的情感、態(tài)度和價值觀的形成和培養(yǎng)，出于醫(yī)學倫理道德等方面教育的需要，在我國的初中生物實驗教學中幾乎已經(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、虛擬現(xiàn)實技術，學習者通過鼠標、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行再現(xiàn)或模擬，再學生進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技術如圖2。信息技術信息技術現(xiàn)代教育理論虛擬技術教育技術現(xiàn)代教育技術虛擬實驗技術圖2：虛擬實驗相關技術我國的生物虛擬實驗還處于起步階段，首家中學虛擬科學實驗室于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，在教學中真正發(fā)揮作用的更是少量，初中生物教學中需要的相關實驗幾乎是空白?，F(xiàn)在在中學教學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)可以在教學中發(fā)揮獨特的作用。學內(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，進而有助于講解教學內(nèi)容。這些教學內(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中的運用虛擬實驗用于教學的方式主要有以下幾個方面：第一，用于真實實驗前的指導。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，用于課下復習。在復習過程中，學生還會遇到很多的問題。其中就有很多關系到實驗的，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生自主學習。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，操作與說明如下列系列截圖3：通過菜單操作，學生可以很清晰地觀看魚鰭的各種作用。此課件可以在學生只做了“活體魚”進行模擬實驗后進一步探究。（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，操作與說明如下列系列圖4：1.救護車送來三位病人，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。（操作者隨意用鼠標點擊一個病人，將此病人送入病房）2.病房護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.當操作者使用鼠標點擊注射器，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.當操作者給病人所屬的血是與病人的血型不符合的，病房護士就會提醒你修正。如果操作者的操作是正確的，病房護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.點擊其他病人，重復以上的操作，直到把正確的血液輸完為止。的血型，想直接輸