摘要：在初中生物实验教学中应用虚拟实验有着诸多益处，可以有效提高生物的教学质量，符合新课改的发展要求。虚拟实验借助于信息化的教学手段，相比传统的初中生物实验教学方法，在很大程度上提高了教学效率，节省了实验成本，提高了实验的安全性，具有极高的应用价值。
关键词：虚拟实验；初中生物实验教学；作用；价值
对于初次接触生物学的初中生来说，生物是神秘而陌生的。生物知识千奇百怪，学生在学习的过程中难免会觉得有些力不从心。实验教学是一种有效的生物教学手段，成功的生物实验可以帮助学生更好地理解书本中抽象的理论知识，从而加深对知识的理解与记忆。但是受实验成本、器材以及学生操作能力不足等方面因素的限制，在实际的实验教学过程中，其成果并不理想。随着信息化教学的不断深入，初中生物教师要充分利用信息技术，采用虚拟实验来进行生物教学。
1虚拟实验概述
虚拟实验依托于计算机和多媒体，通过对数据眼睛、数据手套和电子显示器等工具的运用，在虚拟的环境中，将完整的实验流程展现在学生面前[1]。学生通过观察虚拟实验，对实验的结果能够有着真实的体验，从而对实验所揭示的自然规律加以探究。简而言之，虚拟实验就是利用多媒体将真实的实验过程模拟出来。虚拟实验教学需要有专业的实验教学软件以及传感设备，在我国尚处在发展的初期阶段，并未普及，但是生物教育工作者已经充分认识到虚拟实验在生物教学中的独特优势，在今后的教学工作中应当被充分重视。
2虚拟实验应用于初中生物实验教学中的作用
2.1构建趣味课堂，提高学生的学习兴趣
初中生正处在人生的特殊时期，有着较强的理解力、认知力和记忆力，对新事物充满好奇心与求知欲，但是抗挫折能力却普遍较弱。初中生对生物学科有着强烈的学习欲望，但是在学习的过程中，由于课时少、基础薄弱等原因，学习起来比较困难，容易丧失学习兴趣。实验教学作为生物教学的有效手段，可以极大程度地激发学生的学习兴趣。在教师的演示与指导之下，学生通过亲自动手操作，能够有效提高自己的理解力与思维水平。特别是虚拟实验教学，它简化了实验教学，突破了实验所需的硬件设施的限制。虚拟实验可以克服不良条件带来的影响，将复杂、抽象的生物知识形象地展现在学生面前，提高了学生的学习效率。比如在“光合作用”的教学中，真实的实验过程对气温条件要求很高，实验很容易失败，学生对这部分知识的理解就会有困难。而虚拟实验是利用计算机将实验结果模拟出来，学生通过对实验结果进行反复观察，可以很好地理解光合作用的原理。模拟实验教学不仅提高了学生的学习兴趣，而且也有助于加强学生对知识的理解，进而提高教学质量。
2.2节省实验成本，提升学生的认知能力
进行生物实验需要依托于足够的实验仪器与材料，但是部分实验材料不仅价格高而且还具有危险性，所以，在实验之中，教师都会严格要求实验操作步骤，对学生的每一步操作都要进行认真仔细的监督，因此，学生们的实验操作就会显得很机械[2]。这样的实验教学尽管保护了仪器也保证了学生的安全，但是却在很大程度上限制了学生动手能力与思维能力的发展，学生的好奇心与求知欲难以满足，也无法对实验结果做到真正的理解。而虚拟实验使生物实验变得简单易行，多媒体演示功能将实验的过程与细节呈现在学生面前，在虚拟条件下，学生进行人物转换，根据自己的理解对实验进行操作，即使做错了也不必有所顾忌，这样的方式可以使学生加深对实验的印象，从中获取经验，提升对生物知识的认知能力。从另一个角度来说，所有学生都可以通过虚拟实验对实验过程进行全方位的观察，很大程度上促进了学生均衡发展，实现教育资源的公平共享，这是传统实验教学所不能匹敌的。
3虚拟实验应用于初中生物实验教学中的价值探讨
3.1实现了教学资源的节约价值
生物实验需要有大量的仪器与材料做支撑，由于实验仪器价格不菲，再加上初中生比较莽撞，因此在操作的过程中教师要着重加强对仪器的监管。除此之外，实验器材数量不足往往无法满足所有学生同时进行实验的需求。借助于多媒体的虚拟实验将实验过程进行了全景演示，不受实验仪器与材料的限制，既节约了教学成本，也使教师对生物实验课的管理工作更为轻松。
3.2提升了生物实验的教学效率
环境与时间对生物实验来说十分重要的，比如“种子萌芽”需要很长的实验周期，把变量控制于理想的状态之下是比较困难的；“光合作用”中氧气的产生，对太阳光线以及周围环境的温度有着很高的要求。虚拟实验可以把实验所需的所有条件全部模拟出来，精准地展示出正常实验的过程与结果，而且突破了实验周期的限制，对于提升生物实验的教学效率有很高的价值[3]。
3.3提升生物学科的教学质量
素质教育与新课改明确了学生的主体地位，教师的引导作用。课堂教学要最大程度地调动学生学习的积极性，鼓励学生进行自主探究。虚拟实验可以反复地进行，使每一名学生都能感受到生物学的奥妙，感悟生物实验的神奇，激发学习热情，提高学习积极性，有益于教学质量的提升。
4结束语
基于计算机与多媒体的虚拟实验教学可以全方位模拟实验的过程，实现教学资源与教学材料的节约，调动学生的学习兴趣，这对于提高生物学科的教学质量有实际应用价值。
参考文献
[1]卢世伟.虚拟实验在初中生物教学中的应用[J].才智，2019（1）：161.
[2]陈霞.浅析虚拟实验在初中生物实验教学中的作用[J].新课程导学，2018（20）：43.
[3]蒋丽丽.虚拟实验应用于初中生物实验教学中的作用及其价值评估[J].教育观察（中旬），2014（11）：68-69.
作者:吴艳茹 孙海明 单位:磐石市城南中学 北华大学
