第一篇：高中生物教学虚拟实验研究
摘要
虚拟实验室是通过虚拟实验平台创建的一个虚拟仿真的学习环境，解决传统实验的难题，为高中生物实验教学开发一种新的教学模式和教学手段。虚拟实验具有吸引力强、效率高、精确、快速便捷等优势。但是，要更好地运用虚拟实验技术，面临对教师要求的提高、把握适度原则等新的挑战。教学一线教师以及技术人员要不断提升自身的能力，更要深入了解教学内容与对象，使技术与知识深度融合，使新技术更好地为教学服务。
关键词
虚拟实验；高中生物实验；教学模式；应用
虚拟实验（Virtualexperiment）近年来被广泛应用于物理、化学等学科教学中，对实验教学模式及学生学习方式产生了很大的影响[1]。众所周知，生物是一门以实验为基础、以培养学生的生物科学素养为目的的学科。在传统的高中实验教学中，由于受到一定条件的限制，比如学校实验器材短缺、实验课时间不充足、缺乏专门的实验室教师等，使得很多学校的生物实验课不能满足学生的兴趣需求，开出率不高，最终很难达到预期的教学目标。而虚拟实验教学能够克服传统实验教学的不足，使中学生物实验教学有效进行。
一、虚拟实验及其研究与应用的现状
通俗地说，虚拟实验就是运用计算机系统中的虚拟现实技术（VR），创设一个信息化、网络化的集成环境[2]。在这种虚拟的实验环境中，实验器具和材料都是对真实器具的高度虚拟仿真，通过鼠标或操作杆对仿真的实验材料进行模拟操作，呈现出虚拟的实验过程，最后产生相对应的实验结果。美国是最先研究虚拟实验系统和虚拟实验室的国家，通过为中学生提供多个有关的表征现象或明确指令，帮助其建立从分子水平到可观测水平的联系，增强对概念的理解[3]。目前，我国在部分重点高校建立了一批虚拟实验室，并且已经取得了不错的成绩。如，华中师范大学生命科学学院于2016年3月成功获批“生物学部级虚拟仿真实验教学中心”。虚拟实验室在中小学教学中的应用还很少，只有少数学校拥有虚拟教学设备或条件，如北京第65中学、汇文中学和培新小学[4]。
二、虚拟实验在高中生物教学中的应用
高中阶段学生的思维已经发展到较高水平，自主学习能力也较强。但是，高一学生对实验课的新鲜感很强、注意力很难集中，对较抽象物质的变化理解较困难。下面将结合具体实验内容，主要针对传统实验存在的困难，阐述虚拟实验教学模式。
1.传统实验模式遇到的问题
在实验前，许多学生的注意力大多停留在桌上的实验材料和试剂上，没有预习也不认真听老师的讲解。结果，实验过程中，学生不知道从何做起，乱操作或者不操作，最终致使学生动手操作的有效性降低，小组之间的合作程度也减小。学生们取试剂和材料的时候往往挤成一团，教师又要去各组指导，有的学生就会趁机捣乱，破坏课堂秩序，严重影响教学效果。传统实验难以满足对实验材料的严格要求，加重了教师的负担。如，“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的关键首先是3~4天根尖的培养[5]。这些准备工作学生很少有时间去完成，只能由教师来准备。如果没有专门的实验老师，无疑会加重任课教师的负担。而且，实验的最佳时间是10am至2pm，此时根尖细胞分裂最旺盛。但是，由于学校实际条件的限制，全年级学生统一在这段时间上实验课不太现实，分开做就会使得其他时间段的学生难以观察到良好的效果。实验技术既是重点也是难点，但在传统实验中，学生往往难以掌握。例如，在做花生切片检测脂肪实验时，老师在试验台示范花生切片技巧，学生很难观察到动作细节，常常导致学生制作的花生切片太厚，普遍不能观察到预期的现象。
2.运用虚拟实验教学的优势
虚拟实验通过电脑终端将动态的实验展现在学生面前，对学生的注意力是一种很强的吸引。当学生进入系统后，不需要教师讲解，自己在电脑上学习实验原理、步骤。开始实验后，学生先自己思考然后选择。如果学生不会，系统会自动提示有关操作的正确做法或下一步实验操作。学生以小组为单位共用一台电脑，可以明确具体分工。比如学生A负责选择材料，学生B负责配置试剂，学生C来进行操作，小组成员共同完成，很好地培养了合作精神。而且虚拟实验系统会放大实验操作的细节并配合讲解，比如，学生可以全方位观察到切片动作的技巧，然后在实际中进行练习，成功率大大提高。在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，虚拟实验可以克服学生由于时间控制不当而产生的误差；压片时，学生施加的压力可通过压力感受器传输到系统，系统会显示此时压力是过大或过小，通过三维动画显示压力作用于根尖细胞时发生的变化。这样，学生可以在头脑中形成一种画面感，在实际操作时控制好力度。总的来说，虚拟实验系统中的材料都是对现实材料的高度仿真，既可以解决实验对材料高要求的问题，还可以节省大量的时间，减轻教师压力，使教师能够专心巡视各组学习情况和给予辅导，更好地维持课堂秩序。在虚拟实验中，学生必须对每一步实验都熟悉掌握，才能进行下一步。通过这种类似强制性的引导方式，学生会产生一种游戏感，能够最大限度地激起求知欲，使学生在愉快的学习氛围中掌握知识。
三、应用虚拟实验教学面临的挑战
当今社会需要的是技术、知识、教学三位一体型（TechnologicalPedagogicalContentKnowledge，TPACK）的新型教师[6]，这使得教师面临着更大的挑战。虽然现在教育处于信息技术发达的年代，但是我们绝对不能做技术的奴隶。技术最终应该是恰当地融入教学之中，虚拟实验如何与教学完美结合，在教学的哪一个知识点、环节运用能取得最大化效果而又不失去与现实生活的联系，需要我们新型教师在透彻理解教学目标的前提下深入思考。在教学中引入VR技术，要想取得最优化的效果，除了其自身具有的良好交互性、灵活多样性以外，关键还在于如何选择合适的内容、如何选准技术与课程的结合点以及在教学的哪个节点实施。最后，现在虚拟实验还处于试验阶段，实验后进行评价显得更为必要。在结束实验后，教师要通过有计划、有针对性的测评，检测学生学习的改善程度和教学目标的实现程度，从而间接反映虚拟实验在提高学生学习、辅助教师教学方面是否发挥了积极作用，也能够及时反映出虚拟实验在教学中存在的实际问题，促使教师和技术部门进行及时的沟通并不断完善。我们可以看到，虚拟实验在中学生物实验教学中的应用蕴藏着巨大的潜力，其验证性、仿真性和交互性的实验教学模式是我们教学改革一直努力的方向，是课程发展的新趋势。虚拟实验开放式的实验模式赋予了学生更大的自由选择空间，最大限度地保障学生的实验兴趣，加深对课堂所学内容的理解，减少对于传统课堂教学计划的冲击[7]。面对虚拟实验带来的挑战，我们要积极采取应对措施，如优选实验内容和实验教学安排、完善开放式实验教学设计、有效进行实验教学指导、构建起完整一体化的实验教学体系等。这些是我们实验教学工作者以及技术开发人员下一个共同努力的目标！
作者：李涛 黄彩霞 赵浩斌 单位：华中师范大学生命科学学院
参考文献
[1]罗成.虚拟实验辅助中学生物实验教学的实施与效果评价[D].杨州：扬州大学，2015.
[2]柏林.网络化虚拟仪器核技术及其典型案例的研究[D].重庆：重庆大学，2004.
[4]徐虹.65中建成虚拟现实实验室[N].北京晨报，2015-10-29.
[5]朱正威，赵占良.普通高中课程标准生物实验教学书[M].北京：人民教育出版社，2007.
[7]林凤屏，黄飞，陈必链.虚拟实验室在生物教学中的应用与研究[J].实验室科学，2016（2）.
第二篇：生活化高中生物教学探析
摘要
高中生物教学要注重与现实生活的联系，充分发挥生物学科的独特作用，引导学生在现实生活的背景下学习生物，运用所学的生物知识解决实际生活中的各类问题，为高中生进一步学习和步入社会做准备。
关键词
生物教学；生活化；情境教学
随着新一轮课程改革的深入开展，高中生物教学的生活化越来越受到重视，并且对提高课堂教学水平具有重要的作用。同时，高中生物教师还必须要提高重视程度，优化生物教学策略，创新教学方法，以高中生为课堂教学的核心，重点培养学生的创新精神和实践能力。
一、提炼生活中的资源，引出知识点
生物知识与我们的日常生活是密不可分的，在我们生活的各个地方都有生物学的身影。高中生物教师要学会提炼生活中的教学资源，引出新知识点，让高中生在生物课堂得到更好的学习体验，了解生活中的生物现象。还要联系实际教学内容，调动高中生的学习主动性，让高中生对生物学科有新的认识。在讲高中生物《能量之源———光与光合作用》时，有的高中生物教师只是比较枯燥和机械的向学生讲述光合作用的发现过程和研究历史，向学生介绍光合作用的光反应、暗反应过程和关系，向学生展示影响光合作用强度的环境因素等知识，高中生可能会感到厌烦，于是我进行了创新，从日常生活中搜集了光合作用的教学案例，为学生构建起了一个想象的空间。如在一些塑料大棚中栽培农作物，由于光照不足可能会影响农作物的产量，这时可以进行人工补充光照，选择适合的塑料薄膜或者玻璃等，所依据的原理就是光合作用。接下来，我还组织高中生利用光学显微镜观察金鱼藻叶肉细胞及细胞内的叶绿体，并且积极的向高中生提问:“叶绿体为什么是绿色的呢?”以此引导学生掌握实验的操作方法，激发学生探究问题的兴趣。通过生活化的教学方式，让高中生对光和光合作用有了更加深刻的印象，帮助学生更好的贴近生物知识要点，能够自主的进行学习和思考。
二、丰富学生生活经验，巧用多媒体
开展生活化的高中生物教学是新课改的要求，也是素质教育发展的必然结果。高中生物教师必须要深入挖掘生物教材，有效突出学习的重点和难点，运用多媒体等新技术辅助教学，丰富高中生的生活经验，让高中生找到学习生物知识的乐趣，改变对生物学科的态度。高中生物相对于高中数学和语文来说，是比较抽象的学科。生物教师要善于将抽象的知识具体化，消除高中生的畏难情绪，将课堂教学与日常生活紧密结合。比如，讲高中生物《物质跨膜运输的实例》，我制作了内容丰富的多媒体课件，营造轻松愉悦的课堂氛围。我还进行了学情的分析，高中生在以前的学习和生活中可能会见过这样的现象，就是把萝卜条泡在盐水中会变软，而泡在清水中则会变硬。生物教师可以从学生的生活经验出发，循序渐进的向学生介绍新知识。因此，我在多媒体课件中向高中生展示了一些生活中的现象，以此来帮助高中生理解细胞与外界溶液一起可以构成一个渗透系统。例如，我们平时吃一些腌制的咸菜或者连续嗑带盐的瓜子，我们的口腔和嘴唇都会感到比较干涩，这就是由于口腔细胞中的水分会通过细胞膜渗出到细胞外;我们在平时洗澡或者游泳时间过长，皮肤会褶皱，发生这种现象最主要的原因是皮肤长时间浸泡在水里，皮肤表层细胞受到了冷热刺激，并且发生收缩，最终压出细胞里的水分。
三、构建生活化的情境，激发求知欲
情境教学法对于高中生物教师来说并不陌生，很多生物教师都在积极的开发和利用教学情境，这样不仅提高了课堂教学效率，还满足了高中生的学习需求，促进高中生养成良好的生物学习习惯。在生活化教学过程中，高中生物教师要善于构建生活化的教学情境，细心观察生活中的生物现象，结合高中生的实际认知水平，让枯燥乏味的生物知识变成更加亲切，提高课堂活跃度。比如，讲高中生物《人口增长对生态环境的影响》，由于这部分知识只能靠教师讲解，学生不能亲眼目睹，所以生物教师可以通过图表等形式进行直观教学，精心筛选生活化的教学实例，对学生进行“人口”教育，提高学生的思想认识。我首先给高中生展示了一组我国历年人口增长的数据，让高中生思考:影响人口数量变化的因素有哪些?我国历年人口增长情况有什么特点或者呈现什么趋势?当今社会制约我国走可持续发展道路的主要问题为什么是人口问题?通过构建这种生活化的教学情境，在新课的引入上取得较好的效果，学生的学习热情高涨，也在一定程度上实现了高效的生物课堂。与此同时，我还为高中生设计了课堂辩论活动，要求高中生对人口问题发表自己的看法，然后分成正反两方进行辩论，最后双方都要根据学过的知识，预测我国的人口增长前景。
四、更正学生常识误区，提高创造力
在实际教学过程中，高中生物教师要及时更正学生在常识方面的误区，对于没有科学依据的生活常识要进行指正，帮助高中生优化思维，提高学生的创造力。需要注意的是，高中生物教师必须要做到理论联系实际，课堂教学体现出科学性和实践性，不能为了生活化而生拉硬扯，要做到具体问题具体分析，要让高中生清晰的看到高中生物学科对于社会生活、经济活动、生产实践等都具有指导作用，而且高中生物与人们的日常生活、医疗保健、环境保护等方面也是密切相关的。比如，很多高中生都认为有机食物无农药，营养高。但是，事实证明这样的说法并不准确，现在市面上出售的有机食物也并不是完全没有农药的，在某种程度上来说，有机食物对人体的作用也并不大。虽然种植有机食物的时候使用的是自然肥料，可是这种肥料可能对环境造成的危害会更大;有的高中生认为酸奶可以防止消化系统紊乱，平时应该多喝酸奶。酸奶之所以能够起作用的原因是因为含有益生菌，这种酸奶里“好的细菌”会在在人们的肠胃里活动。可是，酸奶对人体的促进作用真的那么大吗?答案是否定的，大量食用酸奶会导致人体肥胖和其他问题的产生，在喝酸奶的时候最好是配合上热量少的食物一起食用。
五、开展生活化的实践，拓宽知识面
加深学生对生物知识的把握，还要善于开展生活化的实践活动，将课堂教学延伸到课外，从而提高高中生的探究能力，拓宽高中生的知识面。通过生活化的课外实践，可以让高中生真正的回归生活，将所学的生物知识更好的运用到实际生活中，促进高中生终身学习意识的养成。比如，高中生物《人类遗传病》，主要讲述了人类遗传病的常识性知识，由于高中生已经学过基因突变和重组、染色体变异、伴性遗传等相关遗传学知识，所以对本节内容容易理解。在课后，我组织高中生进行小组合作实践，以社区或村为单位，调查周围人群中常见的人类遗传病。高中生都积极的参与，并且认真记录，可见高中生对于这种教学方式的认可。最后，学生总结出常见的人类遗传病大致包括:肝炎、糖尿病、心脏病、哮喘、色盲、先天性聋哑、多指等。这种以问题驱动的生活化教学模式激发了高中生的思维，吸引学生的注意力，对培养学生的调查能力和自主学习能力具有重要作用，而且也有利于高中生形成良好的团队意识，激发学生的参与热情。
总之，高中生物教学的生活化是一项系统性较强的工程，需要高中生物教师和高中生的共同努力，打造出全新的高中生物课堂。作为高中生物教师，要以学生为本，明确教学目标，选择贴近学生生活实际的教学内容，善于运用多媒体技术辅助教学，给高中生提供展示才华的舞台。还要善于组织各种课外实践活动，在潜移默化中改变高中生的思维方式，打开高中生的学习思路，逐步培养高中生搜集和处理信息的能力，着眼于学生的终身发展。
作者：郭洪霖 单位：海南省东方市铁路中学
第三篇：生本理念下高中生物教学应用
摘要:
新课程改革以关注每一个学生发展，完善教师资质，注重以学定教为基本理念，以推进全面素质教育为主要目的，以培养综合素质高的创新人才为最终目标。生本理念强调“以学生为本”，其核心内涵是“一切为了学生、高度重视学生、全面依靠学生”，注重学生全面发展，培养适应新时代的创新人才。本文介绍了生本理念的内涵，并结合教学从课前提供先行组织者，课中激趣导入、为理解而教学，课后QQ群互动交流等几个方面阐述了生本理念在高中生物教学中的应用。
关键词:
生本理念；高中生物；教学
一、生本理念概述
自1999年郭思乐教授提出生本理念以来，该教育模式在基础教育中得到了广泛的应用。生本教育是一种真正做到了以学生为学习的主人，为学生好学而设计的教育。其主要特征有四个方面，一是以发展为本，重视发展学生的全面性、差异性、自主性、持续性;二是以生动为本，教学中所教内容应具有活力，激发学生学习兴致，构建生动活泼型课堂;三是以生命为本，生命从生到老是一个持续学习的过程，应挖掘学生与生俱来的潜能，调动其主观能动性，使其在快乐中学习;四是以生长为本，教师应发现发扬学生的优点，不压制学生的成长趋向。［1］
二、生本理念在高中生物教学中的应用
国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010－2020)强调，提高综合素质，培养创新人才。高中生物教学中运用生本理念教育模式，从学生角度出发，以发展为本、以生动为本、以生命为本、以生长为本是培养学生适应社会，具有创新精神和实践能力的有效途径。
(一)课前生本理念的体现
“先行组织者”是学习“新知”前提供的具有引导作用的材料。［2］课前提供既要面向全体学生，又要考虑个体差异的“先行组织者”材料。例如，适量的与“新知”有关的客观基础题与主观提升题，通过查找资料，自行解决。也可提供相关的阅读材料或微视频，以激发学生对将要学习的“新知”的兴趣。以《酶的特性》为例，录制微视频“用等量加酶洗衣粉，在冰水、温水、开水3种不同温度下，洗涤污渍手帕”。根据视频提出问题，如:为什么温水洗涤手帕最为干净?不同温度对酶有什么影响?［3］通过生动的“先行组织者”，可以把学生的学习由“被动的接受式”转变为“积极主动的探究式”，进而激发学生的主体性、兴趣等。
(二)课中生本理念的运用
1．多元方式创设情境，激趣导入
情境是感同身受，兴趣是最好的老师。教学中，为激发兴趣、调动热情，教师可以多元方式创设情境。［4］从视频、图片、生活实际、小故事等导入新课，理论上可以体现以生动为本，实际上可以激发学生“我要学”。以《生命活动的主要承担者———蛋白质》为例，多媒体展示鸡蛋、牛奶，各种肉类等图片，联系生活创设“为什么鸡、鸭、鱼肉味道不同”的情境，这样的情境，学生在生活中有体会，知识上想了解，进而为构建活泼课堂、激发学生求知欲奠定基础。
2．沟通+合作，为理解而教学
没有沟通的教学不是教学，没有合作的教学不是探究式教学。教师在教学中应尊重学生生命、生长规律，运用“沟通+合作”方法，实现“为理解而教学”。以生本理念为指导的“为理解而教学”的教学模式是一种基于对知识的对比、重组、推理，达到深入理解、灵活运用程度的教与学模式。［5］它强调更积极的“从行动中学习”的观点。教师要明确应该教什么?学生应学些什么?学生怎样才能达到学习的目的?学生掌握了什么内容?在沟通交流、互动探究过程中，充分肯定学生的思维与灵感，实现生本理念指导下的真正意义的“为理解而教学”。
(三)课后生本理念的再现
QQ群是一种交流互动的网络平台。利用公告、聊天、共享、邮件、照片等群区域开展课后师生互动，在公告区答疑时间，学生准时有备参与，学生也可自己的问题，教师鼓励学生各抒己见，激发潜能。生长素与生长激素的区别是易混淆的生物知识点，利用QQ群，进行生生、师生互动讨论，可以有效地进行基本概念的辨析，也有效拓展了教学空间。还可将学习资源传送到共享区，例如高中生物复习计划、生物知识框架等，供学生自主学习，为提高教学有效性奠定基础。
三、结语
将生本理念的“发展”“生动”“生命”“生长”渗透到课前、课中、课后，是真正的“一切为了学生”的教学模式。基于生本理念的教学，有利于增强学习兴致和自主意识，培养发散思维、创新能力与合作精神，促进学生全面发展。同时有利于教学目标的有效达成和教学有效性的提升。
作者：于长春 王雪娇 肖卓钢 单位：吉林师范大学生命科学学院 长春市综合实验中学
参考文献:
［1］徐燕．生本教育理念下的高中化学教学模式研究［D］．南京师范大学，2014．
［2］周建秋．先行组织者:一项指向学生有意义学习的教学策略［J］．现代中小学教育，2012(5):43－44．
［3］汤向荣，金枝．“降低化学反应活化能的酶”一节“酶的特性”教学设计［J］．中学生物教学，2013(8):49－51．
［4］马兰．新课程背景下高中生物课堂有效导入的研究［D］．曲阜师范大学，2014．
［5］沙向红．“为理解而教”的中学生物教学［J］．中学生物教学，2014(11):13－15．