1.研究背景及意義

目前我國在中學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)及軟件開發(fā)方面己經(jīng)取得了一定的成績并有相對完善的理論作為支持,同時(shí),一線教師也針對一些具體的課題開展了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)并取得了一定的效果,尤其是在物理和化學(xué)學(xué)科。然而,對于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的理論研究并沒有充分考慮到一線教學(xué)的實(shí)際問題及需求,以往往造成過高的理論要求很難在一線實(shí)踐開展或一線需要解決的問題卻得不到適當(dāng)?shù)睦碚摰闹С趾椭笇?dǎo),最終導(dǎo)致數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室使用率不高,鑒于此,本研究將重點(diǎn)探討如何將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的理論同一線教學(xué)更緊密的結(jié)合從而使數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在髙中教學(xué)過程中發(fā)揮出更大的作用。另一方面,目前對于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用及研究主要集中在物理學(xué)科,也有不少在化學(xué)學(xué)科,但對其在生物學(xué)科的應(yīng)用研究較少。甚至有文章說在一線教師和學(xué)生中大多數(shù)認(rèn)為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室對中學(xué)生物教學(xué)的應(yīng)用空間及效果不大。本文將結(jié)合訪談等方法探究其原因,嘗試以生物學(xué)教學(xué)為例探討數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。本文將從傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在中學(xué)生物中的應(yīng)用情況,通過具體實(shí)例給出數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢和局限性,如何提高數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在高中生物教學(xué)中應(yīng)用效率及武漢市市級示范高中開展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的可行性分析這幾個(gè)方面來完成我的研究。

........

2.高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

2.1生物實(shí)驗(yàn)與高考的聯(lián)系

近年來高考的考察形式越來越豐富,實(shí)驗(yàn)的考察不僅是對課本以及實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟、注意事項(xiàng)、結(jié)果及結(jié)論等的考察,更是對實(shí)驗(yàn)思維的考察,例如要求考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)類的題目、對新實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析的題目。2013年湖北省高考理綜卷全國一卷來說,第29題考察了油料種子的萌發(fā),探究這些種子萌發(fā)過程中一些物質(zhì)的變化情況、原因及實(shí)驗(yàn)條件;第說題是基于選修教材的實(shí)驗(yàn),考察了泡菜制作實(shí)驗(yàn)的條件;第40題給出了新的實(shí)驗(yàn)過程,要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析。再以2014年湖北省高考理綜卷全國一卷來說,選擇題第2題,給出了一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)情景,讓學(xué)生分析可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,第29題是對觀察根尖細(xì)胞有絲分裂的考察,重點(diǎn)考察實(shí)驗(yàn)原理,第39題考察的是±壤中纖維素分解茜的分離和技術(shù),主要考察了實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)�？梢�,在高考生物中,實(shí)驗(yàn)的分值大,難度窩,考察方式多,要想做好這些題目,必須在平時(shí)的教學(xué)過程中重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物學(xué)教學(xué)中的地位和作用

在高中生物教學(xué)中,許多重要的知識都是以科學(xué)史開始的,而科學(xué)史實(shí)際上就是多位科學(xué)家一步一步分析并用不同的實(shí)驗(yàn)一步一步推進(jìn)著真理的發(fā)現(xiàn),如在人教版高中生物必修3"植物生長素的發(fā)現(xiàn)"這一節(jié),首先19世紀(jì)末達(dá)爾文注意到植物的向光性并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)探究植物向光性的原因,設(shè)計(jì)了四組實(shí)驗(yàn),分別是自然狀態(tài)下給予單側(cè)光照則植物向光彎曲,若切去臟芽鞘尖端再給予單側(cè)光照,則化芽鞘不彎曲,若用錫箱紙遮住胚芽鞘尖端,給予單側(cè)光照,臟芽鞘也不彎曲,最后用錫鏈紙遮住胚芽鞘下端,給予單側(cè)光照,胚芽鞘彎曲。達(dá)爾文根據(jù)前兩組實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論:臟芽鞘的尖端是引起胚芽鞘彎曲的原因;根據(jù)后兩姐實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論;胚芽鞘的尖端是感受光刺激的部位,臟芽鞘的下端不是感受光刺激的部位。最后綜合以上兩個(gè)結(jié)論,達(dá)爾文得出最終結(jié)論:是胚芽鞘的尖端產(chǎn)生了某種影響造成胚芽鞘彎曲。如下圖:

3.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室概述......9

3.1數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的含義及其構(gòu)成........9
3.2數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀......9
3.3數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室與基礎(chǔ)教育.....10
4.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用分析.........18
4.1武漢市髙中數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用現(xiàn)狀......18
4.2數(shù)字化實(shí)整室在高中生物教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢及其實(shí)例分析.......20
5.武漢市市級示范高中開展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的可行性分析.......25

4.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用分析

4.1武漢市高中數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用現(xiàn)狀

武漢市從2014年在省級示范高中和部分市級示范高中建立了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室,到現(xiàn)在己經(jīng)投入使用一年了。武漢市第十九中學(xué)、武漢市漢鐵高級中學(xué)、武漢市第十五中學(xué)、武漢市第二十三中學(xué)以及武漢市新洲區(qū)第一中學(xué)皆是首批受益的學(xué)校,經(jīng)過筆者設(shè)計(jì)問卷并調(diào)查訪談這六所省級示范高中的生物教師,了解到這些學(xué)校的生物實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量大部分都有3或3個(gè)以上,其中生物數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室為1個(gè),除此以外配備了一個(gè)姐織培養(yǎng)室。武漢市新洲區(qū)第一中學(xué)在校生2000余人,曾在2014年暑假派2位生物教師參加了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室相關(guān)培訓(xùn),并且參訓(xùn)教師認(rèn)為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)效果要優(yōu)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,因?yàn)閿?shù)字化實(shí)驗(yàn)室的高科技設(shè)備更能激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造性。但是該校在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)好的這一年即2014-2015學(xué)年沒有使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室完成教學(xué)作,談及原因,新洲區(qū)第一中學(xué)的生物教師認(rèn)為是老師們不熟悉數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備,學(xué)習(xí)和使用起來麻煩。

4.2數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在高中生物教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢及其實(shí)例分析

在人教版離中生物必修1第7至8頁,安排了學(xué)生的第一個(gè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn),即"使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞",在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?其一是學(xué)會(huì)臨時(shí)裝片的制作方法,其二是學(xué)會(huì)使用高倍顯微鏡觀察細(xì)胞,比較不同細(xì)胞的異同點(diǎn)。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中我們所使用的高倍顯微鏡,需要手動(dòng)調(diào)整反光鏡的方向來獲取光源;在觀察到物像后,只有觀察者自身可看到物像,同組其他同學(xué)無法同時(shí)觀看,也包括教師,這就決定了同組同學(xué)之間難以交流具體看到的細(xì)胞,對于學(xué)生看到的細(xì)胞,教師難以準(zhǔn)確的予指導(dǎo);當(dāng)有教學(xué)需要將圖像進(jìn)行保存或者展示給其他姐學(xué)生觀看的時(shí)候,完全無法進(jìn)行(某些情況下教師會(huì)讓學(xué)生排隊(duì)輪流觀看同一個(gè)顯微鏡中的物像,但畳然送會(huì)浪費(fèi)大量的課堂時(shí)間并且有可能帶來課堂管理上的問題)。

.........

5.武漢市市級示范高中開展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的可行性分析

武漢市市級示范高中從實(shí)驗(yàn)室的配備上來說,比省級示范高中配備的較晚,并且沒有專口的人員來對接設(shè)各的維護(hù),為實(shí)驗(yàn)室的安裝和使用帶來了困難。但是,在市級示范高中開展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室教學(xué)仍然具有重大的意義。雖然在對教材知識的理解和掌握上,市級示范中學(xué)的學(xué)生還與省級示范學(xué)校的學(xué)生有一定的差距,但是在動(dòng)手能力和接觸新事物的能力,并不處于劣勢,甚至部分同學(xué)有著更好的條件和能為。在數(shù)字化大環(huán)境下,需要學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)新能為來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),對于基礎(chǔ)稍差的學(xué)生可能會(huì)有更多的困難,但是一旦掌握了方式,對于學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用會(huì)更大。最后,沒有哪個(gè)學(xué)生不渴望自己親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn),看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的那一刻,對于學(xué)生的鼓勵(lì)比教師的語言更強(qiáng)烈。

...........

參考文獻(xiàn)（略）

，

本文編號：66787