简论实验数字化实验和多媒体在高中生物实验教学中运用

摘 要：数字化实验与多媒体相结合的教学方式是近年来兴起的一种现代教学手段，与传统实验相比，它能做出许多传统实验完成不了的实验操作，其实验也更加精确，因而能最大限度地调动学生的主动性和积极性，培养学生探究的精神和实事求是的学习态度，能更好地推进高中生物探究性教学的实施。
关键词：数字化实验；多媒体；应用
随着现代科技的不断进步，近年来，数字化实验结合多媒体教学走进了中学课堂，已经开始为一些教师所应用，对传统的实验教学模式是很好的提高和补充，也为中学生物课堂教学注入了新的生机和活力。如何更有效地进行数字化实验教学与多媒体的结合，将现代教学技术与传统的教学模式进行有机结合，使之更好地为教学怎么写作，有效提高教学质量和效率，成为摆在各教师前面的一大课题。本文就数字化实验与多媒体结合应用于高中生物探究式教学模式谈谈笔者的一些体会。

一、数字化实验与多媒体应用于生物实验教学的可行性

数字化实验与多媒体的结合开辟了课堂教学感受与教学方式多样化的广阔空间，提供了教学创新与发展的物质基础。由于它能更精确地展示一些实验现象，更能操作一些传统实验中完成不了的实验项目，将实际教学中的生硬遥远的讲说转化为实际学生能看到的数据，从而使深奥、抽象的理论具体化、形象化，使复杂艰难的认知活动变得简单而轻松，增强了感染力，也为高中生物实验教学提供了契机。

1.利用数字化提供直观材料，为学生的积极探究创设条件

数字化实验通过多媒体的呈现就可以把学习知识的过程和探究知识的构成统一起来。教师的主导作用主要在于对事物原有的发现过程从教学的需要加以编制，以缩短、减少发现过程的难度，使之沿着最简捷的路线进行。数字化实验结合多媒体的应用，可以提高学生感受事物的质量，让学生获得更生动直观的事

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物形象，它可以变抽象为具体、变静态为动态，将微观过程加以宏观模拟，给学生自主探究提供充足的感性材料，使学生能在最短的时间内达到探究的目标，切实提高教学质量。

2.利用多媒体创设问题情景，激发学生的学习兴趣，引导学生积极探究

心理学研究表明，学生对某种事物的兴趣越浓厚，其学习时的注意力就越集中，致使其观察细致、记忆深刻，从而呈现最佳的学习状态。教学过程中只有积极地引导学生最大限度地参与知识的探究过程，才能使学生把课本的知识结构转化成学生头脑中的认识结构，同时促进智能的发展和基本素质的形成。在传统的教学模式中，教师任何形象生动的语言和丰富的形体动作及简单的挂图、模型或标本都难以将各种生物的鲜活形象和复杂的生态展现给学生，因此也就难以激发起学生的学习兴趣。而多媒体课件和数字化实验结合使用既能够提供界面友好、形象直观的交互式学习环境和图文声并茂的多种感官综合刺激，还能按超文本方式组织各种教学信息。它可以将不同时间、不同空间的不同生物同时展现给学生，也可以把肉眼看不见的东西表现出来，把不便于感知的东西以可以感知的方式表现出来，有利于激发学生对新知识的强烈兴趣和渴望探究的动机，促使学生的思维从形象思维过渡到抽象逻辑思维。

二、数字化实验与多媒体在高中生物实验教学中的应用

数字化实验教学可以用于探究生物实验教学中的许多问题，下面介绍数字化实验在高中生物教学中常见的几个应用。
光合作用的实验一直是高中学生学习的重点和难点，但由于常规实验的实验条件限制，学生很难看到影响光合作用的实验因素，造成学生对光合作用这块内容始终处于想象阶段，下面就谈谈数字化实验在光合作用中的应用。

1.探究光照强度对光合作用的影响

实验思路：光照强度可以影响光合作用的速率。实验中我们可以通过控制光源距离的远近和光照度传感器来控制检测光照强度，通过CO2传感器检测CO2的减少量或通过氧气传感器来检测O2的增加量来计算光合作用的速率，从而得到关照强度与光合作用速率之间的关系曲线。
说明：该实验中需要做对照试验，一是需要遮光组的对照试验以排除呼吸作用对试验数据的干扰，二是需要设置多次重复实验以增加实验结果的准确性。
该实验还可以用来测定光照强度对不同种植物光合作用的影响，可以选取阴生植物和阳生植物或选取两个不同种的植物以比较相同的光照强度对他们的影响。

2.探究温度对光合作用的影响

实验思路：温度通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用的速率。实验中我们可以控制室内植物所处温度环境和采用温度传感器，通过CO2传感器检测CO2的减少量或通过氧气传感器来检测O2的增加量来计算光合作用的速率，从而得到温度与光合作用速率之间的关系曲线。

3.探究CO2浓度对光合作用的影响

实验思路：CO2是光合作用中暗反应过程的原料，CO2浓度可以影响光合作用的暗反应从而影响光合作用的速率。实验中我们可以通过化学中的CaCO3和HCl的反应制得CO2，通过分液漏斗控制盐酸的量来控制CO2的产生速率从而控制CO2浓度，使用CO2传感器监测CO2浓度。通过氧气传感器来检测O2的增加量来计算光合作用的速率，从而得到CO2浓度与光合作用速率之间的关系曲线。
说明：在光合作用的这组实验中，我们也需要做对照试验，因为测得的是净光合速率，我们需要空白对照来测量呼吸作用的
速率。

三、多媒体与数字化实验在实验教学中的劣势

数字化实验可以在常规实验的基础上更加直观精确地反映实验结果，也可以做许多由于常规实验条件达不到而不能完成的实验。但目前为止，数字化实验在全省学生当中还没有得到广泛的推广，即使是一些课堂使用了，也只是教师在做示范实验，数字化实验离真正在学生中的推广还有很长一段路需要走，究其原因，我觉得有以下几点：
1.对于一个新生的事物，从心理上总要有一个探索和适应的过程。许多教师以前从来没有接触过这些仪器，自然不敢盲目一试。这个问题我觉得还需要各个学校加强对教师的指导和培训，让教师大胆起来，不再惧怕。
2.数字化实验能实现许多常规实验得不到的结果，但也有其不足之处，对于有些定性的实验，只要结果出来即可，用常规实验更简单一些，省去了调节仪器、调节各个值直到非常精准的麻烦，所以许多教师仍然喜欢常规实验的作法。
总之，作为一个更加科学的实验过程，相信数字化实验与多媒体的结合使用会在不久的将来发展得更好，得到更广泛的使用！
参考文献：
崔鸿，郑晓蕙.新理念生物教学论[M].北京：北京大学出版社，2009.
李玉斌.现代教育技术实用教程[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]姜广运.新课改背景下计算机多媒体在教育教学中应用的思考[J].太原城市职业技术学院学报，2005（2）.
（作者单位 河南省实验中学）