浅谈现代信息技术与高中生物实验教学整合的必要性

浅谈现代信息技术与高中生物实验教学整

合的必要性

坎门中学郑红玉

【摘要】为适应新课程改革，更新教育理念，探索教学模式，在改革课堂教学的同时，

积极探索生物实验教学的新方法。在开放性实验教学、现代信息技术与生物实验教学的整合

方面，作了一些有益的尝试。

【关键词】信息技术生物实验教学整合

高中生物课程基本理念是：提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性

学习、注重与现实生活的联系。高中课程标准明确指出：高中生物课程是在义务

教育基础上，适应高中学生身心发展的特点和规划人生、终身发展的需要，以进

一步提高学生生物科学素养为主要目的的科学课程。

高中新课程的实施，为我们开展中学生物的教学改革带来了极大的机遇，同

时也迎来了巨大的挑战。生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验科

学，许多生物现象只有通过实验才能得到解释，各种生物体的结构必须通过实验

才能观察清楚。实验教学在生物课程中的地位非常重要。在教师对生物实验教学

目标的调查了解中显示，100%的被调查教师认为实验教学十分重要；82%的教师

认为能培养学生学习生物学的兴趣，70%的教师认为能培养操作能力，53%的教师

认为能培养学生的综合能力，45%的教师认为能学习科学研究方法，30%的教师认

为能培养学生创新精神。上述数据反映，大多数生物教师对生物学实验教学目标

从理论上讲是明确的，对生物学实验教学的重要性是认同的。

新课改的实施为生物学科的发展带来了机遇，全面体现了研究性学习的理

念，更好地培养学生的科学探究能力，教材增加了大量的生物实验，这对农村中

学现有的师资和设备等教学资源提出了更高的要求，将面临新的困难和挑战。

一、当前农村中学生物学实验教学面临的诸多困难。

首先，师资力量薄弱，绝大多数学校缺乏专职实验员辅助，教师工作量太大，

没有充足的时间准备探究活动及生物实验。生物学实验课往往通过任课教师“讲

实验”和学生背实验原理的方式来完成的。这样的“实验课”完全失去了其原本

的价值，生物学课也因此失去了其应有的特点。一般学校实验场所有限，班级多，

班额大，实验课无法安排；出所需的时间、经费、安全问题等难以解决。

其次，经费紧张，资源匮乏。实验室条件、实验仪器设备、实验材料、实验

经费等是完成好实验教学的必备硬件条件。由于近几年高中生物教材的几次大的

变动，实验教学必备的硬件条件有些已落后于现行的教材对实验设备的要求，有

些仪器设备老化损坏等影响实验效果（尤其是选修课的实验，如选修模块中分子

水平上的PCR技术、细胞水平上的植物组织培养等实验技术课在目前的实验室根

本无法开设）。现今高二、高三的教材中共有15个实验、5项实习活动、7项课

外科技活动、8项研究性课题，但是在学校现有设备条件下最多只能完成1/3的

实验量，而且效果还不很理想，达不到实验本身的目的。

在《浙江省普通高中新课程实验生物学科教学指导意见》一书中也考虑到全

省高中条件的差异，对实验和探究活动的开设情况给出开设建议，例如实验“体

验制备细胞膜的技能和方法”，就建议有条件的学校可以选作等。

第三，课时紧、教学任务重、教学内容难以完成。根据部颁课程计划和人教

版生物教科书的容量，高二年级生物学周课时为3课时，按这样的课时要完成教

学内容时间已相当紧了，几乎没有会考复习时间，而部分学校的每节课又从45

分钟改为40分钟，事实上又减少了许多生物学的教学时间。如果要每个实验都

做或多数实验都做，可以说是很难完成正常的教学任务的或基本没有会考复习时

间了，更何况有些实验所需的时间可能会比教材中设计的更长，如外出调查、探

究实验等。

二、信息技术与高中生物实验教学整合的必要性

为适应新课程改革，更新教育理念，探索教学模式，对不能开展的或开展效

果很差的实验，与生物多媒体信息技术整合。

（一）信息技术与生物实验的整合，保证了实验细节的观察

在生物实验教学中，一些细微的变化过程，如观察细胞有丝分裂的实验，由

于装片是经固定后制作的，纺缍体的形成，染色体的复制、姐妹染色单体的形成、

着丝点分裂及子染色体向两极移动的过程，都不能直接观察到。通过播放有丝分

裂的动画模拟或相关影片，不仅可以让学生清楚地观察到有丝分裂的全过程及其

微观变化，而且还可以帮助学生进一步掌握有丝分裂的知识并做好有丝分裂实

验。又如观察质壁分离时的原生质层，因其很薄，学生实验时是很难观察到的，

利用多媒体手段播放出来，既能清晰地看到植物细胞的质壁分离和复原，对原生

质层的结构也印象深刻，学生再做质壁分离及复原实验时，就能顺利地完成实验。

可见，通过计算机来模拟实验过程，不仅给学生以真切感，而且还能促进学

生掌握知识、发展能力。

（二）信息技术与生物实验的整合，保证了实验过程的完整性

目前的中学生物实验中材料、方法、操作过程对学生的限制过多，学生探索

创新的机会很少；加上因为时间或实验条件的限制，许多实验如观察细胞的有丝

分裂、酶的高效性和专一性等实验，其材料的培养、收集、器材的置备等都由教

师代劳，更加削弱和限制了学生的实践、创新机会。

生物学实验的取材非常关键，材料合适会使实验成功率大大提高，比如观察

细胞质流动的实验，许多地区都采不到书上提到的黑藻，用一般材料观察，常看

不到现象，是不是就给学生交代一下应该有什么现象就算了？如果实验经常得不

到正确的结果，或所观察到的现象常与教材上的结论不一致，学生就会觉得生物

学实验不像是科学实验，生物教师不实事求是。因此生物教师一方面努力寻找本

地区适合的寻找合适的替代材料，另一方面也可以借助录像等手段展现教材中的

真实实验效果。

因此，利用信息技术与生物实验教学的整合，不仅可以利用多媒体画面使学

生了解实验操作的全过程，增加了实验的直观性、可信度和可操作性，还可以为

学生创造更多的观察以及发挥主观能动性的环境和机会。

（三）信息技术与生物实验的整合，培养了学生的科学素养

将现代信息技术与生物实验教学整合，改变了传统的课堂教学结构与模式，

借助人机交互技术建立的虚拟学习环境，有利于培养学生积极参与，不断探索的

精神和科学的研究方法；借助信息技术，学生之间开展组织协商活动，有利于培

养学生自主合作学习的精神；借助信息工具平台，学生还可以尝试创造性实践，

有利于培养学生信息加工处理、创新和表达交流的能力，从而有效地实施素质教

育和创新教育。

由此可见，开展信息技术与生物实验教学的整合，对生物实验教学是一个很

大的促进，具体表现在：①可以实现资源共享，将教师从烦琐的重复的备课和查

找资料中解放出来，从而将更多的时间放在实验教学方法的选择和设计上；教师

可以根据教学目的和要求，在网上寻找合适的教学资料，把涉及生物实验的抽象

的概念和内容具体化、形象化，不仅其表现力和感染力强，且不受时间、空间的

限制。②有利于学生对教材内容的理解和掌握，更好地锻炼学生的自学能力和独

立处理复杂问题的能力。学生体验到了网络学习的魅力，真切地认识到信息技术

应用的重要性和学习方式革命的紧迫性，有利于拓展学生的思维，发展学生的能

力，提高学生的综合素质。

通过对生物实验教学和信息技术的整合，实验教学得到了长足的进步，教学

效果得到了提高，而且加强了现代信息技术在学科教学中的渗透，在不断开展的

生物新课程改革大潮中，我们将不断地学习现代教育新理论，积极探索更符合我

校实际的生物教学新方法。

[参考文献]

1.《浙江省普通高中新课程实验生物学科教学指导意见》

2.刘恩山，汪忠等．普通高中生物课程标准（实验）解读．.

3.许哲斌.新课程背景下农村中学生物学实验教学面临的困难及对策.生物学通报

4.周应章.基于新课程的高中生物实验教学情况的调查与研究

5.蔡民．ＳＴＳ教育与生物学教学．中学生物教学，

浅谈现代信息技术与高中生物实验教学整

合的必要性

坎门中学郑红玉

【摘要】为适应新课程改革，更新教育理念，探索教学模式，在改革课堂教学的同时，

积极探索生物实验教学的新方法。在开放性实验教学、现代信息技术与生物实验教学的整合

方面，作了一些有益的尝试。

【关键词】信息技术生物实验教学整合

高中生物课程基本理念是：提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性

学习、注重与现实生活的联系。高中课程标准明确指出：高中生物课程是在义务

教育基础上，适应高中学生身心发展的特点和规划人生、终身发展的需要，以进

一步提高学生生物科学素养为主要目的的科学课程。

高中新课程的实施，为我们开展中学生物的教学改革带来了极大的机遇，同

时也迎来了巨大的挑战。生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验科

学，许多生物现象只有通过实验才能得到解释，各种生物体的结构必须通过实验

才能观察清楚。实验教学在生物课程中的地位非常重要。在教师对生物实验教学

目标的调查了解中显示，100%的被调查教师认为实验教学十分重要；82%的教师

认为能培养学生学习生物学的兴趣，70%的教师认为能培养操作能力，53%的教师

认为能培养学生的综合能力，45%的教师认为能学习科学研究方法，30%的教师认

为能培养学生创新精神。上述数据反映，大多数生物教师对生物学实验教学目标

从理论上讲是明确的，对生物学实验教学的重要性是认同的。

新课改的实施为生物学科的发展带来了机遇，全面体现了研究性学习的理

念，更好地培养学生的科学探究能力，教材增加了大量的生物实验，这对农村中

学现有的师资和设备等教学资源提出了更高的要求，将面临新的困难和挑战。

一、当前农村中学生物学实验教学面临的诸多困难。

首先，师资力量薄弱，绝大多数学校缺乏专职实验员辅助，教师工作量太大，

没有充足的时间准备探究活动及生物实验。生物学实验课往往通过任课教师“讲

实验”和学生背实验原理的方式来完成的。这样的“实验课”完全失去了其原本

的价值，生物学课也因此失去了其应有的特点。一般学校实验场所有限，班级多，

班额大，实验课无法安排；出所需的时间、经费、安全问题等难以解决。

其次，经费紧张，资源匮乏。实验室条件、实验仪器设备、实验材料、实验

经费等是完成好实验教学的必备硬件条件。由于近几年高中生物教材的几次大的

变动，实验教学必备的硬件条件有些已落后于现行的教材对实验设备的要求，有

些仪器设备老化损坏等影响实验效果（尤其是选修课的实验，如选修模块中分子

水平上的PCR技术、细胞水平上的植物组织培养等实验技术课在目前的实验室根

本无法开设）。现今高二、高三的教材中共有15个实验、5项实习活动、7项课

外科技活动、8项研究性课题，但是在学校现有设备条件下最多只能完成1/3的

实验量，而且效果还不很理想，达不到实验本身的目的。

在《浙江省普通高中新课程实验生物学科教学指导意见》一书中也考虑到全

省高中条件的差异，对实验和探究活动的开设情况给出开设建议，例如实验“体

验制备细胞膜的技能和方法”，就建议有条件的学校可以选作等。

第三，课时紧、教学任务重、教学内容难以完成。根据部颁课程计划和人教

版生物教科书的容量，高二年级生物学周课时为3课时，按这样的课时要完成教

学内容时间已相当紧了，几乎没有会考复习时间，而部分学校的每节课又从45

分钟改为40分钟，事实上又减少了许多生物学的教学时间。如果要每个实验都

做或多数实验都做，可以说是很难完成正常的教学任务的或基本没有会考复习时

间了，更何况有些实验所需的时间可能会比教材中设计的更长，如外出调查、探

究实验等。

二、信息技术与高中生物实验教学整合的必要性

为适应新课程改革，更新教育理念，探索教学模式，对不能开展的或开展效

果很差的实验，与生物多媒体信息技术整合。

（一）信息技术与生物实验的整合，保证了实验细节的观察

在生物实验教学中，一些细微的变化过程，如观察细胞有丝分裂的实验，由

于装片是经固定后制作的，纺缍体的形成，染色体的复制、姐妹染色单体的形成、

着丝点分裂及子染色体向两极移动的过程，都不能直接观察到。通过播放有丝分

裂的动画模拟或相关影片，不仅可以让学生清楚地观察到有丝分裂的全过程及其

微观变化，而且还可以帮助学生进一步掌握有丝分裂的知识并做好有丝分裂实

验。又如观察质壁分离时的原生质层，因其很薄，学生实验时是很难观察到的，

利用多媒体手段播放出来，既能清晰地看到植物细胞的质壁分离和复原，对原生

质层的结构也印象深刻，学生再做质壁分离及复原实验时，就能顺利地完成实验。

可见，通过计算机来模拟实验过程，不仅给学生以真切感，而且还能促进学

生掌握知识、发展能力。

（二）信息技术与生物实验的整合，保证了实验过程的完整性

目前的中学生物实验中材料、方法、操作过程对学生的限制过多，学生探索

创新的机会很少；加上因为时间或实验条件的限制，许多实验如观察细胞的有丝

分裂、酶的高效性和专一性等实验，其材料的培养、收集、器材的置备等都由教

师代劳，更加削弱和限制了学生的实践、创新机会。