浅析信息技术辅助初中生物探究活动的契合点

浅析信息技术辅助初中生物探究活动的契合点 作者： 罗慧武 赵克霞 单位: 淮南市谢家集区第六中学 淮南市中小学教研室

文摘：《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》倡导探究性学习，将科学探究设为十个一级主题之首，并以探究活动和实验等方式渗透到其它主题的具体内容之中，体现出科学探究活动在初中生物教学中的重要地位。新一轮的课改中，信息技术的普及和应用，能够大大改善初中生物探究活动的实施状况。信息技术在生物探究活动的直观性、再现性、重复性、安全性、虚拟性、人文性、情境性、创新性、定性和定量分析方面有着得天独厚的辅助作用。

关键词：信息技术 初中生物 探究活动 契合点 众所周知，生物科学是自然科学中发展最为迅速的科学之一，随着其与物理、化学、数学以及其它各学科之间不断交叉、渗透和融合，生物科学已经日益呈现出主导学科的地位。为了适应时代发展，《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》在继承我国现行生物教学优势的基础上，力求更加注重学生的发展和社会需求，更多地反映生物科学技术的最新进展；更加关注学生已有的生活经验；更强调学生的主动学习，并增加了实践环节。该《标准》倡导探究性学习，并将科学探究设为十个一级主题之一，同时将其内容以学生自主探究活动和实验等具体方式渗透到其它主题的具体内容之中，这也更加体现出科学探究活动在初中生物教学中的重要地位。 生物学科作为一门实验性科学，可以说每一个生物学知识的获得都是对一定量的实验和探究活动的分析和讨论得到的。但在很多基层普通学校现实的教学活动中，由于新课改的不断深入，各版本的初中生物教材中探究活动和实验的数量大大增加，而广大的初中生物学科教师由于受到课时、资金、场地、安全、实验的可行性、实验的效果以及学生动手能力较差等各方面因素的影响，很难完成所有的探究活动任务，从而对初中生物教学产生了一定的影响。 在新一轮的课改中，信息技术得到了很大程度的普及和应用，其主要的实施策略就是将现代教育技术注入到学科课程的教学过程之中。信息技术的应用将能够大大改善初中生物探究活动的实施状况。在当前的教学实践中，虽然有部分教师将信息技术与生物学科课堂教学结合，提供了一些相关的课例，但却很少有涉及到生物学科教学的重要方面——生物科学探究活动；一些专家学者也仅就理论方面探讨了一些关于二者之间联系和使用的指导思想。目前来看，在实践中还没有出现从具体的探究活动教学入手系统地研究信息技术如何辅助初中生物探究活动方面的研究。 实际上在很多教学案例中，我们可以利用信息技术让学生观察各种生物的宏观生活状态和微观 生命活动；用模拟实验来完成实际操作中难以进行的操作，大大降低实验费用，缩减实验时间，甚至消除某些实验中可能出现的危险，完成常规实验中不可能完成的任务。同时信息技术还可以加深学生在探究活动中对生物学规律的认识和理解；也可以在模拟情境下探索、解决一些问题，使学生的思维能力有所提高；更准确更及时地处理一些实验信息，使学生能够对一些生命现象进行从定性到定量的研究。 通过以上分析，一个问题便摆在我们的面前，那就是如何定位信息技术在初中生物探究活动中的作用，更好地利用信息技术为初中生物探究活动服务，从而使新课改中探究式教学的理念得到最充分的体现呢？

本文将就信息技术辅助初中生物探究活动的相关契合点进行较详细地分析，希望能够抛砖引玉，为初中生物探究活动的顺利进行增砖添瓦。 生物科学不仅有众多事实和理论，实际上也是一个不断探究的过程。《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》倡导探究性学习，其目的就是试图改变学生的学习方式，引导学生主动参与，乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流和合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。 那么作为初中生物教师就应该为学生的探究性活动创设情境,提供相关的图文信息数据资料和生活环境、经验，鼓励学生自己观察、思考、提问并在提出假设的基础上进行探究活动的设计和实施；注意课内外活动相结合，充分利用各种教学资源，采用不同的教学策略和方法；实验设计多样化，可以设计低成本实验、模拟实验、或者利用多媒体技术进行虚拟实验。在利用现代教育技术时，要使教学过程更加生动活泼，使学生主动地参与到学习活动中去，使学生更有效地学习，为学生提供更为丰富直观的材料，帮助学生理解抽象的概念和原理；同时信息技术辅助教学可以作为个别化学习的一种有效途径，既可以通过计算机来完成师生交互对话辅助学习的过程，也可以对一般条件下较为困难的实验操作、技能训练内容进行软件和硬件的模拟；有效地利用信息技术还可以帮助生物教师提高教学效率，改变学生们对于生物课的看法，激发他们学习生物的兴趣，提高学习效果；信息技术可以使得较为复杂的逻辑关系和较难建立的时空关系得到比较理想的提炼，避免一些生物体与实验者身体和情感上的接触，同时也可解决实验条件、实际操作、实验周期等方面的不理想和不方便，便于学生体验和经历整个事物发展变化过程，达到更佳的教学效果。

因此在深入理解新课标的基础上，我认为信息技术在辅助初中生物探究活动的过程中，应该特别关注以下契合点： 一、给学生充分的思维时间，增大学生的创新空间 新课改中各版本初中生物教材普遍容量大，课时紧，探究活动及实验多，教师要想在有限的时 间内完成演示实验或学生实验，同时又给学生一定的时间和空间去自我拓展，创新思维，实施起来确实很困难。而信息技 术可以用多媒体的方式，既展现实验的过程，又给学生一定的启发和引导，节省时间，能够让学生有充分的独立思考和探索空间，充分地发挥了学生自主学习的能力。在某些探究活动中（如植物的光合作用的发现过程、探究呼吸作用与光合作用的原料、产物和条件、探究呼吸运动的过程等）涉及到七、八年级学生还未接触到的物理、化学知识的探究活动,教师可以利用多媒体进行演示，使学生视听觉并用,抽象逻辑思维与形象思维共同参与到学习过程中去，呈现一种多维动态思维,使学生的思维活动突破抽象逻辑思维的难点与局限，使师生的教与学更加符合人的自然思维习惯。同时信息技术超媒体的多维空间还可以引导学生把注意力放到知识点间的关联上，而不是片面的、孤立的事实上，让学生将所学知识应用到更广泛的情境之中，处忆去找出科学事实间的内在联系，这样就无形中增加了学生创新思维空间，从而能够取得更好的教学效果和更高的学习效率。

二、增强探究活动的直观性和再现性，充分发挥其任意重复性 心理学的研究表明，在学习的过程中，同时使用多种感官，能够明显地提高学生的学习效率和增进记忆，如果给学习者以复述的机会，其效果会更加明显。在初中生物教学中，有些探究活动，学生和教师往往只能做一遍（如口腔内的化学消化和探究食物的热价），当师生进行实验结果和原因分析时，学生对实验的过程往往已不太清楚，不能正确地回忆和描述；有些演示实验的结果不是很明显（如观察洋葱根尖细胞分裂过程中染色体的变化）；有些实验的过程又过于漫长或难以观察（如鸡的产卵和孵化过程和草履虫的取食、运动、趋性的观察），有些实验表述抽象，同时又难以进行（如探究生物的区域分布资料，讨论温度、水分、空气、光等因素对生物生活的影响），而这些恰恰是学生日常生活中经常接触到的知识；生物发展史上有许多很多科学家做了许多经典实验来验证生物学原理，发现新的生物学规律，回顾这些实验可以增加学生对科学探究的深刻认识，激发学生的探究欲望，而这些实验中有些是在学校实验室中无法重复进行的（如米勒实验）。信息技术制作的相关多媒体课件利用了先进的声音、图像和视频压缩技术、二维和三维动画的特技效果可以在短时间内直观地呈现图、文、声并茂的数字化教学信息，并可以随时模拟再现和任意重复，充分满足学生的学习要求，增加学生的学习兴趣，弥补以往经典实验教学中的一些遗憾，同时也使得教师的教学更加灵活，便于调控教学过程，激发学生更大的探索欲望，使学生克服了畏难情绪，乐在其中，不易产生疲劳感。

三、提醒学生注意探究活动的注意事项，避免一些不安全因素 在学生自己动手操作的探究活动中，有时要使用一些较危险的器具和药品（如双面刀片、盐酸、氢氧化钠），甚至要进行一些破坏性实验（如探究酸雨对生态系统的破坏），教师往往要提前去引导 学生，帮助学生了解探究工具的使用（如观察及制作标本活动中显微镜、镊子、载玻片和盖玻片的使用方法），提醒学生注意安全事项（如嫁接活动中枝剪、刀片的安全使用方法），可是在探究活动开始后，学生却不一定都能记住并遵守，常常发生意外事故，并直接导致探究活动的失败。这时信息技术的使用又可以充分发挥其提醒作用，它可以用最直观的方式对探究活动及实验的实验规则、要点、方法、操作说明、安全事项等进行模拟，显示出正确和错误使用方法的不同后果，给学生以强烈的或直接的震撼，避免了教师枯燥无味的说教，让学生愿意听、记得清、印象深，并可供学生随时查阅，从而增加了探究活动的成功率，避免了一些意外事故的发生。

四、培养学生的科学人文素养，关注人与其它生物的关系 初中生物探究活动（实验）中有一定量的生物活体实验（如探究酒精对水蚤心率的影响、脊蛙实验、探究鱼的各种鳍的作用），需要对生物体的结构和功能做上一些破坏性实验，有些可能与新时期爱护生物、关心生物的理念有所抵触，信息技术的运用可能在这类实验中起着避免实验者与实验生物在身体和情感上的接触以及实验生物有可能对实验者造成的伤害，学生不容易掌握，新课标教材中这部分虽然已略有删改，但教师有时还必须向学生介绍，信息技术的模拟实验在这方面可以发挥作用，通过动画的模拟可以减轻学生的心理压力，将精力集中在对探究活动结果的分析和讨论之中，达到探究活动应有的科学目的。

五、模拟拟科学探究情境，完成虚拟探究活动 在生物学发展的过程中，有些现象或原理完全是由生物学家们根据现有的一些证据来推测和猜想的（如原始生命的形成过程、人、动物、植物的进化、恐龙的灭绝原因、化石的形成等），没有人能够再现这些场景，学生对此相当有兴趣，信息技术的应用可以改变以往照本宣科的教学，通过多媒体资料的综合展现，让学生在虚拟的环境中感受那些陌生的过程，甚至可以自己动手去改变一些决定性因素，从而进行虚拟的探究活动；信息技术还可以辅助学生模拟特定角色，真实模拟现实生活环境和某种特定环境，进行一些常规情况下不可能完成的探究活动（如止血包扎、心血管急救、近视眼的治疗）。

六、收集、整理生物科学资料、辅助探究活动数据分析 在一些探究活动中，要求学生自己利用相关信息技术工具（如网络搜索引擎）查找资料，筛选资料、整理资料、分析资料并得出自己的结论或作出自己的决择和作品（如调查当地具有重要经济意义的生物资源，提出保护和开发利用的建议、设计校园绿化方案PPT文稿）；学生往往要利用一些相关软件（如EXCEL）对一些探究实验数据进行分析研究、绘制图表，描述实验的发展方向趋势（如探讨我国人口增长的趋势及对策），信息技术可以帮助学生对实验结果进行统计分析，完成一些生命