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  • 中学生物实验教学新里程—数码互动实验室
  • 作者:江苏省苏州中学园区校 林子杰 来源: 时间:2009-4-17 11:21:11 阅读次 【
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    【摘要】 生物实验教学的每一次进步都离不开实验设备的更替。本文介绍的即为学校最新引进的数码互动实验室的运用。通过与传统实验教学的对比,在数码互动实验室中教学有利于师生之间的及时互动交流和反馈,有利于激发学生参与热情,培养学生的生物科学素养。同时,利用先进的技术手段帮助学生建立平时实验成果档案袋,有效促进了实验教学。

    【关键词】 数码互动实验室(Digital Interactive Lab)互动 实验室 新里程

    1.  数码实验室介绍

    随着信息技术、网络等技术的成熟,一种全新的数码显微系统——数码互动实验室出现了。其基本原理就是将多台数码显微镜连接成局域网,以方便图像传输与共享。数码互动实验室主要由以下几部分组成:教师端、学生端、DM系列数码显微镜、实体数码显微镜、智能集中控制系统、线路连接机、投影仪、屏幕等。整套设备最显著的特征便是“互动”。既可以通过电脑荧屏也可以通过投影,实现教师与学生“点对点”、“点对面”的图像传输和讲解,或者学生与学生“点对点”、“点对面”的图像传输和交流。其实,数码互动实验室在中学生物实验教学上与传统实验室相比,其潜在功能和作用远远不止“互动”二字。

    下面就以洋葱根尖有丝分裂实验教学为例(具体实验步骤略),对比分析介绍传统实验室和数码互动实验室。

    2.传统实验室教学的局限性

    传统实验室中进行的中学生物实验教学已经历经百年变革,目前其基本教学过程遵循以下步骤:首先由老师对实验的目的要求、操作过程、观察内容进行讲解;然后通过板书、黑板画、挂图、幻灯或近年来所采用的录像片、CAI 教学软件作一番示教;最后由学生自己进行操作、观察、描述或完成画图作业。传统实验教学的作用是不容忽视的,但是仔细反思这个教学过程,尤其是与在数码互动实验室中进行实验教学相比较,不难发现传统实验教学中的局限性。

    2.  1缺乏及时交流与反馈

    就目前我国中学班级人数众多的状况而言,实验课的课堂时间和教师的精力皆有限,教师不可能顾及每一位学生的问题。往往是教师忙于解决某几位学生的困难,而忽视了大多数学生,不能体现面向全体学生的新课程理念。由于大多数学生不能得到教师的即时反馈,从而导致了学生对实验产生应付、畏难的心理,生物科学素养也不能在实验中得到提高。

    2.2缺乏合作互助

    学生在传统实验室中常常是自己完成自己的实验,只能观察到自己显微镜下的图像,最多进行二人小组合作,无法同时观察到其他同学实验成果和进展状况。如果进行了过多交流合作,又会造成实验室内纪律和秩序的混乱场面。

    2.  3缺乏成果共享

    传统实验室中学生常常是完成实验报告册,不能形成生动的图像和视频作为保留。学生之间也无法进行真实成果的展示,不能更好的激发学生的潜在兴趣和成就感。

    2.4诱发学生进行拓展性思维的机率小

    传统实验室中的教学手段单一,教师最多的还是通过口头提出问题来引导学生进行探究和更深层次的拓展实验,不符合学生的心理特点。

    2.5实验课效率不高

    众所周知传统实验课效率不高,教师精力易被分散,不能统领全局,顾此失彼,因而常常是教师指导很辛苦,学生却没有得到更大进步。

    3.  数码互动实验室教学的优势

    数码互动实验室融合了信息技术、网络技术等多种手段的优势,提供一种更为直观、生动、互动的教学环境,其充分体现了面向全体学生,提高学生生物科学素养的新课程理念。

    3.  1及时关注,互动交流

    当学生在观察中找不到洋葱根尖有丝分裂所需时期的图像时,学生按一下自己桌面上的电子举手按钮,教师就能通过电脑屏幕发现该学生的电子举手,随即可打开该学生的显微镜观察画面,与其单独对进行解答讨论。这样实现教师和学生之间的“点对点”的图像传输和讲解。如果大多数学生在观察装片时遇到相同问题,教师可以利用投影屏幕集中一起回答,从而实现教师和学生之间“点对面”的图像传输和讲解。

    与此同时,学生之间也可以通过投影幕互相看到对方所观察到的有丝分裂图像,即时进行互动交流,实现了学生与学生“点对点”、“点对面”的图像传输和交流。学生可以得到教师帮助,也可以是学生之间的自助,这充分体现了面向全体学生,对不同层次学生进行因材施教。

    3.2分工协作,互助双赢

    在观察装片的过程中,学生可以互相观察对方的有丝分裂图像,实现了学生与学生的合作交流。把学生分为几个小组,每个小组里的学生根据其能力分为:总结者、记录者、检查者、观察者等角色。检查者是本小组观察操作能力最强的学生,如果别的同学不能正确看见有丝分裂各期图像,就由他先来帮助指导解决;记录者是计算机能力强的学生,他负责让每个同学建立平时实验成果档案袋;总结者是交流能力强的学生,他负责与老师沟通小组的共同问题和实验后的反思。让每个学生都要为本小组的其它同伴的实验学习负责,数码互动实验室为促进学生全面合作互助提供了条件。

    3.3适时记录,成果共享

    教师指导学生运用显微摄影设备记录自己的有丝分裂图像或视频,建立自己的实验电子档案袋。教师并且可以把学生较好的实验成果和实验反思展示出来,以促进学生学习的积极性。同时也能促进实验教学评价,对于评价学生实验水平也更为清晰、直观,对于学生操作中的方方面面都可以进行考核,更加全面客观的评价学生的实验水平。这对面向全体学生,提高其生物科学素养都非常重要。

    3.4诱发思考,促进探究

    观察细胞有丝分裂实验我们通常用洋葱根尖为材料。有了数码互动实验室提供平时实验成果档案袋,就可以让有兴趣的同学在课后选取自己认为合适的材料,把实验电子档案袋里的记录与其它实验材料记录相对比。而在实验过程中出现的问题,学生也可以通过显微摄影记录到实验电子档案袋中,实验后进行反思。这对训练学生的发散性思维,帮助他们建构探究性知识结构,促进学生拓展创新思维等都有重要意义。

    3.5 省时省力,提高效率

    当学生进行观察有丝分裂图像时,教师坐在自己的电脑前就可以观察到每一位学生的显微观察图像,并且针对学生的观察及时准确地指导学生,杜绝了以往学生盲目观察、胡乱应付的实验场面。教师也可以针对不同学生因材施教,提高实验课的效率。

    4.小结

    通过以上介绍,我们不难看出数码实验室有利于师生之间的及时互动交流和反馈,有利于激发了学生参与热情,培养学生的生物科学素养,帮助学生建立平时实验成果档案袋,有效的促进师生对实验教学的共同反思和实验效果的评价。

    这套实验室设备毕竟是新生事物,对于积累更加合理的运用这套设备教学经验,拓展出更多的使用途径,还有待于教师的不断摸索。

    参考资料

    1 徐辉.显微镜数码互动实验室的介绍.山西医科大学学报(基础医学教育版),2004 年8月

    2 彭安,郭冬生,张维.生命科学创新教育模式——显微数码互动系统.现代教育技术,2003年

    3 陆建身.生物教育展望.华东师范大学出版社,2001年

    附:相关数据型号

    本实验室由北京清大德人科技有限公司承建

    数码互动实验室型号

    NBlab3000

    数码显微镜型号

    DME-11a数码显微镜

    电脑型号

    Lenovo P4多媒体电脑

    显微摄像系统

    50万像素摄像头

    智能集中控制系统

    YX3300

    线路连接机

    WISH

    投影仪

    SHARP PG-AN200X

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