1. 平台功能介绍

 

初中生物教学平台是一种辅助教师备课、授课的工具。能够有效、有针对性的解决教师教学中普遍存在的问题。2011版的初中生物课程标准中,为初中范畴内的生物学课程选取了十个主题,通过对这10个主题的教学内容的分析,可大致归结出四类知识,分别是“模型结构类”、“仪器操作类”、“实验探究类”、“原理规律类”。

模型结构类知识在常规教学中多采用挂图或模型教具等进行讲解,但是受到观看距离、观看角度等的影响,常会导致学生看不清,看不到等问题,因此我们借用信息技术来解决这个问题,但是这种解决并不是简单的将模式图平移到大屏幕上,而是可根据教学需要进行个性化的设定。比如在讲解植物细胞模式图时,可通过属性框的勾选来控制各功能模块的显隐,这个功能可用于新课讲解,也可用于课堂练习测试。再如在讲解单细胞生物草履虫的结构时,也同样可以通过属性框的勾选来进行结构的学习。在初中生物七年级下册中用7个章节分别讲解了人体各部分的结构,而对于这部分知识,学生缺乏直接的生活经验,常规的挂图很难满足学生的学习需求,通过人体模型可完成对各个部分的学习。如在讲解消化系统时,可单独调出消化系统,鼠标跟随会出现各个器官的名称,可重点看某个器官的形态结构,可旋转查看器官之间的位置关系,如我们常说的肝胆相照,从正面的人体挂图中是看不到胆囊的,旋转过来会发现,肝脏将胆囊包裹着。再如在讲解循环系统时,我们要查看心脏在人体中的位置,在模型中我们看到心脏被肺包围,那么心尖是朝哪个方向呢?可选择将肺透明,这样就看到心尖偏向身体的左侧。

生物是建立在实验基础上的一门学科,实验仪器的正确使用对于实验结果有着重要影响,生物实验中除了常规的烧杯、试管之外,还有一些是生物专用仪器。比如干湿计,这是学生接触生物实验用到的第一个实验用具,对于它的使用需要特殊说明,干湿计有两支大小形状完全相同的温度表组成,一支用来测定空气温度,称为干球,另一只球部缠上纱布,称为湿球。当要测量空气的相对湿度时,将干湿计后部的水槽装上水,将纱布浸入到水槽中,过一段时间后读取干球和湿球的温度,然后调整表盘,调整的原则是湿球温度与干球温度对应,则读数为当前的相对湿度。显微镜是初中生物实验中的重要仪器,对于显微镜的正确操作是多个观察结构类的实验成功的基础。但由于显微镜属于实验室中的精密仪器,学生对其反复操作练习的机会很少。而平台中提供的显微镜软件,可进行结构的认识,并可进行掌握情况的测验。可在三维仿真环境中进行显微镜的反复操作,也可在二维模拟中进行操作练习。刚才已经说过,生物是建立在实验基础上的一门学科,因此在生物教学中,实验占有重要地位,但是我们分析常规生物实验教学,发现存在以下问题:“课件上的七条”,为了解决这些问题,特结合教材提供同步实验。

如观察草履虫这个实验,属于实验完成困难这一条,因为该实验编排在七年级下册第二单元第二章,教学时间大约在10-11月,草履虫的培养有一定的难度,另外观察草履虫是学生做的第一个动物实验,在显微镜下观察既小又活动的草履虫在常规实验中存在一定难度,并且显微镜的使用也是实验成功与否的重要因素。利用软件进行模拟可以很好的解决这个问题。作为单细胞生物的代表,在研究草履虫时主要从两个方面,一是草履虫自身的外形和运动,二是看看草履虫在环境中是如何生存的,当外界环境有变化时它会怎样变化。

再如“绿叶在光下制造有机物”这个实验,本实验的目标有两个,一是检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。二是探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。这个实验在常规教学中完成周期较长,尤其是探究光是否是必须条件时,需要对绿叶进行对照处理,先将绿色植物放在黑暗环境下将有机物消耗掉,然后选取一片叶子将一部分用黑纸片遮挡住,之后又会放在光下再次照射,这样对照组就设置好了,在检验的操作过程中存在危险,一是对酒精灯的使用,二是需要对酒精进行加热。

上面的这两个实验是演示实验,下面来看两个探究实验的,初中生物阶段内的很多探究实验的研究对象都是活体动物,因此在实验实施中存在困难。比如探究保护色的形成过程这个实验,模拟保护色的形成过程是学生理解生物进化原因最直观的方式,但是,由于生物的进化是一个漫长的过程,为了能够形象的再现,实验过程也显得冗长,常规教学中,教师组织该探究活动时,多利用各种不同颜色的纸片和纸来进行实验,本身单一动作频率就过高,实验对象还乏味,导致整个过程显得单调枯燥。幸存者的计数还要专人负责,实验效率较低。利用信息技术的虚拟仿真性,可以模拟生物进化的过程,以形象逼真的青蛙和蚱蜢及其生活的环境代替常规教学中的纸片和纸,更加真实的再现了生物体色与自然选择的关系,通过角色扮演的方式,激发了学生兴趣的同时,加深了对于原理的理解,还提高了实验的效率。

如在探究蚂蚁的通讯这个实验中,由于蚂蚁是活体,室内实验时,蚂蚁的饲养不容易,很难成活,且脱离蚂蚁的自然生存环境,很难反映蚂蚁的真实行为过程;室外实验时,蚂蚁的行动方向不易受控制,因此采用软件进行模拟,在这个探究活动中,利用信息技术的虚拟性能够营造出蚂蚁通讯的自然环境,在操作的过程中去总结探究进行的步骤,探究控制的条件,并最终得出探究结论。

生物教学中还有一部分是基本原理、概念、规律等知识,对于这部分知识,常规教学中可以进行讲解,但可能存在编辑麻烦、辅助素材不易查找等

如在讲解食物链和食物网这部分知识时,教师要构建出一个食物网有些困难,利用提供的软件可快捷的搭建出,系统中给定了一部分生物并给出了生物之间的关系,教师还可自行添加需要的生物。

再如在讲解血液循环这部分内容时,跟随一个红细胞,看看它在循环中所走的路线,更加有利于对知识的理解。

以上就是我们针对初中生物教学内容所提供的功能模块,那么整合到平台中,共分为编辑、同步实验、仿真模型、仿真工具等模块。