数字化实验室在高中生物教学中的应用研究

摘要

数字化实验教学是一种在传统实验教学理论指导下，利用现代信息技术借助传感器、数码显微镜及计算机等设备指导学生开展、完成实验并记录实验结果的新型实验教学方式。近几年我国逐步在部分地区的中小学建立数字化实验室，武汉市于2014年开始数字化实验室建设。本课题借鉴国内外建设数字化实验室、开展数字化教学的经验，探讨该项目在高中生物教学中的应用现状、优势和局限性，武汉市中小学本土化的可行性。
　　本课题的研究首先以大量理论研究文献为基础，结合中小学一线教师的教学实践论文，总结数字化实验室应用现状，找出理论与实践的矛盾点。通过对武汉市部分省级示范高中进行调查或访谈，掌握数字化实验室在武汉市中学生物教学中的应用现状。再通过对上海开展数字化实验教学较早的案例和一年来武汉市中学生物数字化实验室应用情况的分析，揭示数字化实验室在生物教学应用中的优势和局限性，并以具体的实验案例佐证。最后，对武汉市市级示范高中现有实验条件进行总结，分析在市级示范高中开展数字化实验教学的可行性。
　　数字化实验室的理论研究大多集中于对数字化设备和技术的探讨。数字化实验设备与中学实验的实际需求不匹配，造成过高的理论很难在一线实践开展或一线需要解决的问题得不到理论的支持和指导。理论研究和一线教学的矛盾，造成数字化实验室在中学的应用前景被看好，实际实验室使用率较低。数字化实验室具有开放、丰富、精确、简单、高效、直观和定量化的优点，这些优点决定了学生兴趣和需求。数字化教学使得教学方式更多样、教学时间更自由和教学内容更丰富。但这些优点只能在高中生物的一部分实验中得以体现，对于其他实验而言，数字化实验室比传统实验效果差，甚至没有应用空间。武汉市市级示范高中与省级示范高中一样，也有引入数字化实验室的需求，并且已经具备了较好的开展相关实验的条件。
　　本课题分析了数字化实验室这个新鲜事物本土化的问题和困难，从而助力新实验室和新实验教学的本土化;本课题对数字化实验室的优势和局限性，进行了客观的评价，供老师们交流;我们对武汉市市级示范高中开展数字化实验室教学的可行性分析，有助于数字化实验室在武汉市全面铺开。

目录

声明

摘要

1．研究背景及意义

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 课题的界定

1．4 研究方法

2．高中生物学实验教学的现状

2．1 生物实验与高考的联系

2．2 实验教学在生物学教学中的地位和作用

2．2．1 实验教学在生物学教学中的地位

2．2．2 实验教学在生物学教学中的作用

2．3 传统实验教学面临的问题

2．3．1 实验教学方式单一

2．3．2 实验教学无评价方法

2．3．3 实验教学管理混乱

2．3．4 实验教学重视不够

2．3．5 现有实验室难以满足实验教学的要求

3．数字化实验室概述

3．1 数字化实验室的含义及其构成

3．1．1 数字化实验的含义

3．1．2 数字化实验室的含义及其构成

3．1．3 数字化实验教学的含义

3．2 数字化实验室国内外发展现状

3．2．1 数字化实验室国外发展现状

3．2．2 数字化实验室国内发展现状

3．3 数字化实验室与基础教育

3．3．1 数字化实验室学习者需求分析

3．3．2 数字化实验室与基础教育的融合

3．4 数字化实验的特色

3．4．1 数字化实验室的特色

3．4．2 数字化实验教学的特点

4．数字化实验室在高中生物教学中的应用分析

4．1 武汉市高中数字化实验室的应用现状

4．2 数字化实验室在高中生物教学中应用的优势及其实例分析

4．2．1 “使用高倍显微镜观察几种细胞”实验体现了简单性和高效性

4．2．2 “影响酶活性的因素”实验体现了开放性、精确性和定量化

4．3 数字化实验室在高中生物教学中应用的局限性及其实例分析

4．3．1 调查类探究只能用传统实验方法

4．3．2 传统实验室效果更令人印象深刻

4．3．3 数字化实验重结果而轻过程

5．武汉市市级示范高中开展数字化实验的可行性分析

参考文献

附录

致谢