虚拟实验辅助中学生物实验教学的实施与效果评价

摘要

随着各学科之间的不断交叉、渗透，生物学作为重要的基础科学，已然成为20世纪自然科学中发展最为迅速的学科之一，其中心任务是探究生命现象和揭示生命活动的规律。而生物实验恰恰是整个生物学科中的关键，它是生命现象探究和生命活动规律研究的基础手段。2004年课程改革中对培养学生创新能力和实践探究能力的强调和注重，使得生物实验开始逐渐成为生物教学中的重头戏。我国愈来愈多的学者和教育工作者对此表示出了极大关注，并进行了许多关于生物实验在中学生物教学中实施情况的调查和研究。但调查的结果却不尽如人意，很多学校都没能很好地来开展生物实验教学，其原因主要集中在主观上不想做实验，客观上做不了实验这两点上。迫于满足课标的要求，有些勉强为学生开展了实验，但实际却效果平平。
　　为解决上述问题，不少学者和教育工作者都提出了可以借助多媒体、动画Flash、虚拟实验等技术来辅助生物实验教学，且通过自身实践取得了一定的成效。近几年，教育界逐渐开始重视虚拟实验，并引入到教学活动当中，虚拟实验在教育界已经展现出了巨大潜力。本文重点综述和探讨应用虚拟实验辅助中学生物实验教学以提高实验教学成效的相关问题，旨在通过对虚拟实验辅助中学生物实验教学的实施及效果评价的分析，来论证虚拟实验辅助中学生物实验教学的切实性与可行性。主要结果如下:
　　(1)本文首先通过文献分析了生物实验在教学中的作用和目前生物实验教学的现状及原因，介绍了本文的选题理由和研究内容、方法、意义。
　　(2)通过文献综述了虚拟实验的概念、分类、特点及与传统实验教学相比表现出的优点，分析了目前国内外虚拟实验在教学上的应用现状和成效，为应用虚拟实验辅助中学生物实验教学提供依据。
　　(3)通过文献分析了虚拟实验设计的原则和相应的理论基础，进而为本文有关虚拟实验教学设计提供理论指导。
　　(4)通过问卷调查法和访谈法，实际调查分析了笔者所在实习中学生物实验教学的现状及原因。调查结果表明，实验教学条件不足、生物教学时数有限以及对生物实验作用和地位主观认识的偏差是影响生物实验开展的主要原因。还调查分析了教师对多媒体教学资源使用及对虚拟实验理解的状况。结果表明，教师对多媒体教学资源、对虚拟实验辅助生物实验教学均持较为积极的态度。
　　(5)本文实际设计了“植物根尖分生区组织细胞有丝分裂”虚拟实验教学案例，并以所在实习中学高一三个平行班的学生为研究对象，分别进行了不同教学流程（即，原理讲解+虚拟实验+真实实验、原理讲解+实验演示+练习习题、原理讲解+真实实验+练习习题）的对比实验教学。实验教学结束后，通过纸笔测验和问卷调查对不同教学流程的教学效果进行了评价。结果表明，应用虚拟实验辅助中学生物实验教学不仅能更有效地促进学生对知识的理解和对实验操作技能的掌握，提高实验教学的效果，也能激发学生自主探究的热情。

目录

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 中学生物实验教学现状及分析

1．2．1 中学生物实验教学现状

1．2．2 中学生物实验教学现状分析

1．3 实验对中学生物教学的作用

1．4 本选题的目的及意义

1．4．1 本选题的目的

1．4．2 本选题的意义

1．5 研究内容与方法

1．5．1 研究内容

1．5．2 研究方法

2 虚拟实验及教学应用概述

2．1 虚拟实验定义

2．2 虚拟实验特点

2．3 虚拟实验分类

2．4 虚拟实验在教学上的应用

2．4．1 虚拟实验国外理科教学上的应用

2．4．2 虚拟实验在国内理科教学上的应用

3 传统的生物实验教学与虚拟实验教学的比较分析

3．1 传统生物实验教学的不足

3．2 虚拟实验应用于生物实验教学的优点

3．3 虚拟实验的局限性

4 虚拟实验辅助生物实验教学设计的原则和理论基础

4．1 虚拟实验辅助于生物实验教学的设计原则

4．2 虚拟实验辅助生物实验教学的理论基础

4．2．1 认知主义学习理论

4．2．2 建构主义学习理论

4．2．3 人本主义学习理论

4．2．4 多元智力理舱

4．2．5 表征丰富性理论

5 所在实习中学生物实验教学状况的调查

5．1 调查目的

5．2 调查方法

5．2．1 问卷调查法

5．2．2 访谈法

5．3 调查结果分析

5．3．1 生物师资基本状况

5．3．2 生物实验教学条件状况调查

5．3．3 学生对实验教学的兴趣、态度及认知情况

5．3．4 实验教学方式调查

5．3．5 生物实验的课时安排

5．3．6 在实验教学中教师对多媒体教学资源的选择情况

5．3．7 教师对虚拟实验的理解

6 虚拟实验辅助中学生物实验教学的实施与效果评价

6．1 虚拟实验辅助生物实验教学的教学流程设计

6．2 《植物根尖分生区组织细胞有丝分裂》虚拟实验教学案例设计

6．2．1 教材分析

6．2．2 教学目标

6．2．3 教学重点、难点剖析

6．2．4 实验过程

6．3 “植物细胞有丝分裂”虚拟实验辅助实验教学的效果评价

6．3．1 实验对象

6．3．2 实验方法

6．3．3 实验过程

6．3．4 实验教学结果对比

6．3．5 实验班问卷调查结果

7 总结与展望

7．1 论文总结

7．2 本文的不足

7．3 未来展望

参考文献

附录

致谢

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