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《新课标》明确提出“倡导探究性学习”。在探究性学习过程中,要充分发挥学生的“主体”作用,让学生亲历探究的全过程,领悟科学探究的方法。而教师要发挥“主导”作用,当学生解决问题有困难时。就要适时给予启发,引导学生继续探究,使学生在教师的启发下积极主动地解决问题。为适应这些要求,并积极探索数字化信息技术与实验教学的整合,2006年我校引进数字化信息系统实验(Digital Information System简称DIS实验)。几年来,我们全体生物教师通力合作、认真探索、科学研究,已在实验教学中取得了一定的成绩。
一、DIS实验与新课程改革
世纪之交,我国启动的基础教育课程改革。是一场划时代的深刻改革。在这次课改中,最基本的理念是提倡“以学生为本”,面向全体学生科学素质提高,旨在培养全体学生终身发展的兴趣和能力。因此,怎样改革实验教学,培养学生自主学习能力,培养科学探究的兴趣和能力成为课程改革的重点。生物学是新课改中现代信息技术与课程整合最完美的代表科目之一。它采用了情景一探究一应用模式,运用了DIS系统。充分体现了时代特征。
二、DIS实验与新教材、教学大纲
高中生物新教材吸取了现代教育教学的最新研究成果。特别加强了创新精神和实践能力的培养,注意创设生动形象的教学情境,注重方法教育和研究能力的培养。高中生物教学大纲(试验修订版)体现全面推进素质教育,尤其是培养学生创新精神和实践能力的要求,并增加了收集和处理信息的能力、科学探究能力、科学思维的能力和习惯。DIS实验可由学生自己设计实验步骤。进行实验得出结论,为学生提供了必要的探究工具和探究学习的环境。例如用DIS实验仪器探究pH的变化对酶活性的影响实验,以酵母菌为过氧化氢酶的来源,利用传感器测定不同的pH条件下过氧化氢分解速率,并绘出pH=5、pH=6、pH=7、pH=8的环境下“压强—时间”曲线。通过学生分组实验。培养了学生的实践能力和科学探究能力及合作能力。
三、DIS实验与高考
纵观近几年高考试题、高考考试大纲、高考实验的命题形式,高考生物的实验题的比重呈现逐年增大的趋势,已由过去的3分~5分上升到近几年的30分左右。实验题型也由实验分析题逐渐向实验设计题的方向发展,对考生的能力要求越来越高。要求是:能根据实验材料分析、解释实验现象和实验结果;能对简单实验进行设计验证;能在更广泛的空间内进行开放性的实验设计及结果分析;具有实地考查、搜集资料、整理数据和分析处理数据的能力;能结合相关的理化知识和生物知识,具有一定的综合分析和解决问题的能力。这些能力的要求正是DlS实验的功能。
(1)培养学生的拓展联想猜测能力。丰富的想象力、广泛的联想能力以及大胆合理的猜测能力,是生物研究不可缺少的思维品质。许多历史上著名的生物学家就是通过对很多未知现象的观察、想象、联想,进行大胆的猜测,在此基础上再进行深入的研究总结出规律的。所以。培养学生的拓展联想猜测能力也是教改的方向之一。DIS实验独特的数形结合功能、函数模拟功能以及先进的测量仪器、图文并茂、丰富多彩,为优化学习方式、学会学习、倡导自主探究、实践体验和合作交流提供了空间和时间。所谓见多识广,学生思维的广度和深度及灵活性自然会有所增加,从而也会拓展学生的想象空间,增强他们的联想和猜测能力。因此。新课改引入DIS实验,无疑对学生这方面能力的培养加大了力度。
(2)对于提高学生的学习成绩可以起到低耗时、高效率、立竿见影的效果。由于DlS实验由计算机代替人脑对数据进行简单统计、处理和分析,使学生摆脱了烦琐的计算过程,从而能将更多的时间、精力用于研究掌握生物学的规律上。DIS实验大大提高了实验效率,实验过程中数据处理占用的时间由45%下降到3%,师生用于探究和拓展的时间则由6%上升到57%。可以让学生从大量的数据处理中解脱出来。
(3)培养学生的动手实践操作能力。操作能力是中学实验中的基本能力,正确而有序的实验操作,是我们达成实验目的的关键。DIS实验的操作过程相对简单,体现了实验设计的方便性原则。同时DIS实验系统作为信息采集和数据处理工具,提高了学生使用计算机的操作技能,有利于学生掌握利用现代化信息技术学习、拓展知识的能力。
(4)有利于培养学生的创新能力、创新能力,是反映创新主体行为技巧的动作能力,是创新活动的工作机制。对中学生而言。主要体现在自学、探究、表达等方面。有效的预见性和主动参与性是创新教育作用于学生的两大特征。DIS实验就是使学生能通过生物实验培养动手能力,促进学生创新精神的发展,培养创新能力,对学生思维方法的培养和锻炼,对于学生的创新能力的形成极为有利。
一、DIS实验与新课程改革
世纪之交,我国启动的基础教育课程改革。是一场划时代的深刻改革。在这次课改中,最基本的理念是提倡“以学生为本”,面向全体学生科学素质提高,旨在培养全体学生终身发展的兴趣和能力。因此,怎样改革实验教学,培养学生自主学习能力,培养科学探究的兴趣和能力成为课程改革的重点。生物学是新课改中现代信息技术与课程整合最完美的代表科目之一。它采用了情景一探究一应用模式,运用了DIS系统。充分体现了时代特征。
二、DIS实验与新教材、教学大纲
高中生物新教材吸取了现代教育教学的最新研究成果。特别加强了创新精神和实践能力的培养,注意创设生动形象的教学情境,注重方法教育和研究能力的培养。高中生物教学大纲(试验修订版)体现全面推进素质教育,尤其是培养学生创新精神和实践能力的要求,并增加了收集和处理信息的能力、科学探究能力、科学思维的能力和习惯。DIS实验可由学生自己设计实验步骤。进行实验得出结论,为学生提供了必要的探究工具和探究学习的环境。例如用DIS实验仪器探究pH的变化对酶活性的影响实验,以酵母菌为过氧化氢酶的来源,利用传感器测定不同的pH条件下过氧化氢分解速率,并绘出pH=5、pH=6、pH=7、pH=8的环境下“压强—时间”曲线。通过学生分组实验。培养了学生的实践能力和科学探究能力及合作能力。
三、DIS实验与高考
纵观近几年高考试题、高考考试大纲、高考实验的命题形式,高考生物的实验题的比重呈现逐年增大的趋势,已由过去的3分~5分上升到近几年的30分左右。实验题型也由实验分析题逐渐向实验设计题的方向发展,对考生的能力要求越来越高。要求是:能根据实验材料分析、解释实验现象和实验结果;能对简单实验进行设计验证;能在更广泛的空间内进行开放性的实验设计及结果分析;具有实地考查、搜集资料、整理数据和分析处理数据的能力;能结合相关的理化知识和生物知识,具有一定的综合分析和解决问题的能力。这些能力的要求正是DlS实验的功能。
(1)培养学生的拓展联想猜测能力。丰富的想象力、广泛的联想能力以及大胆合理的猜测能力,是生物研究不可缺少的思维品质。许多历史上著名的生物学家就是通过对很多未知现象的观察、想象、联想,进行大胆的猜测,在此基础上再进行深入的研究总结出规律的。所以。培养学生的拓展联想猜测能力也是教改的方向之一。DIS实验独特的数形结合功能、函数模拟功能以及先进的测量仪器、图文并茂、丰富多彩,为优化学习方式、学会学习、倡导自主探究、实践体验和合作交流提供了空间和时间。所谓见多识广,学生思维的广度和深度及灵活性自然会有所增加,从而也会拓展学生的想象空间,增强他们的联想和猜测能力。因此。新课改引入DIS实验,无疑对学生这方面能力的培养加大了力度。
(2)对于提高学生的学习成绩可以起到低耗时、高效率、立竿见影的效果。由于DlS实验由计算机代替人脑对数据进行简单统计、处理和分析,使学生摆脱了烦琐的计算过程,从而能将更多的时间、精力用于研究掌握生物学的规律上。DIS实验大大提高了实验效率,实验过程中数据处理占用的时间由45%下降到3%,师生用于探究和拓展的时间则由6%上升到57%。可以让学生从大量的数据处理中解脱出来。
(3)培养学生的动手实践操作能力。操作能力是中学实验中的基本能力,正确而有序的实验操作,是我们达成实验目的的关键。DIS实验的操作过程相对简单,体现了实验设计的方便性原则。同时DIS实验系统作为信息采集和数据处理工具,提高了学生使用计算机的操作技能,有利于学生掌握利用现代化信息技术学习、拓展知识的能力。
(4)有利于培养学生的创新能力、创新能力,是反映创新主体行为技巧的动作能力,是创新活动的工作机制。对中学生而言。主要体现在自学、探究、表达等方面。有效的预见性和主动参与性是创新教育作用于学生的两大特征。DIS实验就是使学生能通过生物实验培养动手能力,促进学生创新精神的发展,培养创新能力,对学生思维方法的培养和锻炼,对于学生的创新能力的形成极为有利。