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摘要：以实验“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”为例，说明如何在高中课堂中运用虚拟实验情境展开教学。通过亲历实验探究过程，感悟生命观念，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学思维和科学探究能力。
关键词：虚拟实验，兴趣，教学
中图分类号G434文献标志码：B
美国心理学家布鲁纳说：“学习的最好刺激，是对学习材料的兴趣”。兴趣对学生的推理能力、注意分配、阅读理解、努力程度、加工水平等都有着积极的作用。因此，学习兴趣的激发就显得尤为重要了。常见的激发学习兴趣的教学策略有运用情境教学、应用新教学模式、联系生活实际、补充网络教育技术等。本设计所用的方法就是虚拟实验情境教学法。
现场做实验需要搬运相关设备，提前制备所需试剂，费时费事，且学生很难观看清楚，如果只通过图片或视频展示实验又不够立体和形象。虚拟实验就很好地解决了这个问题，笔者选择了一个针对初高中实验教学的虚拟实验平台——乐步教育（https：//www.nobook.com/shengwu.html），以人教版高中生物教科书《必修1·分子与细胞》中第二章第一节“细胞中的元素和化合物——實验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”为例进行说明。
1 教学目标
①说明细胞由多种多样的化合物组成，包括糖类、脂质和蛋白质等，深化物质观。
②阐明检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法及其原理。
③能够基于给定条件，设计实验探究方案。
2 教学过程
本次课为新授课，需要1个课时。
2.1 问题引导.层层深入
教师先引导学生回忆上节课所学内容——组成细胞的主要化合物（水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸），并提出问题：是不是所有细胞、所有组织中的化合物组成都一模一样呢？利用该问题引出生物组织中糖类的检测实验。
设计意图：教师引导学生回顾上节课的内容并过渡到新授课的内容，使学生在不同知识点之间建立脉络网，帮助学生形成概念图，从而培养学生的科学思维及科学探究能力。教师采用支架式教学法，建立最近发展区，激发学生学习兴趣。
2.2 检测生物组织中的糖类
教师在虚拟实验平台上展示完整的实验过程并进行同步讲解。对学生第一遍没有观察清楚的地方，教师可以从任意步骤开始，重新进行实验。实验演示结束后，教师要求学生思考：观察到了什么？可以得出什么结论？（土豆中含有淀粉而苹果中没有，苹果中含有还原糖而土豆中没有）然后，详细讲解糖类鉴定中的注意事项、反应原理和实验现象。
设计意图：虚拟实验教学不仅新颖有趣，而且有助于学生更好地理解实验过程。教师不用花大量时间在课前准备各种材料，也不用担心试剂失效、实验失败等问题.学生可以很清晰很直观地看到各种材料的形态颜色及其变化过程。此外，虚拟实验平台能大大缩减实验等待时间。例如，糖类检测需要酒精灯加热，在虚拟实验平台上，可以快速跳过等待时间（图”。
2.3 检测生物组织中的脂肪
通过实验检测，学生会发现不同组织中的糖类含量不一样。教师追问：不同组织中的脂肪含量是否一样呢？先给学生讲解探究实验的步骤（提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流）及实验设计的原则（对照原则、单一变量原则等）。接着，学生分小组讨论应该如何进行科学探究，并选出小组代表上台演示。
设计意图：教师充分利用虚拟教学平台，将学生不方便直接操作和不能直接观察到的实验现象，在较短的时间内直观呈现。例如，花生子叶切片制片的过程，由于花生子叶又薄又小，观察起来不方便，但在虚拟教学平台上，教师可以对其进行任意的放大和缩小，每一位学生都可以很清晰地看到整个过程（图2）。另外，该过程培养了学生小组合作的意识。
2.4 检测生物组织中的蛋白质
根据教师提供的实验材料，学生自主设计实验，检测牛奶、豆浆、苹果、土豆中是否含有蛋白质（教师进行答疑和指导）。待学生基本自主完成实验后，教师在乐步教育网上在线操作，带领学生回顾实验过程。
设计意图：教师通过自主设计实验，培养学生自主学习、实验探究、动手操作等方面的能力。通过在线操作回顾实验过程，加深学生对实验过程的理解、增强学生对实验细节的把控力。
3思考与分析
本节课根据教学内容的特点设计了3个层层递进的探究实验，即己设计好的实验、小组合作设计的实验，及自行设计并实施的实验，并以问题串为脚手架，由易到难，由简到繁，引导学生层层深入，分别使学生学会“科学原理的验证”“科学实验的团队协作”和“科学问题的自主探究”。学生在不断发现问题和解决问题的过程中，发展比较与分析、归纳与演绎的科学思维。
生物实验教学条件有限，生物课时安排少，会影响实验课的有效开展。多数教师对实验教学的价值认识不到位，讲实验和演示实验过多，重结论，忽视探究过程。虚拟实验教学可以在较短的时间内让学生经历实验设计、实验操作、实验观察等环节，并使学生巩固实验设计的基本原则及实验操作细节，促进学生形成正确的生命观念，发展学生的科学思维，提高学生的科学探究能力。
关键词：虚拟实验，兴趣，教学
中图分类号G434文献标志码：B
美国心理学家布鲁纳说：“学习的最好刺激，是对学习材料的兴趣”。兴趣对学生的推理能力、注意分配、阅读理解、努力程度、加工水平等都有着积极的作用。因此，学习兴趣的激发就显得尤为重要了。常见的激发学习兴趣的教学策略有运用情境教学、应用新教学模式、联系生活实际、补充网络教育技术等。本设计所用的方法就是虚拟实验情境教学法。
现场做实验需要搬运相关设备，提前制备所需试剂，费时费事，且学生很难观看清楚，如果只通过图片或视频展示实验又不够立体和形象。虚拟实验就很好地解决了这个问题，笔者选择了一个针对初高中实验教学的虚拟实验平台——乐步教育（https：//www.nobook.com/shengwu.html），以人教版高中生物教科书《必修1·分子与细胞》中第二章第一节“细胞中的元素和化合物——實验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”为例进行说明。
1 教学目标
①说明细胞由多种多样的化合物组成，包括糖类、脂质和蛋白质等，深化物质观。
②阐明检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的方法及其原理。
③能够基于给定条件，设计实验探究方案。
2 教学过程
本次课为新授课，需要1个课时。
2.1 问题引导.层层深入
教师先引导学生回忆上节课所学内容——组成细胞的主要化合物（水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸），并提出问题：是不是所有细胞、所有组织中的化合物组成都一模一样呢？利用该问题引出生物组织中糖类的检测实验。
设计意图：教师引导学生回顾上节课的内容并过渡到新授课的内容，使学生在不同知识点之间建立脉络网，帮助学生形成概念图，从而培养学生的科学思维及科学探究能力。教师采用支架式教学法，建立最近发展区，激发学生学习兴趣。
2.2 检测生物组织中的糖类
教师在虚拟实验平台上展示完整的实验过程并进行同步讲解。对学生第一遍没有观察清楚的地方，教师可以从任意步骤开始，重新进行实验。实验演示结束后，教师要求学生思考：观察到了什么？可以得出什么结论？（土豆中含有淀粉而苹果中没有，苹果中含有还原糖而土豆中没有）然后，详细讲解糖类鉴定中的注意事项、反应原理和实验现象。
设计意图：虚拟实验教学不仅新颖有趣，而且有助于学生更好地理解实验过程。教师不用花大量时间在课前准备各种材料，也不用担心试剂失效、实验失败等问题.学生可以很清晰很直观地看到各种材料的形态颜色及其变化过程。此外，虚拟实验平台能大大缩减实验等待时间。例如，糖类检测需要酒精灯加热，在虚拟实验平台上，可以快速跳过等待时间（图”。
2.3 检测生物组织中的脂肪
通过实验检测，学生会发现不同组织中的糖类含量不一样。教师追问：不同组织中的脂肪含量是否一样呢？先给学生讲解探究实验的步骤（提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流）及实验设计的原则（对照原则、单一变量原则等）。接着，学生分小组讨论应该如何进行科学探究，并选出小组代表上台演示。
设计意图：教师充分利用虚拟教学平台，将学生不方便直接操作和不能直接观察到的实验现象，在较短的时间内直观呈现。例如，花生子叶切片制片的过程，由于花生子叶又薄又小，观察起来不方便，但在虚拟教学平台上，教师可以对其进行任意的放大和缩小，每一位学生都可以很清晰地看到整个过程（图2）。另外，该过程培养了学生小组合作的意识。
2.4 检测生物组织中的蛋白质
根据教师提供的实验材料，学生自主设计实验，检测牛奶、豆浆、苹果、土豆中是否含有蛋白质（教师进行答疑和指导）。待学生基本自主完成实验后，教师在乐步教育网上在线操作，带领学生回顾实验过程。
设计意图：教师通过自主设计实验，培养学生自主学习、实验探究、动手操作等方面的能力。通过在线操作回顾实验过程，加深学生对实验过程的理解、增强学生对实验细节的把控力。
3思考与分析
本节课根据教学内容的特点设计了3个层层递进的探究实验，即己设计好的实验、小组合作设计的实验，及自行设计并实施的实验，并以问题串为脚手架，由易到难，由简到繁，引导学生层层深入，分别使学生学会“科学原理的验证”“科学实验的团队协作”和“科学问题的自主探究”。学生在不断发现问题和解决问题的过程中，发展比较与分析、归纳与演绎的科学思维。
生物实验教学条件有限，生物课时安排少，会影响实验课的有效开展。多数教师对实验教学的价值认识不到位，讲实验和演示实验过多，重结论，忽视探究过程。虚拟实验教学可以在较短的时间内让学生经历实验设计、实验操作、实验观察等环节，并使学生巩固实验设计的基本原则及实验操作细节，促进学生形成正确的生命观念，发展学生的科学思维，提高学生的科学探究能力。