数字化技术在高中生物学实验教学中的创新应用——以“探究培养液中酵母种群数量的变化规律”为例

作为一种信息技术,数字化手持技术能用于自动采集数据并将其实时转化为直观的曲线,具有定量、便携、可视、实时、准确等特点,可作为促进学生对抽象概念理解的认知工具。本文以“探究培养液中酵母种群数量的变化规律”的实验为例,简要介绍如何将数字化手持技术融入高中生物学实验教学,实现与学生间的即时交互,优化对实验数据的采集、处理与分析过程。此技术的应用不仅改进并创新了实验方法,还为学生提供了基于问题的探究活动学习环境,促进了学生的自主学习,助推课堂数字化教学进程,切实提升了学生的科学素养。

数字化技术对“探究培养液中酵母种群数量的变化规律”的改进

运用色度计、TI计算器、数码显微镜及智能计数APP等数字化技术对沪科版高中《生物学》教材中“探究培养液中酵母菌种群数量的变化规律”实验进行了改进。缩短实验时长,提升课堂效率,使学生在有限的课堂教学中,亲历初次建模、二次建模等科学探究过程,培养了学生科学思维,提升了学生科学探究能力。

基于深度学习的实验教学设计与实践——以“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”为例

尝试将"探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化"实验作为开放性探究活动,引导学生开展基于实践问题以及跨学科的群体研究,探究电场强度、噪音时间、光照强度、烟草液等因素的影响,并使用SPSS软件构建逻辑斯蒂增长数学模型,达成深度学习。培养学生的创新思维、模型与建模等科学思维及探究能力。

基于思维建模的实验教学设计与实践——以“探究影响酵母菌种群数量变化的因素”为例

以高中生物学“探究影响酵母菌种群数量变化的因素”实验为例,构建基于思维建模的实验教学设计与实践,需要教师在综合利用多种数字化实验设备的基础上,开放性、多角度、科学地探究温度、溶解氧、营养条件、代谢产物等因素对酵母菌种群数量的影响,以期借此缩短实验周期,提高探究效率,进而培养学生的思维建模能力。

利用表现性评价促进学生掌握控制变量法——以“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验教学为例

教学“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时,尝试利用表现性评价促进学生掌握控制变量法。在简单设计评价任务的基础上重点设计评价标准：（1）自变量的理解和操作是否准确;（2）因变量的理解和测量是否准确;（3）无关变量的控制是否严格。由此,设计关于控制变量的表现性评价诊断量表和发展量表,分别在实验中和实验后使用。通过反思,认识到：开展表现性评价需要做好“通”“小”“实”“久”四个方面。

从“种群数量的变化”看育人价值

高中生物学“种群数量的变化”一节内容包括种群数量的增长、波动和下降,以及探究酵母菌种群数量变化等。在准备这节课时,恰逢本地(大连)休渔期结束,于是笔者对本地休渔政策进行了采访。海产品销售人员说:“实行休渔政策之后,海产品的品种和数量有了很大的提升。”补渔网的渔民说:“现在对渔网网眼大小是有严格要求的。”

“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的创新

“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”在实际操作过程中存在较多困难，通过转变教学模式，创新计数方法和构建数学模型等方式，充分发挥学生的“主体”作用，激发学生的创新能力，降低实验难度，增加实验的可操作性。