计算机在生物实验教学中的运用，本文主要内容关键词为：生物论文,计算机论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着计算机应用技术的普及和发展，计算机在中学生物实验教学中的运用也逐步成为可能。了解掌握现代实验技术，有利于培养学生的科学素质和创新能力。
1 计算机参与实验教学的条件已经成熟
首先，计算机辅助实验教学的核心部件“模数(A/D)转换卡”的计算精度和运算速度已能够满足实验教学所需，同时其价格也日趋平民化。其次，各种用于实验教学的专用硬件和软件的开发与研究取得了较大进展，并在性能上可满足实验教学的需要。第三，计算机系统的工作能力(如系统带宽、频率、硬盘和内存的读取速度和容量等)已能满足实验教学数据的采集和存储之需。第四，随着信息化进程的推进，教师和学生均已初步具备了以计算机和网络为核心的信息技术应用能力。第五，我们学校投入巨资创建了8间计算机机房，完全有能力提供多余的计算机机房进行实验教学。
2 计算机在生物实验教学中的应用
(1)搭建实验平台
从仪器的角度看，计算机可搭建一个很好的工作平台，在计算机的基础上整合某一领域的专用设备即可成为一个具备超强工作能力的实验平台，在生物学实验教学中更是如此。例如，目前国内外均有成熟的计算机辅助生物实验教学系统软件，可广泛用于生物学实验教学。该类系统具有实验设计、实验操作、实验数据自动化记录和处理及撰写实验报告等多重功能。又如由国内厂家生产的计算机辅助生物信号采集处理系统软件，可广泛用于如骨骼肌单收缩和强直收缩的观察实验等，同时具备数字化记录仪、示波器、程控刺激器和刺激隔离器的功能。上述两种工作软件实现了与计算机操作系统的无缝连接，从而能充分发挥计算机处理数据的能力，极大地方便了实验教学。
(2)进行虚拟实验
虚拟实验就是在实体尚不存在或不易在实体上进行实验的情况下利用计算机进行虚拟，从而达到了解和掌握研究对象在某一方面特性的实验，主要包括演示实验、模拟实验和仿真实验等。有一些生物实验(如证明根生长的向水性和观察甲状腺激素对蝌蚪发育的影响等)持续时间较长，无法在一节课的时间内完成，但却可以利用多媒体计算机的功能，在一节课的时间内交互式地仿真或演示这些实验。虚拟实验可以突破实验条件和时空的限制。通过网络向学生提供虚拟实验，一方面可作为学生预(自)习之用，另一方面也可作为学生拓展性学习的重要素材。
(3)提供实验后处理
计算机可对被采集到的实验数据进行记录和分析，因而可以在计算机上直接完成实验报告。撰写报告时，学生可根据自己的实验过程将教师提供的电子版讲稿或网络版实验指导做相应的修改即可完成实验报告的共性部分，而将腾出的时间主要用于对实验结果进行分析处理和思考讨论上。教师则可在计算机上阅读实验报告，及时将结果反馈给学生，学期结束时可将所有的实验报告按教学班级刻录成光盘进行长期保存。
(4)进行多媒体教学
多媒体教学是现代教育技术的核心内容，它的特点是形象生动、信息量大。在生物学实验教学过程中，通过编制多媒体教案将实验中使用的仪器、材料、实验操作方法和步骤等内容，以文字、图片、音像等各种形式，通过投影机直接投影显示，或通过网络技术展现在学生实验用的计算机上，可以大大提高实验教学的工作效率。
(5)参与实验室管理
利用计算机强大的处理功能，可将计算机作为实验室日常管理的工具，如利用数据库来管理实验室内物资的数量、位置、状态，建立和整理实验室各种档案等；也可以利用校园网为实验室建立一个网页作为实验教学信息发布及实验管理平台，其内容涵盖实验教学的教案、实验教学计划、实验项目、疑难解析、各种规章制度、实验教材和参考资料、实验基本操作的录像及演示实验和仿真实验等，还可提供学生与教师联系的方法和交流途径，从而保证信息在整个教学过程处于开放和透明状态。
3 应用体会与思考
(1)有利于促进教学改革的进行
新课程标准明确指出：现代实验教学的重点应该从传授知识向培养能力和提高科学素质转移。尤其是创新能力和创新精神的培养更是现代实验教学的核心理念，而创新能力和创新精神的培养离不开现代化的实验教学条件。采用以计算机辅助生物实验教学大大拓展了我们的实验教学思路，其在实验教学中全方位的应用，极大地激发了学生的创造性思维。同时，可以使仪器的调试、数据的采集和分析实现计算机化，学生可以有更多的时间去掌握基本的生物学实验操作技能，动手能力得到更好地培养。
(2)有利于提高教学效果
在实验教学中利用网络条件构筑信息通道，利用计算机技术参与实验室管理，使用计算机生物信号采集处理系统采集实验数据并利用计算机进行数据处理，完成实验报告的撰写、提交和评阅。这些基于计算机的现代教育技术的广泛使用，极大地开拓了学生思路、激发了学生的学习热情、发掘了学生的创新意识，也为进一步展示学生的创意、实践学生的想法提供了物质和技术条件，最终达到提高教学质量、培养学生能力的目的。
(3)有利于因材施教
现代教育强调“以人为本”，即能力素质的培养必须充分考虑学生的个体差异性，实验教学必须尊重这一客观事实。采用计算机辅助实验教学系统，教师可以借助计算机的灵活性并根据学生智力水平的差异将实验内容进行动态组合，以适应不同层次学生所需。如借助于计算机对实验的反演功能，并配合一些难易不同的思考题，可进一步“启发”学生进行思考，对一些基础较差的学生可提供再次学习的机会，而对于一些基础较好或有兴趣进行进一步学习的学生，则可利用计算机进行一些自主性强、研究程度高的学习。
(4)需要有较大的投入
任何事物均有其两面性，使用计算机辅助实验教学也不例外。根据我们的体会，在具体实施过程中，主要是两方面的投入较大。首先，需要有较大财力投入来配置计算机化工作平台和购置现代教育技术装备。需要指出的是，用于辅助实验教学的计算机类产品更新换代要比传统仪器更快，这就需要有一定的财力来支撑；其次，计算机辅助生物学实验教学还要求教师投入较多的时间和精力掌握使用这些设备的技能，并在此基础上投入大量的精力对整个实验教学体系进行精心构思。因为计算机辅助实验教学是区别于传统实验教学的一种新型实验教学模式，只有结合实验教学的具体情况，为其量身定制一个全新的模式去适应它，才有可能发挥出其应有的作用。
4 结束语
计算机辅助实验教学是教育现代化的重要体现，随着计算机生物信号采集处理系统的出现和在生物实验教学中的广泛应用，出现了以计算机为基础的新型生物学实验教学平台。广大实验教师只有掌握计算机技术并充分利用好计算机及相应的系统，才能使实验教学和实验室的管理更加科学化、规范化，充分发挥实验教学在生物教育中的特殊作用。