中美生物教学比较之蟾蜍解剖

周芷平 李丹

    生物是一门以实验为基础的学科,具有很强的实践性和科学的严谨性。生物实验是学好生物基础知识必不可少的环节,是通过组织学生解剖、观察引起思考而达到教育目标的活动。笔者在中国和美国都学习了“蟾蜍解剖”这一实验课,在此对两国实验教学的不同呈现方式以及特点作一些比较。
美国高中生物解剖课利用了虚拟实验技术,其教学具有如下优点。
      虚拟实验技术具有3个突出特性,即3I特性:交互性(Interactivity)、沉浸感(Immersion)、构想性(Imagination)。交互性,体现在利用图片和动画引导完成实验过程,引导学生参与交互练习;沉浸感,虚拟蟾蜍解剖过程,像一个网络游戏,其中最有特色的是利用核磁共振成像技术,制成数字蟾蜍模型,形成三维立体图像,让被解剖的蟾蜍在三维空间内按指定方向旋转,使学生能从不同角度观察蟾蜍的不同部位;构想性,体现在可以反复操作,还可以重新组装模型,检验学生对解剖知识的掌握程度。
      在虚拟条件下,排除了学生由于没有经验而操作错误带来的安全隐患;减少了由于操作时不小心破坏结构而导致的实验材料浪费;避免了难闻的气味和大量血迹等环境因素的影响。同时,学生可以任意操纵手中的“解剖刀”进行解剖,以观察蟾蜍的结构。
      借助中国的一句老话“金无足赤,人无完人”,美国的虚拟实验教学也存在缺点。在虚拟解剖实验过程中,对学生的大脑而言,只有视觉的刺激,而这种刺激的记忆储存时间是短暂的。实验整个过程像个游戏,虽然也能帮助学生记忆,但是远没有在真实的解剖实验中,视觉、嗅觉以及触觉三位一体同时刺激来得强烈、深刻。
      相比较而言,笔者在国内所上“蟾蜍解剖”实验课中,解剖了真实的蟾蜍,优点是真实的操作、教师耐心的指导为学生留下了深刻的印象;缺点是操作失误、错误难免会带来材料的浪费,而且实验室现场比较混乱,会有难闻的气味和蟾蜍的血迹等环境因素的干扰。
      笔者很幸运能够了解两个国家两种不同生物解剖实验的教学模式,对比学习了两种教学模式,得到如下启发。
      首先,我国的中学生物实验可引入虚拟实验室,不仅可以提供解剖实验视频,还能够让学生在计算机上操作实验过程,获得直观的感受,同时可以反复练习,巩固所学知识。
      其次,中学生物实验教学可以将实验室解剖与虚拟实验室教学结合起来,让学生在操作之前,利用虚拟实验室进行前期训练,熟悉实验内容和实验方法,然后再进行真实操作。实验后,还可利用虚拟实验室巩固复习。这样不仅可以提高实验完成质量,还可以节省实验材料。