初中生物教学论文模拟实验论文：初中生物教学中模拟实验
及其开发利用
１． 模拟实验的含义及方法
所谓模拟实验， 是指在研究工作中, 由于在研究对象上不能或不允许进行实际实验，为了获得对研究对象的认识， 根据已知的事实、经验和一定的科学理论，设计和构想出研究对象的模型， 通过对模型的实验，以获取研究对象的信息和数据，这种实验就叫模拟实验。模拟实验是根据相似性原理，用模型来代替研究对象。这种实际存在的研究对象叫“原型”,而模拟的“替代物”叫“模型”。在实验研究中，实验手段只直接作用于模型，而不直接作用于原型。由此可见，模拟实验是将模型实验的结果类推到原型上去，以揭示研究对象的本质和规律的一种研究方法。模拟实验大致可分为计算机模拟实验和真实模拟实验。前者是一种虚拟实验, 利用多媒体计算机的优势, 把一些抽象的、现实中不易或不可能观察到的一些生物学现象模拟出来。后者是指在实验的过程中, 通过原理替代的思想或通过小品的形式, 借助某种模型实体来模拟一些生物学中的复杂现象。如模拟血型的鉴定, 模拟酸雨对植物生长的影响, 模拟探究生男生女的机会,模拟保护色的形成过程，模拟嫁接等。本文探讨的模拟实验主要是指后者。
2． 模拟实验在初中生物教学中的作用
从实验形式上看，模拟实验似乎不是“实验”，它的操作过程就像是发生在人们日常生活中的一件事情那样平平常常，只不过是让学生做游戏，或者作手工劳动而已。正是如此，有关调查数据显示也表明目前有许多老师与学生对于新增的模拟实验存在着严重的认识不足。他们普遍认为模拟实验在初中生物教材中分量小，可做可不做；就是做也不会严格按照探究实验的步骤去做，顶多作为增加学生兴趣的游戏来处理。然而不做模拟实验或是仅将其作为游戏来处理是否就妥当? 非也。众所周知，一切生命物质的变化，不仅受自身各种因素的影响，同时还受外界周围环境诸因素的制约，许多现象、规律是很难直接表示的。而说说、看看已经不能满足学生的探究欲望，更不符合新课标中“倡导探究性学习”的理念。模拟实验恰恰能把复杂的实际问题转化为理想的简单问题，使它保留并突出决定事物本质属性的主要因素，排除次要和偶然因素的干扰，达到应有的目的。比如：要认识肺换气的过程,可以用玻璃钟罩、橡皮膜、气球等制成的胸廓模型来模拟演示。学生通过模型观察到由于人体胸廓的运动带来肺的收缩和扩张。在此感性认识的基础上, 运用物理学知识分析得出肺的扩张是由于胸廓扩大后肺内气压小于外界大气压,而胸廓的运动缘于膈肌和肋间肌的共同作用。最后经过归纳总结、抽象和概括, 形成呼吸运动的原理性知识。又如,关于生男生女机会均等的知识, 教师可以
用围棋棋子( 表示生殖细胞) 置于两个布袋中, 让学生模拟随机受精过程( 一个学生从装有“精子”的袋中随机摸出一粒 “精子”, 另一个学生从装有“卵子”的袋中摸出一粒 “卵子”, 放在一起代表受精卵内含有性染色体的种类) 。这样将学生难以理解的， 教师用其他手段难以解释的生命现象通过此模拟实验简单明了地揭示给了学生。
在义务教育生物课程教材中不乏模拟实验资源，可以挖掘利用。如小肠绒毛结构模型的制作，探究鱼鳍在游泳中的作用等。教师在生物学教学中运用“模拟实验法”教学，可以使学生了解和体验科学家进行科学研究的基本过程和方法，有利于培养学生的科学素养，有效地克服了教师“满堂灌”的现象，有利于学生主体的参与。因此，在我们的教学工作中，模拟实验作为实践教学的一个有用的辅助教学手段，是一个值得我们教学工作者认真研究的一个新课题。
3． 模拟实验在初中生物教学中的开发
在生物教学中，实验能为学生提供生动的感性材料，说明学生认识自然规律，理解抽象知识，也为逻辑推理所获得的结论作出检验。课堂教学的特殊条件、特殊需要和特殊对象，往往会使模拟实验得以发挥其独特的优势， 成为原型直接实验的重要补充。 因此，在中学生物教学中，我们应开动脑筋，积极开发模拟实验。例如：
（1）模拟吸烟的实验，探究吸烟的危害
目的：通过探究烟草中有害物质对梭眼虫活动的影响，理解吸烟 对人体的危害。
材料器具：显微镜、载玻片、吸管、小可乐瓶、玻璃管、橡皮胶塞、塑料管、漏斗、注射器、玻璃胶、无滤嘴和有滤嘴香烟、脱脂棉、打火机。
方法步骤：
①设计实验装置，主要是利用小可乐瓶等制成可抽气的装置（作呼、吸用），并通过塞有脱脂棉的管子，完成“主动吸烟”和“被动吸烟”动作。装置如图1。
②点燃香烟，模仿主动吸烟。在下密封室，以脱脂棉代替过滤嘴收集烟雾；点燃香烟，模仿被动吸烟。在上密封室，以脱脂棉代替过滤嘴收集烟雾。将棉花上的污物分别溶于5ml 水中。
③取梭原虫（眼虫的一种）培养液一滴，滴在载玻片上。盖好盖玻片，放在显微镜下观察。记录梭原虫的游动。滴上一滴上密封收集的污物，观察并记录梭原虫的游动。
④重复③，仅改滴下密封室收集的污物。 讨论：
①比较上下两块棉花的外观，注意沉积物的外观是否不同？
②连续吸两支烟后，比较上下气室的棉花，是否如制造商所言还有过滤作用？
③比较梭原虫营养液中未加油污的游动情况。 评析：此项模拟实验操作比较简单，很直观地观察到吸烟过程中产生的焦油，使学生认识吸烟危害身体健康。
4． 模拟实验的改进
在“模拟血型鉴定”的实验中，教材中提供的材料是，模拟“a型血”(铅)，“b型血”(氯化钡)，“o型血”（蒸馏水)，“ab型血”(上述“a型血”和“b型血”等量混合)和“a型血清”(银)，“b型血清”(碘化钠)。其中的重金属容易造成环境污染。鉴如此，在改进的实验中可用红糖水替代银，碘液替代碘化钠，淀粉溶液替代铅，豆汁替代氯化钡。具体见表l。
