吴茂
溧阳市南渡高级中学 江苏省溧阳市 213300
摘要：高中生物教学过程中需要涉及到实验项目，有利于锻炼学生的动手操作能力。科学技术不断向前发展过程中，数字化技术领域愈发成熟，为了能够精简试验程序，运用数字化技术开展实验将是其未来发展的必然选择。通过生物数字化教学能够引导学生对生物知识进行探究，从而提升学生的创新能力。本文就高中生物开展数字化实践教学进行一系列的研究，希望能够对高中生物学科的进一步发展有所帮助。
关键词：高中生物；数字化；实验教学
引言
在生物教学过程中，加入实验项目能够有效培养学生的动手操作能力。另外在生物试卷上面，有关实验的问题占比较大，所以开展生物实验教学的意义重大。但是在传统的高中生物教学过程中，受应试教育以及高考压力的影响，教师和学生大都忽视生物教材当中的实验教学。在实验课上更多的是教师为学生演示实验步骤，学生没有太多的参与感，教学效果并不理想。但是素质教育的全面推行下，对实验教学提出了新的要求，为了能够有效提升生物实验教学的效果，教师可以引进数字化技术，从而引导学生自主探索实验过程，提高学生的动手能力。
一、当前高中生物实验教学过程中存在的问题
受课时要求、实验步骤、实验设备等多方面因素的影响，高中生物实验教学过程中一直存在着如下问题：
（一）依照教材要求开展实验教学
这样的实验教学通过学生自己动手去验证某些实验现象，表面上看上去调动了学生的学习积极性，但是由于一项实验当中涉及到的知识点较多、学生需要使用的化学试剂各种各样，再加上步骤较为繁杂，基本上整节课学生都在参照课本上的步骤去盲目进行实验。这一过程中学生基本没有独立思考的时间，全程都是书本上怎么要求便怎么执行，对于实验当中蕴含的原理无法体会，以至于学生进行到最后仍旧是一脸懵，很难达到预想的教学效果。
（二）先预习，再进行实验
这种方法对于一些学生来讲是有用的，但是由于某些实验步骤说明相对抽象，学生需要花费大量的课前预习时间进行解读。另外，由于每个人的学习状况大不相同，即便是提前预习了仍旧有大部分学生面对实验的时候无从下手，课堂教学质量仍旧无法提高。
因为这些问题的存在，不管是教师还是学生都普遍觉得实验动手操作的意义不大。一般来讲在实验教学过程中通常都是教师通过口述的方式，将实验的步骤讲解出来。从而使得学生能够解决试卷上面的问题，但是却削弱了学生的动手操作能力，学生大都只懂理论不懂操作。由于没有亲自去验证过实验，很有可能造成一旦问题当中某些条件发生改变，学生可能就不会答题了。
二、开展数字化实验教学的意义
（一）节省实验教学的时间，提高教学效率
引进数字化技术之后，方便学生及时获取更为精准的实验数据，从而节省学生在处理数据方面的所花费的精力。这样学生就可以花费更多的时间对实验过程进行精心设计，和同学之间对实验结果进行解读分析，有利于实现学生自主探究学习。
比如，在讲解有关呼吸作用和光合作用的知识时，在分析表格数据方面学生往往有些吃力。而通过数字化实验教学，学生借助氧气传感器以及二氧化碳传感器能够准确测出植物的呼吸作用和光合作用。通过亲自动手操作，并对实验数据进行收集整理，将数据生成的统计图进行探究，便能够有助于学生掌握呼吸作用和光合作用的数据化处理方法，从而有效提高解题速率。
（二）拓展生物实验的时间和空间，培养学生的专业素养
由于数字化实验便于操作，且学生能够直观地看到实验结果，从而给学生创建良好的学习环境，有利于培养学生的自主学习能力，对于自己感兴趣的话题去动手操作。学生可以根据生活中存在的问题，通过数字化技术的解读，去寻找解决措施，在动手实验过程中提高学生的学习能力，有利于培养学生的专业文化素养。
三、生物数字化实验所使用的设备
以往的生物实验过程中需要应用到许多的设备，而高中生物实验由于比较简单，一般来讲数字化设备总共分为四个。
传感器的应用能够将所需要测量的数据转化为可见的信息，并且这些信息会经历存储、处理、输出等一系列操作。一般来说传感器分为化学类和物理类两种。化学类传感器包括氧气浓度传感器、ph数值传感器等。物理类的传感器有心跳传感器、压强传感器等。在开展实验的过程中，选择合适的传感器，能够在一定程度上增加实验数据的精准性，节省实验时间。而传感器通常都需要和数据采集器一起搭配使用。
传感器所测出的数据需要借助数据采集设备将其显示出来，一般教师可以选用平面电脑作为数据采集设备。而数据采集设备又离不开数据分析软件。
当前已有的数据采集设备比如电脑，都会有自带的数据分析软件，如果不具备的话，可以在实验室的电脑当中重新下载安装一个。
另外数字化实验的进行并不能够脱离传统实验，在实验的过程中还需要试管、烧杯等这样的实验辅助装备。
四、生物数字化实验教学的具体教学实践
生物数字化实验教学的优势众多，我们就可以借助它去完成一些实验操作，比如说去探究过氧化氢的分解速率。影响它的因素有很多包括浓度、外界环境的温度、PH等，所以需要用实验去验证。
我们所需要的实验设备包括上述的传感器等数字化设备、试管等一系列辅助器材，还需要准备土豆块、萝卜块、过氧化氢试剂等一系列实验材料。
为了能够确定影响因素需要进行三次实验。首先将氧气传感器安装完毕，然后在实验容器当中倒入过氧化氢溶液，在容器里放入不同数量的土豆块，然后收集并分析氧气浓度数据。第二次的时候安装压强传感器装置。同样倒入过氧化氢试剂，放入土豆块，收集分析压强数据。第三次的时候安装压强传感器，然后进行分组分别去测试不同温度条件下，加入不同数量的溶液产生的变化，之后分析并记录压强数据。
实验结束之后，需要将数据分析得出的结论在全班面前展示，最后总结班级所有学生的实验结果，有助于学生对过氧化氢形成整体认知。
结束语
新课程教学改革不断推行过程中，对于教学质量和教学效率的要求不断提升。在高中生物实验教学过程中引进数字化技术，将是教学改革的必然选择。所以高中生活教师在开展实验教学过程中需要立足于文本内容将生物实验与数字化技术有机结合，从而提高教学效果。
参考文献：
[1]牛军锐.例谈数字化实验技术在优化高中生物实验教学中的应用[J].高考,2020(22):102.
[2]江楹华.浅谈数字化实验技术在生物实验教学中的应用[J].中学生物学,2019,35(06):30-31.