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信息技術(shù)與生物學(xué)教學(xué)模式的結(jié)合
【摘 要】 本文從實(shí)踐的角度出發(fā)闡述了目前信息技術(shù)在生物學(xué)教學(xué)中的三種基本模式：多媒體演播模式；交互模式；多媒體網(wǎng)絡(luò)模式，對(duì)每種模式的應(yīng)用方式配上課件和實(shí)例進(jìn)一步加以說(shuō)明。并針對(duì)目前生物學(xué)教學(xué)和信息技術(shù)中的一些誤區(qū)，提出自己的看法：信息技術(shù)應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的工具；應(yīng)該適度使用多媒體和網(wǎng)絡(luò)；整合不應(yīng)該分層次。
【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù) 生物學(xué)教學(xué) 教學(xué)模式 課程整合
以多媒體計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為代表的信息技術(shù)在中學(xué)教學(xué)中越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。多媒體計(jì)算機(jī)具有良好的交互性，能夠處理多樣化的信息（包括文字、聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)等）；網(wǎng)絡(luò)能夠給學(xué)習(xí)者提供豐富的資源，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)具有時(shí)空不限性，Internet能夠讓學(xué)習(xí)者隨時(shí)上網(wǎng)學(xué)習(xí)。利用傳統(tǒng)教學(xué)手段是難以實(shí)現(xiàn)這一切的。信息技術(shù)正在給教學(xué)帶來(lái)一場(chǎng)革命性的變革。生物學(xué)教學(xué)非常注重直觀，多媒體技術(shù)集動(dòng)畫(huà)、圖像、音樂(lè)等媒體于一體，能夠更加有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)的直觀性。而網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)又能夠培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神、探究能力，無(wú)疑對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)能力是非常有利的。如果我們?cè)谏飳W(xué)教學(xué)中合理使用信息技術(shù)，將大大提高學(xué)生的素質(zhì)。為此，我們從1998年開(kāi)始開(kāi)展了“基于信息技術(shù)的生物學(xué)教學(xué)模式”的研究，下面將我們的經(jīng)驗(yàn)和思考整理成文，與大家共同討論，以起到拋磚引玉的作用。
一、 信息技術(shù)在生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的三種模式
�。ㄒ唬┒嗝襟w演播模式這種教學(xué)模式還是一種以教師講，學(xué)生聽(tīng)為主的學(xué)習(xí)方式，在課堂中，教師借助多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向?qū)W生傳授知識(shí)，大量采用講授法和談話法進(jìn)行教學(xué)，因此這種教學(xué)模式基本上是傳統(tǒng)教學(xué)的延伸。
多媒體教學(xué)模式這種多媒體系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)，只需要一臺(tái)電腦和一臺(tái)液晶投影就可以裝備一間教室，比較適合我國(guó)的國(guó)情。因此，多媒體教學(xué)模式是目前中小學(xué)應(yīng)用最廣泛的一種模式。 運(yùn)用這種多媒體系統(tǒng)進(jìn)行生物學(xué)教學(xué)，不僅可以加強(qiáng)講授內(nèi)容的科學(xué)性、系統(tǒng)性、直觀性和趣味性，而且可以輕松有效地突破各種生物學(xué)教學(xué)難點(diǎn)。
在生物學(xué)教學(xué)中的作用主要表現(xiàn)在：
1、 刺激學(xué)生的多種感官，從而提高教學(xué)效率多媒體組合，能通過(guò)多種渠道、多種方式，刺激學(xué)生的多種感官，使學(xué)生能利用多種感官分析器進(jìn)行學(xué)習(xí)。如用形象生動(dòng)的圖像信號(hào)吸引學(xué)生的視覺(jué)，用音響適中、悅耳精煉的語(yǔ)言信號(hào)吸引學(xué)生的聽(tīng)覺(jué)，特別是電教媒體的特技效果突破了信息傳遞中的時(shí)間和空間的限制，使學(xué)生能直觀地看到宏觀世界、微觀世界、遠(yuǎn)方或過(guò)去的事物，使信息通道得到了無(wú)限的延伸和擴(kuò)展。 根據(jù)心理學(xué)關(guān)于學(xué)習(xí)比率、注意比率、記憶比率的研究表明：人們學(xué)習(xí)，通過(guò)視覺(jué)獲得的知識(shí)，占83％，聽(tīng)覺(jué)占11％；人們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)，使用視覺(jué)媒體，其注意集中力的比率為81．7％，使用聽(tīng)覺(jué)媒體為54．6％，前者比后者高得多；同樣學(xué)習(xí)一份材料，讓學(xué)生光聽(tīng)，三小時(shí)后能記住60％，采取光看，三小時(shí)后能記住70％，視聽(tīng)并用，三小時(shí)后能記住90％。三天后，三種學(xué)習(xí)方法的記憶率分別為15％、40％、75％，視聽(tīng)并用的記憶率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩者之和。因此，在教學(xué)中，利用多媒體組合，能真正實(shí)現(xiàn)視聽(tīng)的完美結(jié)合,有效地提高學(xué)生的注意力、記憶力，從而提高教學(xué)效率。
2、 改進(jìn)信息的轉(zhuǎn)換方式，從而提高教學(xué)質(zhì)量生物學(xué)知識(shí)，有的抽象性強(qiáng)，有的綜合復(fù)雜，有的時(shí)空跨度大，難就難在這些知識(shí)信息不能直接被學(xué)生感知。而利用多媒體計(jì)算機(jī)，可以把這些信息通過(guò)轉(zhuǎn)換變成光、電、磁等信號(hào)，并以一種直觀的形式，使事物真實(shí)地再現(xiàn)于課堂，讓學(xué)生耳聞目睹、身臨其境。
主要表現(xiàn)在下面三個(gè)方面：
�。�1）化微觀為宏觀：由于條件的限制，學(xué)生不能夠觀察到一些生物學(xué)現(xiàn)象。如：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，是要通過(guò)電子顯微鏡才能夠觀察到的，一般中學(xué)根本就沒(méi)有這種條件，但我們使用多媒體系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行模擬，可以很清楚地說(shuō)明侵染細(xì)菌的過(guò)程，使學(xué)生容易理解和接受，提高教學(xué)效率。
（2）化快速為慢遞：一些生物學(xué)現(xiàn)象是非�？焖俚�，學(xué)生不容易觀察。這時(shí)，采用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)，就能根據(jù)需要進(jìn)行控制，可使圖像化快速為慢速，甚至可以暫停下來(lái)。如青蛙捕捉害蟲(chóng)，整個(gè)過(guò)程只有1/20秒，肉眼是看不清楚的，但用計(jì)算機(jī)模擬，可以慢慢地播放出來(lái)，讓學(xué)生觀察清楚。運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)同樣能夠化慢為快，把持續(xù)幾小時(shí)甚至幾天的生物學(xué)過(guò)程在幾分鐘內(nèi)播放出來(lái)，如花的開(kāi)放過(guò)程、孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的解釋等。
�。�3）化抽象為形象：自然學(xué)科中的很多規(guī)律是抽象的，但往往是學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。學(xué)生在觀察時(shí)，無(wú)法看到這些規(guī)律的變化和事物的演變，不利于教學(xué)。如：《光合作用》，主要讓學(xué)生理解光合作用，即在太陽(yáng)光的照射下，植物體內(nèi)的葉綠體把根吸收的水分和從氣孔吸進(jìn)的二氧化碳，合成植物需要的養(yǎng)料，同時(shí)放出氧氣的過(guò)程。這一過(guò)程，對(duì)于學(xué)生而言，是很難想象和理解的。而使用多媒體課件，可以幫助我們營(yíng)造一個(gè)形象的光合作用過(guò)程，設(shè)計(jì)成一個(gè)動(dòng)畫(huà)，將這一個(gè)過(guò)程可視化、擬人化。把葉綠體描述成一個(gè)“工廠”，水和二氧化碳是這個(gè)“工廠的原料”，當(dāng)這些“原料”歡快地進(jìn)入“工廠”加工后，出來(lái)的是“工廠的產(chǎn)品”：氧氣和養(yǎng)料。學(xué)生通過(guò)這個(gè)貼近他們生活的動(dòng)畫(huà)，很快就能理解光合作用，認(rèn)識(shí)光合作用對(duì)于植物的重要性。這種學(xué)習(xí)方式，易被學(xué)生接受。
（二）交互模式交互性是指CAI通過(guò)學(xué)習(xí)者（學(xué)生）與計(jì)算機(jī)之間的直接對(duì)話，從而形成一種積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。
交互模式在生物學(xué)教學(xué)中主要有以下4種應(yīng)用：
1 操練與練習(xí) 計(jì)算機(jī)逐個(gè)或一批批地向?qū)W生提出問(wèn)題，當(dāng)學(xué)生送入回答后，計(jì)算機(jī)判斷其正確情況，并根據(jù)學(xué)生回答的情況給予相應(yīng)反饋，以促進(jìn)學(xué)生掌握某種知識(shí)與技能技巧。計(jì)算機(jī)可以提供的練習(xí)方式有填空、選擇、填圖、配伍等。就提供了一個(gè)交互式的圖形組合題：學(xué)生就可以使用鼠標(biāo)把分散的魚(yú)的器官拼成一條完整的鯽魚(yú)。如果錯(cuò)誤，所拖動(dòng)的器官就會(huì)返回原來(lái)的位置，如果正確，就會(huì)給予鼓勵(lì)。
2 指導(dǎo) 包括呈現(xiàn)各種形式的教學(xué)材料（概念敘述、公式、規(guī)則、例子、說(shuō)明等）和提問(wèn)、回答與判斷反饋等各個(gè)方面。如視覺(jué)的形成就是這樣一個(gè)指導(dǎo)型課件，學(xué)生可以通過(guò)操縱鼠標(biāo)選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也可以選擇使用不同的透鏡來(lái)矯正視力，并根據(jù)計(jì)算機(jī)反饋回來(lái)的信息再?zèng)Q定學(xué)習(xí)進(jìn)程。
3 咨詢 在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生根據(jù)需要選擇一定的材料，并發(fā)出一定的指示，計(jì)算機(jī)根據(jù)學(xué)生給出的各種指令，顯示相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。如：獸類識(shí)別與檢索就采用了這種方式，根據(jù)欲識(shí)別動(dòng)物與條文相應(yīng)的特征，找到符合于該正反條文中的那一段，再依相符合條文后面所標(biāo)示的條文號(hào)繼續(xù)往下，點(diǎn)擊軟件提供相應(yīng)鏈接，直到最終找到該動(dòng)物的相應(yīng)名稱。
4 模擬 利用計(jì)算機(jī)模擬某些規(guī)律，產(chǎn)生各種與現(xiàn)實(shí)世界相類似的現(xiàn)象，供學(xué)生觀察，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)（發(fā)現(xiàn)）和理解這些規(guī)律與現(xiàn)象的本質(zhì)。這種模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的能力，成為發(fā)展較快的一種課件類型。如：虛擬青蛙解剖，學(xué)生可以用鼠標(biāo)代替解剖刀對(duì)青蛙進(jìn)行解剖，還可以調(diào)整角度進(jìn)行觀察。通過(guò)計(jì)算機(jī)可以反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有助于達(dá)到教學(xué)的目的。
�。ㄈ┒嗝襟w網(wǎng)絡(luò)模式多媒體網(wǎng)絡(luò)是指由教師機(jī)、學(xué)生機(jī)、服務(wù)器和控制臺(tái)聯(lián)網(wǎng)而成的個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)面的通訊。在教學(xué)過(guò)程中，教師除了可以向每臺(tái)學(xué)生機(jī)傳送教學(xué)信息之外，還可以通過(guò)教師機(jī)觀察每一臺(tái)學(xué)生機(jī)屏幕信息，以達(dá)到對(duì)教學(xué)的反饋和監(jiān)控；學(xué)生可利用教師設(shè)計(jì)的教學(xué)軟件自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中的問(wèn)題可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向教師或同學(xué)提問(wèn)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對(duì)話。
對(duì)于多媒體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生物學(xué)教學(xué)，我們主要采取三種方法：1支架式教學(xué)：支架原本指建筑行業(yè)中使用的腳手架，在這里用來(lái)形象地描述一種教學(xué)方式：兒童被看作是一座建筑，兒童的“學(xué)”是在不斷地、積極地建構(gòu)著自身的過(guò)程；而教師的“教”則是一個(gè)必要的腳手架，支持兒童不斷地建構(gòu)自己，不斷建造新的能力。支架式教學(xué)是以前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論為依據(jù)的。維果斯基認(rèn)為，在測(cè)定兒童智力發(fā)展時(shí)，應(yīng)至少確定兒童的兩種發(fā)展水平：一是兒童現(xiàn)有的發(fā)展水平，一種是潛在的發(fā)展水平，這兩種水平之間的區(qū)域稱為“最近發(fā)展區(qū)”。教學(xué)應(yīng)從兒童潛在的發(fā)展水平開(kāi)始，不斷創(chuàng)造新的“最近發(fā)展區(qū)”。支架教學(xué)中的“支架”應(yīng)根據(jù)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”來(lái)建立，通過(guò)支架作用不停地將學(xué)生的智力從一個(gè)水平引導(dǎo)到另一個(gè)更高的水平。
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