浅谈在生物学教学中多媒体技术的整合

浅谈在生物学教学中多媒体技术的整合生物学是研究生物的形态、结构、生理、分类、遗传和变异、进化、生态的科学。生物学科的教学注重于宏观和微观两个方面,强调实验能力和科学素质的培养。而多媒体可以化静为动,化虚为实,化抽象为直观;能够拓宽课本知识体系,拓宽教学的时间和空间,拓宽和加深课堂学习的内涵和外延。因而,随着素质教育的深入开展,多媒体技术在中学教学尤其是生物学科的教学中越来越体现出其优越性。但是,在多媒体的使用过程中,我们也发现普遍存在下列几种不良现象:1)过分夸大了多媒体的效果,排斥传统的教学手段;2)为多媒体而多媒体的现象,即只是一种花瓶式的,仅供教师演示和比赛用的;3)只考虑多媒体在辅助教师教学中的作用,而忽视了其在帮助学生学习中的作用;4)只适于制作者或设计者个人使用,其他人则无法摆弄。5)将多种媒体的组合错解为多媒体,不了解多媒体本身的特征和功能。以上几种现象是当前中学教学中应当力戒的。如何解决?根据实践的经验,笔者认为,应当努力将多媒体技术与各学科教学整合起来。1多媒体技术和整合多媒体技术结合到教育中来讲,我们理解为它是现代教育技术的一种手段,是指以计算机为工具,运用现代教育理论和现代信息技术,借助声、像、图、文,通过人机交互对教与学的过程和教与学资源进行设计、开发、利用、管理和评价,以实现教与学的优化的理论与实践。所谓整合就是根据学科教学需要,充分发挥计算机的工具性功能,使计算机溶入学科教学中,从而提高教学质量,促进教学改革,培养具有创造能力和创新精神的21世纪中学生。整合并非是将计算机与所有学科结合,也不是用来解决教学中的所有问题,而是从实际出发,寻找最佳结合点,突出教学重点,解决难点,探索规律,启发思维。2多媒体技术与生物学科教学的整合首先我们要考虑的是在生物学科教学中如何选择多媒体,它有哪些依据呢?2.1根据学生的身心特点选择多媒体中学生正处于一个求知欲强,接受新鲜事物快的年龄时期,因而多媒体具有的声、光、电的综合刺激,能够激发学生的积极性,引起学生的注意。但心理学也表明,中学生的大脑皮层长时间处于高度兴奋状态,容易使身心疲倦;经常性地使用电脑,也容易使学生视力下降。因而,多媒体在生物课堂的使用,要注意两点:一是界面制作要平和自然,切忌花、艳、乱;二是一定要适时适度,切忌频繁滥用,否则其结果必然事与愿违。应用示例:中学生的空间想象力还不够,加上高中生物的部分与化学相关的内容接触较早,给教学和学生的学习也带来了麻烦。如“蛋白质的结构和合成”,通过多媒体模拟蛋白质的各种空间结构和其合成过程,学生轻而易举地理解了蛋作者单位:河南省新乡平原大学邮编453002收稿日期2004-09-22白质的多样性、多肽、肽键等概念及相互关系。2.2根据内容选择多媒体多媒体的设计是为了更好地解决在传统教学中不能或难以解决的问题。这就意味着并不是所有的生物课都能运用多媒体教学。多媒体作为教学的重要手段,要最大限度地发挥其作用与效益,其展示的知识内容必须与教材相适应,与学生的认知水平相适应。高中生物学中有很多内容是学生能够看得懂,或通过自学能够掌握的,或其社会实践和生活经验已经具备了的,或只需要教师作简单指导便能融会贯通的。这部分知识是根本用不着利用多媒体来进行教学的,否则就如同“画蛇添足”或者是“杀鸡用牛刀”。而象一些微观的现象或暂时观察不到的现象,我们可以通过多媒体来再现,为学生创设良好的学习环境,使学生能够一目了然。如《细胞的分裂》中有丝分裂、减数分裂、无丝分裂的过程,我们通过微机模拟,分步展示各个时期的变化特点和整个过程,使学生有直观的感受,而且通过三者的比较,能够熟练地把握三者之间的根本区别。再如《动物的个体发育》,它既微观,又不合时宜,我们模拟了一个池塘中蛙卵的发育为蝌蚪的过程,再通过录像显示蝌蚪的变态发育,使学生印象深刻。2.3根据实验性质选择多媒体生物学是一门以实验为基础的学科,在实验过程中可以培养学生的动手能力和观察能力,也是培养学生创新思维和创新能力的主要阵地。因则,我们认为,可以用实验展示的现象或实验本身一般是不适宜选用多媒体来替代的。即使要使用,也应该结合实验本身。如一些在课堂上无法完成的演示实验或现象,以及在现有的条件下无法完成的一些经典实验,则可以通过电脑模拟来实现,帮助解决问题。如:光合作用、呼吸作用的过程,噬菌体侵染细胞的实验、米勒实验等,通过多媒体的展示,能收到良好的效果。2.4根据课型选择多媒体新授课,一般根据以上几个原则来进行,主要是激发学生学习兴趣,突出重点,突破难点。复习课则可选择多媒体来扩大容量,浓缩教学内容,建立系统的科学认知体系,强化重难点。确定好使用多媒体后,主要的问题就是如何来设计和制作多媒体课件,才能最大限度地使多媒体技术与生物教学整合起来。3课件设计的思路和原则就目前来讲,课件设计的思路有两种:一种是以教师的“教”为中心的课件设计,这是当前多媒体在教学中应用的主要思路。其特点是以教师为中心,只强调教师的“教”,而忽视学生的“学”,我们简称为“辅”。用这样的课件进行课堂教学,学生参与教学活动的机会少,大部分时间处于被动接受状态,学生的主动性、积极性很难发挥,更不利于创造型人材的成长。在这里不作深入的探讨。另一种是以学生的“学”为中心的课件设计,这是多媒体技术与学科整合的要求,是新形势下素质教育的要求,也是未来占主导地位的设计思路。现代教育理论之一-建构主义学习理论强调以学生为中心,认为学生是认知的主体,是知识意义的主动建构者;教师只对学生的齐齐哈尔医学院学报2004年第25卷第11期·1281·意义建构起帮助和促进作用,并不要求教师直接向学生传授和灌输知识。可见在建构主义学习环境下,教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大的变化。其设计原则可以概括为:3.1明确以学生为中心要在学习过程中充分发挥学生的主动性和首创精神;要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识(将知识“外化”);要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案(实现自我反馈)。3.2强调“情境”对意义建构的重要作用我们应当创设一种与学习相联系的一定的社会文化背景,激发学生的联想思维,使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验,去同化和索引当前学习到的新知识,从而在新旧知识之间建立起联系,并赋予新知识以某种意义。3.3强调“协作学习”对意义建构的关键作用其目的是使学习者群体(包括教师和每位学生)的思维与智慧被整个群体所共享,即整个学习群体共同完成对所学知识的意义建构,而不是其中的某一位或某几位学生完成意义建构。打个比方,这就象你有一条信息,我有一条信息,交换一下每人就有两条信息。3.4强调对学习环境的设计即学习者利用各种工具和信息资源在其中进行自由探索和自主学习,从而达到自己的学习目的。3.5强调利用各种信息资源来支持教学即多媒体课件应当包含文字材料、书籍、音像资料以及Internet上的信息等,使学生有更为广阔的驰骋空间。3.6强调学习过程的最终目的是完成意义建构,而不仅仅是完成教学目标。4设计的方法与步骤4.1选择主题确定一个鲜明的可以用多媒体来表现的主题,能够充分发挥多媒体的作用,是其他教学手段所不能解决或不可能达到此效果的。如上文中所举例若干。4.2情境创设创设与主题相关的、尽可能真实的情境。如《环境保护》中,模拟出酸雨的现象及其危害,使学生有身临其境之感。4.3信息资源设计确定学习本主题所需信息资源的种类和每种资源在学习本主题过程中所起的作用。对于应从何处获取有关的信息资源、如何去获取以及如何有效地利用这些资源等问题,如果学生有困难,CAI系统应给以适当的帮助。如笔者制作的《基因革命》中,通过课本相关知识、相关新闻报道、最新科技发展等内容的汇集,让学生对基因研究带来的革命从多方位多角度去了解和掌握,使课本内容得到深化;同时给出“搜索”功能,让学生自主地从网上获取相关知识和信息。4.4自主学习设计课堂上在明确目的之后,给学生20～30min的时间进行自主学习。通过问题的设置使每个学生有自己的任务,学生可以随意地进入任何一种环境下进行学习,可以针对任何问题进行研究,并提出自己的观点。4.5协作学习环境设计在个人自主学习的基础上开展小组讨论、协商,以进一步完善和深化对主题的意义建构。整个协作学习过程均由CAI课件通过“在线交流”、“留言版”、“聊天室”等组织引导,讨论的问题皆由CAI系统提出或由学生自由提出,协作学习环境的设计应包括以下内容:1)能引起争论的初始问题。如《基因革命》中问“目前科学家研制出治疗艾滋病的药物是根据抑制逆转录酶的活性的原理。随着科技的发展,你还有更好的根治方法吗?”2)能将讨论一步步引向深入的后续问题。如根据疯牛病的有关知识,再问“根据你所了解的知识或现象,你认为课本上的中心法则已经完整地表达了遗传信息传递的过程了吗?”从而引导学生进一步考虑中心法则中遗传信息传递的过程,培养学生的创新思维和首创精神。3)多媒体系统要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上(即最邻近发展区)通过提问来引导讨论,切忌直接告诉学生应该做什么(即不能代替学生思维)。4.6强化练习设计精心挑选本主题中既反映生物学基本概念、基本原理又能适应不同学生的要求的练习,以便通过强化练习纠正原有的错误理解或片面认识,最终达到符合要求的意义建构。可以采用抢答竞赛的方法进一步激发学生的积极性或通过数据库进行统计分析。5生物教学中多媒体课件设计平台根据生物学自身的特点,可以采用以下四种平台:5.1Authorware是当前生物课件制作的主要平台。主要用于集成录像、动画等avi、mpg文件和声音wav文件,并能控制avi文件播放;具有一定的交互作用,可以演示拖动图片、文字等,可以通过函数调用外部程序。生物学中的《光合作用》、《呼吸作用》、《动物的个体发育》、《细胞分裂》、《基因控制蛋白质的合成》等可以用它来集成。5.2PowerPoint主要用于演示类。有统一的界面格式,也可以自创。能通过超连接调选所需要的文件进行播放。生物学中可以用它来介绍一些科学史实,简单的实验过程、生活现象等。5.3Flash主要用于gif动画的制作,也可以直接以swf文件成为独立的课件。但修改较为麻烦,且无集成功能。生物学中一些二维状态的渐变动画(如《植物的个体发育》、《酸雨》、《无丝分裂》等)可以由它来制作,特点是界面美观,渐变过程清晰。5.4FrontPage和Dreamweaver主要用于网页制作。可以直接连上Internet,通过超连接的方式进行随意跳转;可以展示gif动画,或下载所有需要的材料(包括文字、音乐、图片、录像、动画等)或在线直播;可以通过查询的方式找到自己所需的资料;也可以通过外调的形式在当前窗口中显示各类exe文件或动画、录像等。生物学中主要用它来显示文本内容较多的知识,提供一个广阔的学习环境和资源。网络的应用将是未来生物教学发展的方向。6注意事项6.1操作性要强,在适当的时候应有适当的操作提示。6.2交互性要强,要能任意地进入各个环节,便于人机交互。6.3使用时要适可而止,留有空间,使学生能够充分展示自已的思维和想象。我们相信,在认真分析生物学知识内容的基础上,着力于从学生的学出发,恰到好处地运用多媒体的诸多功能,真正实现多媒体技术与生物学科的整合,必然带来学生学习效率的提高,也必然会使学生的创新思维和能力得到充分的发展。浅谈生物教学中多媒体技术的运用杨梅生物学是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。在义务教育初中阶段，生物学科的教学同时注重宏观和微观两个方面，强调试验能力和科学素质的培养。而多媒体可以化静为动，化抽象为直观；能够加强知识的生动形象性，拓展课本的知识体系，拓宽和加深课堂学习的内涵和外延。因而，随着新一轮课程改革的全面推开，多媒体教学在中学教学尤其是生物学科的教学中越来越体现出其优越性。但是，在多媒体的使用过程中，也普遍存在下列集中不良现象：①只考虑多媒体在辅助教师教学中的作用，而忽视了其在辅助学生学习中的作用；②为了用多媒体而用多媒体的此现象，即仅供教师演示