信息技术与生物学科课堂教学的有效整合.docx

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信息技术与生物学科课堂教学的有效整合

信息技术与生物学科课堂教学的有效整合

【摘要】 本文从实践的角度出发阐述了目前信息技术在生物学教学中应用。

并针对目前生物学教学和信息技术中的一些误区，提出自己的看法：

信息技术应该是学生学习生物学知识的工具；应该适度使用多媒体和网络；整合不应该分层次。

【关键词】信息技术生物学教学教学模式课程整合

多媒体教学模式比较经济，只需要一台电脑和一台液晶投影就可以装备一间教室，比较适合我国的国情。

因此，多媒体教学模式是目前中小学应用最广泛的一种模式。

 运用这种多媒体系统进行生物学教学，不仅可以加强讲授内容的科学性、系统性、直观性和趣味性，而且可以轻松有效地突破各种生物学教学难点。

在生物学教学中的作用主要表现在：

1、刺激学生的多种感官，从而提高教学效率 多媒体组合，能通过多种渠道、多种方式，刺激学生的多种感官，使学生能利用多种感官分析器进行学习。

如用形象生动的图像信号吸引学生的视觉，用音响适中、悦耳精炼的语言信号吸引学生的听觉，特别是电教媒体的特技效果突破了信息传递中的时间和空间的限制，使学生能直观地看到宏观世界、微观世界、远方或过去的事物，使信息通道得到了无限的延伸和扩展。

 根据心理学关于学习比率、注意比率、记忆比率的研究表明：

人们学习，通过视觉获得的知识，占83％，听觉占11％；人们在学习时，使用视觉媒体，其注意集中力的比率为81．7％，使用听觉媒体为54．6％，前者比后者高得多；同样学习一份材料，让学生光听，三小时后能记住60％，采取光看，三小时后能记住70％，视听并用，三小时后能记住90％。

三天后，三种学习方法的记忆率分别为15％、40％、75％，视听并用的记忆率远远大于两者之和。

因此，在教学中，利用多媒体组合，能真正实现视听的完美结合,有效地提高学生的注意力、记忆力，从而提高教学效率。

2、改进信息的转换方式，从而提高教学质量 生物学知识，有的抽象性强，有的综合复杂，有的时空跨度大，难就难在这些知识信息不能直接被学生感知。

而利用多媒体计算机，可以把这些信息通过转换变成光、电、磁等信号，并以一种直观的形式，使事物真实地再现于课堂，让学生耳闻目睹、身临其境。

主要表现在下面三个方面：

（1）化微观为宏观：

由于条件的限制，学生不能够观察到一些生物学现象。

如：

噬菌体侵染细菌的实验，是要通过电子显微镜才能够观察到的，一般中学根本就没有这种条件，但我们使用多媒体系统来进行模拟，可以很清楚地说明侵染细菌的过程，使学生容易理解和接受，提高教学效率。

（2）化快速为慢递：

一些生物学现象是非常快速的，学生不容易观察。

这时，采用计算机动画技术，就能根据需要进行控制，可使图像化快速为慢速，甚至可以暂停下来。

如青蛙捕捉害虫，整个过程只有1/20秒，肉眼是看不清楚的，但用计算机模拟（图2），可以慢慢地播放出来，让学生观察清楚。

 运用多媒体计算机同样能够化慢为快，把持续几小时甚至几天的生物学过程在几分钟内播放出来，如花的开放过程、孟德尔遗传规律的解释等。

（3）化抽象为形象：

自然学科中的很多规律是抽象的，但往往是学习重点和难点所在。

学生在观察时，无法看到这些规律的变化和事物的演变，不利于教学。

如：

《光合作用》，主要让学生理解光合作用，即在太阳光的照射下，植物体内的叶绿体把根吸收的水分和从气孔吸进的二氧化碳，合成植物需要的养料，同时放出氧气的过程。

这一过程，对于学生而言，是很难想象和理解的。

而使用多媒体课件，可以帮助我们营造一个形象的光合作用过程，设计成一个动画，将这一个过程可视化、拟人化。

把叶绿体描述成一个“工厂”，水和二氧化碳是这个“工厂的原料”，当这些“原料”欢快地进入“工厂”加工后，出来的是“工厂的产品”：

氧气和养料。

学生通过这个贴近他们生活的动画，很快就能理解光合作用，认识光合作用对于植物的重要性。

这种学习方式，易被学生接受。

我们知道新课程理念要求教师要成为学生主动建构意义的帮助者、促进者，以及课堂教学的组织者、指导者，而不是课堂的“主宰”和知识的灌输者；要求学生主要通过自主发现的方式来进行学习，换句话说，在建构主义的学习环境下，“发现式教学”是学生掌握学科内容的最基本方法，也是最重要的一种教学策略。

利用网络资源能使学生在充分感知的基础上，实现视、听、思的有机结合，从而使知识能多层次、多角度、直观形象地展示于学生的面前，这样既活跃了课堂气氛，又大大提高了课堂效率。

网络教学在教学方法上，具有不拘一格的特点。

运用网络平台进行生物教学可以把多种教学方法，如直观教学、启发式教学、愉快教学和视听强化教学等紧密结合起来，从而达到启发学生主动思考，开发学生智力，提高学生多方面能力的教学目的。

在教学形式方面，网络教学具有灵活多变的特点。

那么，如何更好地在生物教学中实践新课程呢？

下面笔者谈谈在进行生物课改探究过程中，应用网络平台来进行生物教学时的几点体会：

一、利用网络的交互功能为生物的实验教学提供虚拟的实验空间，从而更好地培养学生的生物素养。

生物是一门实验学科，很多的教学内容离不开实验，需要通过实验进行验证，通过实验对培养学生的兴趣、观察能力、科学的思维和动手能力，从而提高学生的生物素养。

而培养学生的科学素养是新课程的基本任务，科学素养即对科学学习的正确态度、科学情感、探索自然的好奇心和求知欲、对事物作出各种解释和相关决策的能力。

每个学生都是天生的科学家，他们生来就对周围的世界，尤其是自然界中那些有生命的东西充满了好奇心。

例如，我在进行单细胞生物的网络教学时，讲到草履虫，学生就不停地问：

“老师，草履虫在一分钟内能分裂成多少个细胞？

草履虫为什么会分裂？

”像这样一些问题，课本上没有涉及到的，他们却想到了，可见孩子们的想象力与好奇心。

在讲到细胞学说的提出时，我从网上查找了施旺与施莱登两位生物学家的经历。

通过这些科学家的故事，培养了他们合作的精神。

在讲述生物与环境这一章节时，我要他们自己去发现身边的环境问题，并让他们讨论应该怎样处理这些问题。

我认为这样既可以锻炼他们的观察力，又可以培养他们的分析问题的能力。

但是，实际生活中很多的实验受到设备、场地、实验材料和实验隐藏的危险性等条件的制约而不能完成，很多的理论因缺乏实验基础而显得苍白、空洞。

网络环境为我们生物实验提供了一项强大的功能——虚拟现实。

它是由多媒体技术和仿真技术相结合而生成的一种交互式环境。

在这个环境中参与者可进行各种操作，并有亲身经历的“真实”感觉。

例如：

《观察细胞的分裂和生长过程》的实验，在中学实验室里无法进行，但通过网上点击浏览课前已经制作好的虚拟实验，在这个实验里，学生可以观察到细胞的分裂和生长的全过程，与真实的实验几乎一样，但是不用时间的等待。

学生可以对自己感兴趣的图像进行放大或缩小，还可以与其他学生进行交流。

这种虚拟实验可以重复操作，节约资源、避免实验过程中带来的不方便因素。

另外很多演示实验也可以通过信息技术模拟操作或网上下载。

例如：

“虚拟解剖青蛙”等等，这样可以巩固对学生的人文教育，爱护野生动物；同样也使生物教学化难为易，化繁为简，让学生易于接受，乐于接受，同时也培养了学生的创造力。

二、利用网络平台搜寻、生成和积累丰富、有趣、生动的资源和素材，为生物教学做好充分的课前准备。

教师在备课时，需要大量的相关教学内容的资料及信息。

在传统的教学中，这种资源主要是通过书本、图片和录像等有限的手段，向学生传输信息，这样的信息来源是非常有限的，并且缺乏灵活性、方便性和交互性。

而笔者在进行生物教学中，经常要借助现代教育技术向学生展示经过教师精心准备和制作的，图、文、声、像相结合的内容丰富的电子课件。

这令人兴奋的一切精彩内容，仅仅通过一根网线，就能够把完成的课件从教学资料中心和教学课件库直接调出读取，并传输到课堂。

同时，如有需要，还可通过上网到虚拟科学馆、生物园、图书馆查找有关的资料,将传统的课堂延伸到更为广大的网络课堂天地。

另外，从生物教学内容来看生物主要从微观和宏观两个方向来阐述生物的生命活动规律；从生物种类来看则主要讲述动、植物和微生物的生命活动规律。

很多的内容单靠详实的语言、几幅挂图、几个静态的模型是很难表达的。

学生反映生物内容抽象而枯燥，学习兴趣低。

如何让这些内容变得具体、直观、生动有趣呢？

这就要求有丰富的、高质量的素材来展示这些内容，创造内容的情境，激活学生的思维。

丰富的网络信息资源为生物教学带来了形式多样的、图文并茂的、声色俱全的素材。

如：

文本资料、图片、声音、视频和动画等。

笔者的做法是，在平时备课时打开电脑，点击相关网站，键入关键词，瞬息之间就有来自不同网站提供的信息置于眼前。

笔者从网络中得到大量文字、图像、声音、视频、动画、甚至三维虚拟现实等多方位信息，下载并进行去粗存精后用于教学和课件制作，使教学内容更加丰富，教学方法更加多样、更加灵活。

同时，通过电脑将教学资料和信息进行分门别类管理，便于在今后的教学中的利用，提高工作效率。

例如讲解“细胞”时，只要在收索引擎中输入“细胞”两个字，按回车键，几秒钟后关于细胞的文字资料、图片、动画等信息就出现在屏幕上。

这些丰富的素材拓宽了学生的视野，丰富了教学的内容，使微观的、抽象的内容宏观化、具体化。

这样，利用借助于网络进行教学大大地降低了原来教学的难度，使学生易于接受、掌握和感悟。

又如《血液循环》部分的关于血液循环途径的教学内容，原来要讲清楚这一节内容非常不容易，老师讲解得费力，学生也听得枯燥。

但现在笔者通过三维动画的模拟课件，以动态的形式向学生展示血液循环途径，血液的变化等，就使学生轻松地理解掌握了这部分的内容。

三、利用网络环境为学生的自主学习提供舞台、创造条件，真正做到“以学生为本”地加强生物直观性教学。

生物教学的直观性就是通过自然的实物、现象或它们的真实描绘物，如模型、挂图、图表、板图、幻灯、录像、电影等直观教具来增强学生的感性认识。

在生物网络教学中，可通过大量图形、图像（如电镜照片、显微照片）、动画（如细胞分裂过程的动画）、视频等多媒体素材加强直观性教学。

我们知道，在传统的教学中，教师是知识的传播者，是演讲者，教师是在教教材，而学生往往是被动的听，是听众，书本是学生唯一学习的世界。

但在网络环境下的教学新模式，教师是课程内容的设计者，学生学习的指导者和组织者，教师是在用教材教，学生由被动的接受变为主动意义的建构者，世界成为学生学习的书本。

在网络环境中的教与学，很多的知识不是老师苦口婆心地传授给学生的，而是学生通过上网收集信息，并经过信息处理和加工以后获得的。

例如：

笔者在教学“生物与环境”时，通过布置学生上网搜寻有关生态系统的资料，然后让学生归纳总结并进行网上交流。

学生通过上网不仅获得不同生态系统的文字资料和图片，还获得与生态系统相关的知识，例如：

目前生态系统的状况，遭到哪些因素的破坏，政府或有关部门采取哪些措施，如何改进等等。

这样的做法极大地丰富了学生的知识面，无形中还对学生进行了深刻的思想教育。

另外，利用网络教学对同一课的教学可针对发展不同的学生进行分层次教学和个别辅导，让所有的学生都参与到学习中并各有所得，使不同的学生得到不同的发展。

例如：

笔者首先在备课时就注意对基础较弱的学生或学习有困难的学生注重知识的趣味性；对于基础一般的学生注重完成教学目标；对于基础较好的学生注重知识的延伸。

并且预先把课题内容设计成不同层次的子课题让学生自主选择、自主探究、并自主完成预期目标。

在上课时，笔者只要进行必要的辅导和点评即可。

其次笔者通过制作形式多样的课件让学生通过上机操作如：

拼图、填图、连线、画图、实验设计、游戏、网上讨论、交流等，让学生通过操作过程使学生获得成功的体验和合作的乐趣，同时培养了学生的创新精神和团队合作精神，加强了学生学习的直观性、主动性与积极性。

四、鼓励学生利用网络进行课外研究性学习，让学生真正学会学习、学会思考。

由于在网络教学中，可以轻易地进行师生之间、学生与学生之间的互动，共同对学习内容考察、协商、辩论、解决和网上批改作业等等。

而且在教师有序的组织和引导下，师生一起学习、讨论和交流，共同建立起学习群体并成为其中的一员。

在这样的群体中，共同对学习内容考察、协商、辩论，学生可以在学习的过程中，根据自己的能力自主学习，讨论等，对所学内容中，有不明白或不太好懂的，可以反复调看。

学生还可以带着问题，通过自己的电脑与网络中心的服务器连接，随着手指轻松的点击，上网到虚拟科学馆、生物园、图书馆查找有关的资料，探讨、研究和解决问题。

这样，学生可以根据自已的爱好和知识水平选择学习内容、确定学习步骤。

而如果学生缺乏学习新知识的基础知识，则可以选择先学习准备知识，再循序渐进地进行学习这种方式。

这样的学习氛围充分地体现了学生的学习主体性，真正让学生学会了学习、学会了思考。

另外，学生还可以对某个学习过程中的疑难问题在网络上进行讨论，畅所欲言，各抒已见，这样学习者群体（包括教师和每位学生）的思维和智慧就可被整个群体所共享。

这种浓厚的研究性学习方式培养了学生以探讨为主、多样化、个性化的多种学习行为。

在进行《光合作用》这一节的教学时，我们让学生利用课余时间在网络环境下进行研究性学习，以对这一节内容有更深层次的理解和感悟。

学生在网络环境下进行课外研究性学习时，一个个兴趣盎然，忙得不亦乐乎，教学成果出人意料，学生不但找到了光合作用发现的历史，弄清了光合作用的过程和产物、影响光合作用的因素、光合作用与生态平衡的关系，还用丰富的实例印证了光合作用的重要性，如：

发展农业生产，解决能源危机，改善人类的生态环境等，并对如何合理有效地利用光合作用提出了学生自己很好的建议和设想。

研究性学习中充分利用网络资源不仅能有效激发学生的学习兴趣，培养学生运用生物知识的能力，还能培养学生的竞争意识和创新精神。

传统的生物课外活动组织学生开展与生物有关的集体实践活动，常常受到条件的制约如：

天气，人数、资金等。

而网络环境为生物的课外研究性学习提供了丰富的形式。

例如：

通过网络进行环境污染、生态平衡等方面的社会调查；通过网上收集资料制作生物电子报、网页、电子贺卡、编写生物小论文、设计实验等，开展创新活动和奥林匹克竞赛试题下载等。

学生可以在网上传阅作品、交流和评价用品。

通过网络环境进行课外研究性学习和创新活动不仅节约时间，减少了人力和物力的投入，而且丰富了活动内容，扩大了活动范围，

网络教学是适应社会人才培养的一种新型教学形式，具有传统课堂教学没有的优势，特别适合培养学生的自主学习能力、创新能力以及与其他人协作的能力。

生物网络教学既能支持学生的个别化学习、满足学生个体差异性的需要，又能对协作学习给予适当的支持，有利于培养学生的创造性思维；生物学网络教学能够提高学生学习生物学知识的兴趣，调动学生学习的积极性，提高学习效率，有助于以直观的方式促进学生对生物学概念和原理的意义建构。

网络环境下的生物课堂教学是目前正在积极探索的一个重要课题，需要我们共同去尝试和总结。