淺談生物學科與信息技術的有效整合

1、精品資料推薦淺談生物學科與信息技術的有效整合摘要：將素質(zhì)教育的理念與信息技術相融合，推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的有效整合，是基礎教育課程改革的重要環(huán)節(jié)。文章從信息技術整合的背景，信息技術與生物學科整合的可能性、意義以及如何整合、整合的問題進行了闡述。關鍵詞：整合有效信息技術生物學科信息將素質(zhì)教育的理念與信息技術相融合，推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，是基礎教育課程改革的重要環(huán)節(jié)。從教學手段上來看，信息技術在各科教學中的應用起到很大作用。如何利用信息技術的優(yōu)勢，構建和諧課堂，使之與生物教學有效整合，既能更好地達到生物教學的目的，又

2、能使學生愉快地參與學習，在生物教學中顯得尤其重要。本文試圖從理論和實踐上對信息技術與生物學科的有效整合進行探討。一、整合的背景隨著網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，使我們步人一個嶄新的時代，即E時代。E-learning概念也應運而生。美國教育部教育技術辦公室在2000年底提出了“把世界教育放到每一個兒童的指間”的“信息化學習”和“信息化教育”計劃。以前的“教育技術”、“電子教育”、“教育現(xiàn)代化”等概念，都被“信息教育”、“教育信息化”所取代。2000年10月，我國教育部在“全國中小學信息技術工作會議”上提出：從2001年開始，用5-10年的時間，在中小學普及信息教育技術，以信息化帶動教育的現(xiàn)代化，實現(xiàn)我國

3、基礎教育跨越式的發(fā)展。教育信息化三個基本任務：a、“校校通”工程；b、中小學開設信息技術必修課；c、推進信息技術與學科教學的整合。二、信息技術與生物學科整合的可能性信息技術與生物課程整合的可能性應從信息技術、生物學科的特點出發(fā)，還要尋求支撐的理論依據(jù)。1 .信息技術的特點：資源的海量化，形式的多樣化，活動的交互性，學習的主動性，這些特點決定了學習主體進行自主選擇、探究。2 .生物學科本身的特點：研究對象的生動和豐富性：生物及其環(huán)境的聲、形、色等可用圖片，電影和動畫以充分展現(xiàn)；實驗科學，對于一些宏觀和微觀的實驗，如生態(tài)學、分子生物學，可以憑借信息技術再現(xiàn)。三、生物教學與信息技術整合的意義使教學內(nèi)

4、容的呈現(xiàn)方式多樣化，對生物教學來說，這一變化的作用主要有以下幾方面：1. 利用信息技術，變革教學內(nèi)容呈現(xiàn)方式，多渠道刺激學生的感官信息技術可提供多種媒體的刺激，有利于知識的獲取和保持。教學手段的新穎性、多樣性和趣味性能夠引起學生的注意，能激發(fā)學習動機，提高學習的積極性。它還可以引起有意注意和無意注意的相互轉(zhuǎn)化，使學習變得自然，為掌握知識創(chuàng)造有利的條件。教學中通過多媒體組合教學手段，能把教學內(nèi)容化繁為簡，以虛為實，變抽象為具體，解決教學的重點難點。并且學生通過對大量具體材料的觀察、對比、分析、綜合，有利于對比較復雜抽象知識的理解，也培養(yǎng)了抽象概括的能力。以視聽為主體的現(xiàn)代化教學手段能提供鮮明生動

5、的形象，輔之語言的有機配合，使學生的多個感官協(xié)同活動，有利于左右腦的相互促進，兩種思維的互補，對輸入知識信息記憶長久而牢固。2. 信息技術與學生學習方式的變革學習過程是人腦對外部刺激進行綜合、分析獲取有效信息的過程，這與多種感官接受的刺激密切相關。人腦的各種思維活動都是在特定的刺激下產(chǎn)生的，多媒體計算機技術可以實現(xiàn)顏色、光、聲音、形象、動作等多種刺激，并可任意組合，特別是利用計算機模擬和再現(xiàn)各種生命現(xiàn)象等，有利于激活大腦的思維活動，利于學生產(chǎn)生直覺思維。信息技術可以有助于實現(xiàn)分層次教學、個別化學習，為每個學生提供可選擇的學習內(nèi)容、時間和空間；還可作為學生自主學習的重要工具；信息技術網(wǎng)絡特性更有

6、利于實現(xiàn)學生的協(xié)作式學習。人類學習的動力是出于生存本能的需要和好奇心。而通過信息技術可以創(chuàng)作一些生物游戲、引人入勝的生物環(huán)境或發(fā)人深省的生物奇聞，讓學生參與其中，這必將變學生的被動學習為主動學習。同樣，我們可以通過電腦網(wǎng)絡，給學生鏈接好學習的網(wǎng)址，讓學生上網(wǎng)學習相關生物知識。學生們在這種新型的學習環(huán)境中，心態(tài)極其放松，思維非?；钴S，同學們可以根據(jù)所遭遇的環(huán)境隨心所欲地發(fā)散自己的思維，在想象的空間里自由馳騁。3. 信息技術與教師教學方式的變革信息技術可以作為準備教學的重要工具，從而提高教師的工作效率和質(zhì)量；信息技術有助于教師創(chuàng)設更生動、逼真的問題情境，引導學生進入自主學習狀態(tài)；信息技術還有利于提

7、高教師呈現(xiàn)教學內(nèi)容的質(zhì)量和效率；還可作為教師總結教學經(jīng)驗的工具。利用信息技術參與生物教學必須根據(jù)教學目標和教學對象的特點，通過教學設計，合理選擇和運用現(xiàn)代教學媒體，并與傳統(tǒng)教學手段有機組合，共同參與教學全過程，以多種媒體信息作用于學生，形成合理的教學過程結構，從而達到最優(yōu)化的教學效果。多媒體技術運用在有限的課堂時間內(nèi)，使學生明顯地感受知識有新的拓展，信息量有新的增大，學習收到了事半功倍的效果。通過創(chuàng)設情境，發(fā)揮學生主體作用，營造一種輕松、愉快、適度緊張的課堂氣氛，提高教學的質(zhì)量和效果。另外，教師可利用多媒體做好課堂教學的復習、呈現(xiàn)、操練、自由交際等工作，使多媒體所能提供的圖像、影片、提示語和背

8、景音樂等能發(fā)揮充分作用。利用課件制作一系列有針對性的練習，是傳統(tǒng)練習方法不可比擬的。它的最大優(yōu)點在于化單一思維為多向思維，化抽象為具體，通過帶娛樂性的練習，能輕松鞏固已學知識，從而切實激發(fā)學生的學習興趣。比如在練習中編制各種形式的選擇題、填空題、是非題等，由軟件來判斷學生解答的正確與否，根據(jù)練習的情況，自動調(diào)整試題的難度及給予必要表揚鼓勵等，這樣節(jié)約了時間，加大了練習的密度，使得課堂的40分鐘得以充分運用。4. 拓寬信息來源，增大信息量“整合”使教學內(nèi)容不再局限在教科書內(nèi)，大量信息來源于教科書之外，如光盤、數(shù)字化圖書館等，特別是通過internet可以到任何一個網(wǎng)站上查詢和搜集所需要的信息，可

9、以下載網(wǎng)上有關生物的影視信息在課上播放，并可及時將生命科學、技術的最新研究成果和發(fā)展動態(tài)補充為課程內(nèi)容。5. 信息技術與創(chuàng)設虛擬場景建構主義學習理論認為，知識是學習者在與情境的交互作用過程中自行構建的。因此，情景化學習在生物課程中特別受到關注。利用多媒體計算機可以通過3DmaxE維動畫技術、flash二維動畫技術，創(chuàng)設出逼真的生物形象和生活場景，使學生有身臨其境的感覺，有利4精品資料推薦于學生利用已有的知識和經(jīng)驗與當前學習的新知識整合，建構新的認知結構。還可以利用多媒體計算機技術虛擬那些難以觀察的生命現(xiàn)象和生理過程，甚至實現(xiàn)虛擬實驗。四、如何將信息技術與生物教學整合1. 重視教學網(wǎng)頁建設教學網(wǎng)

10、頁是指基于網(wǎng)絡教室和校園局域網(wǎng)的web站點。不同于以往的課件，教學網(wǎng)頁是完整的教學系統(tǒng)，是集組織教學、自主性學習、交流合作、教學評價等為一體的操作平臺，其作用相當于CMI系統(tǒng)，是生物教學與信息技術全面整合的必要途徑。網(wǎng)頁制作中，供學生自主性學習的文稿不能是教材的簡單重復，應體現(xiàn)出生物學科的特點，減少文字敘述，恰當?shù)卦黾勇?、像、動畫、影片等信息，?chuàng)設情境，激活學生的思維活動。在目前的條件下，學生要在40分鐘的課內(nèi)完成上網(wǎng)瀏覽、查詢是有困難的，因此，教學網(wǎng)頁中要嵌入一個信息資料庫，將更多與教學內(nèi)容有關的各種形式的信息資料儲存在資料庫里，并在網(wǎng)頁上設置查詢引擎，學生只要輸入關鍵詞就可以快速從資料庫中

11、搜索到所需要的資料。學生也可在有關學習內(nèi)容后面點擊“more”，直接閱讀資料庫中的相關內(nèi)容。在某些重要知識點或資料的后面，應注有為學生推薦的相關網(wǎng)站和網(wǎng)址，滿足學生課前課后到網(wǎng)上瀏覽、查詢。教學網(wǎng)頁上要嵌入“聊天室”或BBS系統(tǒng)等，方便師生之間、學生之間在課上交流和互動。學習單元的形成性測驗試題都應配有答案，學生可及時對自己的學習情況進行自評，教師隨時了解每一個學生的學習情況，以便對教學及時進行調(diào)整。試題最好用庫文件生成，以便于統(tǒng)計和儲存，還可以將前后測驗的結果進行比較。2. 建立教育資源庫有價值的教育信息資源庫是信息技術應用的基礎，沒有教育信息資料的支持，整合也就無從談起。建立教育軟件資料庫

12、，加強智能型軟件和協(xié)作型軟件的研究和開發(fā)。有計劃、有選擇地開展在網(wǎng)絡環(huán)境下教學模式和教學效果的研究。在學校可通過“名師工作室”，或教研組聯(lián)合開發(fā)，收集教育信息資源庫。也可以購買Intel網(wǎng)上的一些著名的資源庫如中央電教館資源庫、K12資源庫和科利華教學資源庫等都擁有較好的，針對性較強的生物教育信息資源。3. 合理地選擇和使用多媒體（ 1）根據(jù)學生的身心特點選擇多媒體。在界面制作方面，要平和自然，突出重點，不要本末倒置，切忌頻繁濫用，否則其結果必然事與愿違。（ 2）根據(jù)內(nèi)容選擇多媒體。多媒體的設計是為了更好地解決在傳統(tǒng)教學中不能或難以解決的問題，這就意味著并不是所有的生物課多媒體都可以作為教學的

13、重要手段。一些微觀的現(xiàn)象或暫時觀察不到的現(xiàn)象，我們可以通過多媒體來教學，為學生創(chuàng)造良好的學習環(huán)境，使學生能夠一目了然，如細菌、病毒、DNA克隆技術等，可通過微機模擬展示。再如，動物的個體發(fā)育，我們模擬一個池塘中蛙卵發(fā)育為蝌蚪的過程，再通過展示蝌蚪到青蛙的變態(tài)發(fā)育，必然給學生留下深刻的印象。（ 3）根據(jù)實驗性質(zhì)選擇多媒體。生物學是一門以實驗為基礎的學科，傳統(tǒng)的生物實驗能使學生參與實際實驗過程，對學生的動手操作、觀察分析以及創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是CAI模擬實驗所不可取代的。只有那些因條件有限而無法完成或完成效果不佳的實驗以及反應瞬間完成或反應時間過長的實驗才可考慮到計算機模擬。如：光合作用、呼

14、吸作用的過程，噬菌體侵染細菌的實驗，米勒實驗等，通過多媒體的展示，可收到良好效果。（ 4）注意避免的誤區(qū)：一是多媒體完全取代了傳統(tǒng)媒體，二是過分強調(diào)學校和教師自主開發(fā)課件。教師在繁重的教學負擔下，還要花更多的時間來設計和制作課件，難免顯得力不從心，制作出的課件也欠成熟。所以要注意平時的積累和對資源的共享。4.生物教學中多媒體課件設計平臺根據(jù)生物學自身的特點，可以采用以下五種平臺： 1） AuthorWare是生物課件市場化制作的主要平臺。由Micromedia公司開發(fā)的，主要用于集成錄象、動畫等AVI、mpg文件和聲音wav文件，并能控制這些文件的播放，具有一定的交互作用。 2） 2）Powe

15、rPoint是生物課件中最常用的平臺。由Microsoft公司開發(fā)的，主要用于演示類，能通過插入和超鏈接調(diào)選所需要的文件。技術要求相對較簡單，主要用于展示影像、圖片、文字，還可與flash結合展示一些動畫。 3） 3）Flash是生物課件中較精美且喜好者甚多的一種矢量動畫平臺，由Micromedia公司開發(fā)的Flash近來活躍于Intel網(wǎng)上，以它簡單的背景，美觀的界面、獨特的矢量動畫效果和其占空間小等優(yōu)點擁有眾多的愛好者。而生物學中一些二維狀態(tài)的漸變動畫如植物的個體發(fā)育、生物的進化、有絲分裂等可以由它來制作。同時它的一些交互性對師生互動也能起到很好的促進作用。 4） FrontPage和Dr

16、eamweaver主要用于網(wǎng)頁制作。生物學中主要用它來顯示文本內(nèi)容較多的知識，提供一個廣闊的學習環(huán)境和資源。網(wǎng)絡的應用將是未來生物學教學發(fā)展的方向。 5） 3DMAX主要用于三維動畫的制作。由于它對電腦硬件要求較大且所占資源較大，目前很少用于生物學教學，但隨著電腦硬件的不斷進步，三維動畫的制作在生物學的動畫制作方面有著Flash不能取代的特點，其三維性、直觀性比Flash的二維動畫更強，所以在未來應該有更廣闊的空間。六、信息技術與課堂教學整合中應注意的問題1. 學生成為學習的主體，并不等于放棄教師的主導作用，而是教師主導作用的側重點發(fā)生了變化。教師應在實際教學中系統(tǒng)考慮教學活動諸要素和諸環(huán)節(jié)的

17、相互作用，在教學過程中運用多種方式優(yōu)化教學過程的各個環(huán)節(jié)，激發(fā)學生積極參與。學生在通過信息技術、多種學習策略和多種活動形式主動學習的同時，不斷地將反饋信息傳遞給老師，教師根據(jù)學生的反饋，不斷地對教學過程實施隨機調(diào)控，達到和諧共振的狀態(tài)。整個教學過程實際上是一個雙向交流互動、不斷循環(huán)、不斷調(diào)控的過程。2. 過分依賴網(wǎng)絡資源而忽略其他教學資源。從來就沒有惟一的教學媒體，網(wǎng)絡亦然，有很多方法可以提供學習資源，如：教科書、教學掛圖、影視廣播、圖書館等，不能認為信息技術就是網(wǎng)絡技術，只有網(wǎng)絡資源才是惟一的資源和最好的資源。信息技術在教學中的廣泛應用以及信息技術和課程整合的深入，對傳統(tǒng)的課程理念、課程內(nèi)容

18、以及教學方法正在產(chǎn)生深刻影響，從以教師為中心的講解傳授的方式轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿靼l(fā)展、自主學習、協(xié)商討論、意義建構等以學生為主體的方式。我們一定要積極探索信息技術與課程整合的方式方法，為加快實現(xiàn)教育信息化做出努力。3. “課件”制作中應注意的問題。在教學軟件的制作中應該注意以下兩方面問題：(1)科學性。制作“課件”的主要目的是在教學中，演示和模擬那些現(xiàn)實中難以觀察或根本無法觀察到的生命現(xiàn)象、生理過程，形象說明某些化學變化過程，等等。而在制作的過程中教師應以嚴謹科學的態(tài)度來處理這些環(huán)節(jié)。不能因為突出說明某一方面而造成其他方面科學上的不嚴謹，避免給今后的學習種下隱患。（2）實效性?！罢n件”要使復雜的問題簡單化、抽象的問題具體化，因此，所呈現(xiàn)的內(nèi)容要簡明、準確，便于學生觀察、理解，要避免出現(xiàn)將簡單問題復雜化、將淺顯的道理玄妙化的現(xiàn)象。4. “整合”要符合生物教學原則?！罢稀币紤]生命學科的特點，不能與生物教學的基本原則相悖?！罢稀币幚砗门c實驗教學的關系，能做到觀察實物的要堅持觀察實物，能夠做