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導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇生物技術和生物科學,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)05-0112-02
一、引言
我國高校生物學領域有生物科學、生物技術、生物工程三個密切相關的本科專業,并制定了相應的專業規范。如何體現各自的科學、技術及工程內涵與特色既是教育工作者的責任,也是人才市場和報考學生和家長極為關心的現實問題。本文通過比較分析這三個專業的本科專業培養規范,上提出一些參考意見,以期為專業的進一步規范、教學計劃的修訂,為社會及學生和家長的專業選擇提供參考。
二、專業類型
生物科學專業為傳統典型的理科專業,培養科學型和教學型人才,授理學學位;生物技術專業以理為主、以工為輔、理工復合,培養應用研究型或技術型人才,授理學、農學或林學學位;生物工程專業以工為主、以理為輔、工理復合,培養應用型工程技術人才,授工學學位。其專業類型的描述和劃分比較清晰明了,比較規范和恰如其分。
三、培養目標
從專業規范中培養目標的描述(見表1)來看,生物科學與生物技術兩個專業的培養目標差異很小,僅有從事生物科學與從事生物技術之差,但從目前的就業市場來看從事生物科學與從事生物技術差異很小,難以界定。而從專業類型可知,生物技術專業可授理學、農學或林學學位,這些特色理應在培養目標中有所體現。
四、公共基礎課
在三個專業的本科培養規范中,生物科學與生物技術兩個專業的公共基礎課(人文社科和自科)完全一致(見表1),而生物工程的公共基礎課形式上有一定差別,可本質上看不出有多少差別,也缺乏需有差別的理由。從厚基礎、寬口徑的培養要求來看,三個專業的公共基礎課要求可統一,學分要求也應統一,要求工科學生在這一環節增加近一倍的學分極不公平。線性代數等可在公共基礎選修要求中解決。
五、專業基礎課
專業基礎課的設置體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1)。然而從科學到技術的差異很小,僅增加了工程基礎課4學分(約11%),應為技術基礎課,且應明確例舉。從技術到工程的專業基礎課要求有了明確的變化,按課程類別從科學到工程變化率近50%。學分的控制宜統一,且應規定生物技術專業的專業基礎課最低學分要求中技術基礎課學分應達20%以上,生物工程專業的專業基礎課最低學分要求中工程基礎課學分應達40%以上。且可給出典型的工程類專業基礎課名錄,如機械零件、電子電工基礎等課程。另外生物工程專業基礎課將《機械設計基礎》列為可有可無的選修會造成該專業工程基礎的嚴重缺陷,且應在生物工程專業的專業選修課中保留生物技術專業的細胞工程、酶工程等選修課(見表1)。
六、專業課
專業課的設置也體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1),從科學到技術的專業課調整率達30%,而從技術到工程的專業課雖然有較大變化,但所列舉的課程多為非典型的工科專業課(如基因工程、細胞工程、蛋白質工程),回避了典型的工科專業課如氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。學分的增加也不盡合理,三個相近專業,不論理科還是工科,學分基本要求應盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當調整則是各校應有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業,專業必修課缺工藝類專業應有的分析檢測課也會給工藝過程及產品研發和生產中的質檢質監和質控及產品安全留下隱患,故建議3+X模式中3應包含專業分析、X應例舉氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。
七、實習及畢業實踐環節
生物科學和生物技術的實習及畢業實踐環節完全一致(見表1),未能體現從科學到技術的差異特點以及生物技術可授農學或林學學位的特色。畢業設計是工科工藝類專業最為特色的實踐環節,但在許多學校以“畢業設計(論文)”的形式出現,實際實施則只做畢業論文,沒有畢業設計,使畢業設計名存實亡,致使許多學校生物工程專業的畢業生根本就不知道何謂畢業設計,許多學生甚至把畢業論文當作畢業設計。建議明確生物工程專業的“畢業設計”為必修環節,可以設計論文二者兼顧,至于是“大設計小論文”還是“大論文小設計”可依各校情況而定,唯有如此,生物工程專業才能名符其實。
八、師資要求
師資的最低要求在規范中描述不盡一致,應加以統一。且應規定專業課的師資要求,因為能承擔專業課的老師一般能勝任專業基礎課,而能承擔專業基礎課的老師則不一定能勝任專業課。這在工科尤其如此。故除規定學歷職稱要求外,應規定專業要求,即“本科為相應或相關專業”的師資應大于專業師資總數的50%。
九、其他
近年由于社會辦學、企業辦學、校企合作、產學研合作、網絡教學、數字圖書資料等多元化和多樣化的辦學形式和方式的發展,統一實踐等硬件條件形式較為困難,而且也不符合時代要求。建議教室(專用或生均面積)、專業課實驗室(面積及專用設備)、圖書資料數據庫量設定為剛性要求,研究所(室)或技術中心、實習基地規模和數量等宜設定為柔性、選擇性或特色要求。
參考文獻:
[1]教育部高等學校生物科學與工程教學指導委員會.生物科學專業規范[J].高校生物學教學研究(電子版),2011,1(2):3-9.
[2]教育部高等學校生物科學與工程教學指導委員會.生物技術專業規范[J].高校生物學教學研究(電子版),2012,2(1):3-10.
隨著信息技術的高速發展,社會對綜合性人才的需求急劇增大。傳統的學科劃分,使得整個知識鏈變得過于細化,顯得支離破碎,學生的知識水準難以應付信息化社會對人才的需求。我們怎樣才能培養一個符合現代社會需要的、能在社會競爭中處于主動地位的現代人呢?新的課程改革提出了根據學科之間的聯系,整體協調、相互結合、相互滲透,使系統各要素都能發揮最大、最優的效益,從而達到優化教學過程,提高教學效率為目的課程整合理念。
信息技術與學科課程的整合是指在學科教學過程中把信息技術、信息資源、信息方法與課程的教學目的、任務、內容有機結合在一起,實現信息素養與學科素養“互惠雙贏”的過程。生物學作為21世紀的熱門科學,其學科內容更新速度日益加快,對于社會、經濟和人類生活的影響也愈見深刻,傳統的教學方式已經不能滿足生物學科教學的實際需求,下面就如何將信息技術與生物學科教學進行有機整合,培養學生解決生物學科問題的綜合能力,談談我自己的看法。
1.信息技術有效提高學生對生物的學習興趣,激發學生的學習動機。學習興趣與學習動機是學生學習的動力源泉,如果解決了動力不足或動力缺乏問題,那么學生的學習障礙就幾乎解決了一半。信息技術與生物整合教學在解決這個難題上發揮了很大的優勢,傳統的生物教學是運用語言的描述、文學的說明和實驗的演示來完成的,語言的描述具有不確定性、可信度低、變動性大的特點,文字的說明比較抽象乏味,實驗的演示只能給學生以結論,微觀現象難以描述,特別是一些具有微觀動態過程的內容,學生不能身臨其境的體會,這就大大降低了學生學習生物課程的興趣。信息技術運用于生物教學將可以克服了這些缺點,將實驗的模擬過程形象地展示給學生,提高了學生的學習興趣。教師們總結說:“使用信息技術教學后,學生學習的興趣與日俱增。主要表現在三個方面:一是學生課堂注意力明顯提高,二是對教學信息的反饋比較積極,三是增強了學習的主動性,不再把學習當負擔。”
2.信息技術運用于生物教學能夠培養學生的自學能力,促進學生掌握發現學習的方法,培養他們的創造性思維。如生物教師在講光合作用時,如果僅僅依靠實驗和講解,學生需要通過思考得出答案,而且容易遺忘。但在最后用課件把光合作用的整個過程展示出來。學生就非常深刻的體會到,二氧化碳和水在陽光的照射下變成有機物和氧氣,不容易遺忘,而且讓學生感受到自然界的神奇,這將促進學生自覺的把自己自學時對光合作用的理解和現在看過課件之后對它的理解進行對比,從而找到自己在自學時存在的不足。這樣可以提高學生的自學能力,找到適合自己的一套學習方法。
3.信息技術運用于生物教學能夠有效地幫助學生身臨其境。信息技術將為為學生對生物的學習創建了良好的認知環境,為學生掌握新知識提供了捷徑。如,教師在講授《反射》內容時,利用制作的課件,讓學生正確區分條件反射和非條件反射,并且把條件反射與非條件反射的關系形象生動的展現出來,把學生帶入了狗對鈴聲的無關刺激變成有關刺激這樣一個發展的環境.學生會切身體會到條件反射是建立在非條件反射的基礎上。在講述喝酒、吸煙的危害時,用課件生動把酒后駕車出車禍,喝酒誤大事,那些煙君子成天吞云吐霧導致經濟上和精神上的損失,給學生提供了一個身臨其境的環境,感覺到宣傳戒煙、戒酒已刻不容緩。結果發現,課件的這種身臨其境作用,使學生很快就掌握了這些概念,節省了教師講述的時間,而把更多的時間留給學生練習。
中圖分類號:G632.0 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2012)06-0142-02
人生就像一個大舞臺,每個人都有自己所要扮演的角色。“心有多大,舞臺就有多寬!”這是我一直信仰并追隨著的話語。數學課堂就如人生舞臺,知識的海洋,遠處的海平面是我人生教育的交結點和終點,海的上下面是我心靈舞臺的坐標,在數學課堂這個偌大的天空,便是學生自己的舞臺,我要讓可愛的學生在自己的舞臺插上翅膀,使他們無需徘徊于低沉的云和矮小的山嶺,用生命中所有的激情,搏擊這一坐標,舞出的便是“鯉魚跳龍門”的喜悅,感悟到的便是“海闊憑魚躍”的生命極致。它帶來的也必然是“鷹擊長空”的震撼和扣人心弦,因此可以徹徹底底地領略“天高任鳥飛”的壯麗極致。如何讓學生在數學這個舞臺上真正的“憑魚躍,任鳥飛”呢?我覺得應該做到以下幾點。
一、使學生有演的欲望,進而才有魚躍鳥飛的沖動
原來常有這樣的體會:感覺自己很用心,把書上的習題都講給了學生,學生聽得很認真,可是依舊沒學會。事實上,學生很難從中找到趣味,甚至會造成部分學生厭學、棄學。原因就是教學方法太陳舊落后,還是滿堂灌的教學。時代在進步,在新形勢下就要求我們教師在教學中,改變舊觀念、舊方法,讓課堂真正的成為學生的課堂,成為自主高效的課堂。怎樣讓學生自主、高效呢?我覺得主要在教師。首先要有充分的備課,教師明確每堂課學什么、教什么、怎樣教、達到什么目標。讓學生做好充分地預習是前提,學生課前預習清楚下節課要學會什么。其次是教學問題的引入,情境的設置很重要。好的導入能吸引學生更快更好的進入角色,積極思考探索。再次學法指導,以小組為單位,讓學生自主合作探究地解決學習的重點和難點問題,調動合作的力量。另外,設計的練習要具有典型性、針對性、量力性,要考慮課堂教學中如何引導學生學習,并預測解決可能出現的問題。因此,教師應精心設計每一堂課。既要針對學生的年齡特點、認知水平創設情境,精心設計每節課的導入,創設問題情境,又要用形象化的語言先聲奪人。對于富有啟發性、挑戰性的問題,可把抽象的數學內容融入到對學生有吸引力的各種特定的情境中,或者讓學生自己找問題,找出本節課的重點、難點以及突破點。這樣,讓學生在和諧、輕松活躍的氣氛中,充分展示自己的觀點,積極思考,很快進入“思考角色”才會有魚躍鳥飛的行動,才能真正成為課堂的主人。
二、給予學生充分自主的舞臺,使每個人都是課堂的主角
1.給學生留有足夠的空間,提供學生參與數學探究活動的機會。數學本身嚴謹、抽象,學生不喜歡老師總扳著一副老學究的臉。首先要讓課堂活起來,所以在教學過程中,老師應該趣味化、幽默化,讓課堂形成民主、和諧的氛圍,讓學生毫無顧忌地參與到課堂活動中來,體驗數學知識的樂趣。同時讓學生感覺數學并不深奧,它是生活的需要,同時也深感學習數學的必要。所以應該調動數學機智,讓學生體驗數學之樂。
2.讓學生進行數學實踐,在學以致用中尋求知識樂趣。在教幾何正方體的展開圖這部分時,讓學生自己動手做展開圖,學生創造出很多有效的探尋方法,我們如果抓住了這樣的機會,學生就會產生新鮮感,躍躍欲試。引導學生積極思考,參與討論,感受圖形的變化過程,將更多的數學空間讓給學生,讓學生自己去感受領悟并總結規律。通過探究、合作、交流,學生提出并解答了問題,從而改變了單項傳授知識的傳統教學模式,讓學生主動參與,體現了學生的主體地位。其次,在課堂上,適當地引入競爭機制,也可以提高課堂效率。可以故意將任務進行不均衡分配,相互開展競爭,要求當堂完成,看哪一個小組完成的好,就先展示。分工以后,各小組學生積極準備,熱情很高,可以同一題進行搶答,學生激情也就很高。有時,鼓勵學生進行補充、質疑,哪個小組補充得好,就額外加分等形式調動學生的積極性。
3.實施個性化作業管理與分層設計。只有自主、科學地練習,個性化作業適應學生學習上不同程度、不同形式、不同要求、不同目的,以及照顧學生個體差異及特長教學,才能讓學過的知識得以鞏固。自主練習其目的在于有效性、針對性地面對每個學生,從而有助于培養學生的個性品質,讓每位學生都得到發展,提高對知識的理解和掌握能力,感受到數學在生活中的地位與作用。所有的練習都要努力體現應用性和科學性。
4.課堂中可以加入一些娛樂的元素,使學生的學習如玩游戲一樣充滿樂趣。游戲已經成為一種重要的教學方法,好的數學游戲能充分激發學生的好奇心,吸引學生注意力,使學生在輕松愉快的氣氛中,增長學習興趣和數學知識。給他們充分的空間,自由的發揮、表現自我,真正讓每個學生的個性得到張揚、發展,真正使課堂成為他們的舞臺,他們的天下,讓學生感到“人生的舞臺,有我的極致。”
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2013)11-0195-01
高中生物教育是以探索生命活動規律為主線的學科,而信息技術作為一項認知工具,通過與高中生物課程整合,學生能在信息技術構建的教學環境下,獲取更加豐富廣泛的生物學科內容的信息,從而提高認識,加深理解,充分調動起學生作為學習主體的主觀能動性,進而實現學生素質的縱深發展[1]。本文就信息技術與高中生物學科整合進行了淺顯的探討。
1.信息技術與生物學科整合的內涵
信息技術(Information Technology)就是借助計算機和網絡通信技術,實現文字、數據、聲音、圖像等各種信息的采集、儲存、處理、傳遞和顯示的現代化技術[2]。隨著社會發展和科學技術水平的不斷進步,信息技術與現代化的教學聯系日益緊密,通過計算機進行的多媒體和網絡教學成為現代教學的重要發展方向。信息技術與學科內容進行整合,就是將學科內容與信息技術有機地整頓、協調和重組,使信息技術成為學科教學的組成部分。在高中生物教學過程中,學生作為學習的主體,生物學科內容作為學生認知對象,由于受到多種客觀因素的限制,學習主體對認知對象的認識深度較為有限,而傳統的教學方式又無法滿足學生的認知需求,制約了學習主體主觀能動性的發揮,降低了學生的學習興趣。通過高中生物學科與信息技術的整合,能充分打開學習主體的認知視野,使學生通過信息技術提供的多種形式的學科內容信息,提升學科認知,加深理解,充分發揮學生學習主觀能動性,提高學習效果,促進學生素質的縱深發展。信息技術與高中生物學科整合具有顯著作用:首先,能實現生物學科教學有微觀向宏觀的轉換,使學生積極探究、自主發現,理解并掌握線粒體的結構和功能;其次,能實現生物教學由抽象轉向直觀;最后,能實現生物教學由靜態向動態的轉換。
2.信息技術與高中生物學科整合的方法
2.1 創設真實的生物教學情境。高中生的感性認知相對較強,在教學過程中,教師因充分把握學生的認知規律,將教學情境創設作為教學設計的重要內容,從學生認知特點出發,結合信息技術,創設出一個豐富真實的教學情境,使教學過程符合學生的認知過程,從而激發學生認知學習興趣,提高學生學習的積極性和創造性,提高教學效果。如在教學"微生物學"時,教師可通過視頻、動畫等形式,將微觀世界展現在學生面前,加強學生對學習內容的直觀感受,激發學生的學習興趣,自主探索,把握認知對象的本質。
2.2 利用信息技術突破教學難點。高中生在高中生物的學習過程,由于受到主體以及客觀條件的限制,對于部分學科內容在認知的過程中存在一定的障礙,構成了學生學習的難點,也是高中生物教學的難點。而信息技術與高中生物課程整合,則使得學生的認知對象能夠以聲音、圖像、文字、動畫、視頻等多種形式展現出來,使抽象的內容直觀化,復雜的內容簡單化,學生在認知的過程中,能調動多種認知方式,獲取更為深刻廣泛的學科信息,構建出完善的學科理論模型和知識結構,進而實現對高中生物教學難點的突破[3]。如,教學"神經調節"中的"興奮的傳導"時,由于教學內容較為抽象,學生很難把握這一章節的內容,借助信息技術,能利用計算機技術將一體化興奮傳導路線模擬出來,進而使學生對興奮傳導機制有深刻的理解,從而實現良好的教學效果。
2.3 創建一個開放式的學習環境。信息技術作為一項學生認知工具和教師教學工具,有助于學生構建一個完善系統的知識體系。在高中生物教學過程中,教師可通過信息技術將相關知識整合成課件,學生可通過多媒體課件開展自主學習。與此同時,教師可利用網絡資源共享的功能,創建一個開放式的教學環境,從而引導學生加強對認知對象的觀察、認知、探究與體驗,并發現問題、解決問題,把握學科內容的本質。如在教學"水分的吸收",可以通過Flas演示滲透作用的現象,引導學生分析總結"什么是滲透作用"、"滲透吸收的條件是什么",并結合網絡教學資源,議案到學生討論成熟植物細胞是否具備滲透吸收條件,通過Flas演示成熟植物細胞吸收和失水現象,進而得出結論。
3.結語
隨著科學技術的進步,信息技術教學聯系日益緊密,生物課程與信息技術的整合是未來高中生物學科教學發展的重要方向。教師應緊隨時代步伐,轉變教學觀念,充分利用信息技術,培養學生綜合素質,提高高中生物課堂教學效果。
參考文獻
1 依據知識類型,選擇整合手段
1.1 微觀知識的教學當代生物學的發展早已進入分子水平探究生命本質。高中生物學有大量涉及分子層面的知識,如蛋白質、DNA的結構,僅僅通過掛圖和語言表述,學生往往難以理解。通過信息技術可以模擬、放大有機分子和細胞的各種結構,實現微觀知識宏觀化、平面知識立體化、抽象知識具體化,極大程度地提升學生的認知水平。
1.2 動態知識的教學“有絲分裂”和“減數分裂”是高中生物學中典型的動態知識,由于其抽象、微觀、變化復雜,歷來是教學和考查的重點和難點,更是學生學習的困難所在。通過3DMax、Flas模擬或PowerPoint分步展示,用動態化的表現手段使學生有直觀、準確、形象的理解,優化教學過程。
1.3 生理學知識的教學高中生物學中有大量涉及生物體生理的知識,以吸水為例,高中生物學中“植物對水分的吸收和利用”涉及根尖細胞的吸水方式,“水的平衡與調節”中腎小管與集合管對水分的重吸收作用。此類知識若只采用掛圖或圖片難以讓學生理解,此時動態課件便是最有效的工具。
1.4 生態學知識的教學“生態系統的穩定性”一節中知識點不是很多,但因其宏觀、理論性強,對前幾節內容(生態系統的結構、成分、營養結構、功能等)高度概括,采用常規教學模式完成教學后,學生會做題,卻往往說不出所以然,這表明學生對“穩定性”難有深刻的認識。筆者在設計這節課時,截取一段以“生物圈Ⅱ號”實驗為主題的視頻資源,學生在觀看時為人類能建造一個如此浩大的工程而震撼,隨后又為實驗的失敗而感到遺憾。筆者又利用視頻截圖引導學生對“生物圈Ⅱ號”內部的生物成份進行分析,對生態系統穩定性的理解由淺入深、由現實上升到理論,既使學生獲得了相關知識,又滲透了人與自然和諧發展的理念。
2 依據課型,選擇整合途徑
2.1 新授課新授課一般根據上述原則來選擇整合模式,選擇恰當的結合點,主要目的是激發學生學習動機,突出重點,突破難點。
2.2 復習課高三復習“遺傳的物質基礎”時將“DNA是主要遺傳物質”“DNA分子的復制與結構”“基因的表達”和“基因的結構”等知識結合在一起,信息量非常大,難點頗多,大多數學生復習時很吃力。教師可利用FrontPage或PowerPoint制作課件,呈現完整的知識體系,再逐一加以詳解,學生可根據自己的水平,有的重點復習“DNA分子的復制”,有的重點復習“基因的表達”,全體學生均可進行自主復習,并輔之以習題鞏固、強化,從而取得良好的效果。在復習課中,一個設計完善、準備充分的課件,既對基礎好的學生起到提綱挈領、高效復習的作用,又可幫助基礎薄弱的學生起到“新授”、重新學習的作用,使復習課真正起到“查漏補缺”的作用。
2.3 實驗課生物學是一門以實驗為基礎的自然科學,真實的實驗操作在中學生物教學中起著至關重要的作用。然而有些實驗因受客觀條件的限制,或受不同因素的影響,導致實驗結果不夠清晰,成功率不是很高,因而不能達到預期的教學目標,如“DNA的粗提取與鑒定”等實驗。此類實驗課結束后,教師可用Flas模擬實驗過程,獲得正確的實驗現象,從而校正學生操作中的誤差。
還有一些是中學現有條件不可能完成的實驗,如魯賓和卡門用同位素標記法證明光合作用產生的氧的來源,T2噬菌體侵染細菌實驗。以及大多數中學無法進行的實驗,如孟德爾利用豌豆進行雜交、自交、測交的實驗,玉米的有性雜交實驗。傳統教學中教師一般采用靜態掛圖“生動”講解,甚至“空談”。利用信息技術手段可將這些實驗轉化為動態,使學生的認知更具體,理解更深刻。當然用課件模擬實驗是有限度的,不能完全替代學生的動手操作。中學生物學中的實驗知識畢竟是以學生真實動手體驗和自主探究為主,課件模擬只是一個有益的補充。
培養學生創新能力是信息技術與課堂教學整合的根本目的:
1、構建新的教學模式。
當前人們在不斷探索如何以互聯網和計算機多媒體技術為突破口,建構一種全新的教學結構以及相應的全新的教學方法和全新的教學設計思想。學生必須會合理利用各種技能進行學習、合作和交流并解決問題。
2、促進個性化的自主學習。
我們已經步入了個性化的學習時代,網絡交互式教育環境能最大限度地發揮每個學生的主動性,開發每個學生的潛能,使學生通過自我學習各得其所各得其樂,形成良好的學習心理與學習習慣。
3、提升學生的綜合能力。
把信息技術作為認知工具,以各學科知識為載體,教師根據各自情況,吸納最先進的最新鮮的內容,讓學生在玩中學習學科知識,學習信息技術,學習做事,學習解決問題的方法。
二、如何將信息技術與生物學科整合
1、運用教育理論指導課程整合的實踐。行為主義學習理論,在對需要機械地記憶知識或具有操練和訓練教學目標的學習中突顯出來。認知主義學習理論的指導作用,則主要體現在激發學生的學習興趣、控制和維持學生的學習動機。建構主義學習理論,提倡給學生提供建構理解所需要的環境和廣闊的建構空間,讓學生自主、發現式地學習。如利用信息技術進行適當的內容重復,幫助學生記憶知識。通過信息技術設置情景,讓學生便于意義建構。
2、根據生物學科特點選擇有效的整合方式
生物的微觀性、生物的運動性、生物的多樣性是生物學科的特點。這些特點很難用普通的教學方法讓學生們認識,這時候入借助信息技術這個平臺就可以很好地展示,實現微觀的東西宏觀化,生動形象,感染力強,使學生易懂好記,動感化表現手段和藝術的完美結合,使學生看得透徹,聽得明白,優化了教學過程。通過學科整合來領略世界的博大、生物精彩,掌握自然科學的最新、最前沿的知識。在日常的教育教學過程中,實現信息技術與生物學科的整合的方式主要是運用多媒體課件進行教學。課件的類型一般可以分為兩種:一種是以輔助教師講解為目的開發的多媒體課件,這類課件一般呈現一條主線,按照教師的講解過程逐步演示,突出教材的重點和難點,內容詳細;另一種是以學生為主體開發的多媒體課件,它可以按照學生不同的學習情況,由學生自己選擇適合自己的教學方法。相比之下,后一種課件更能體現對學生的因材施教,也是今后信息技術與課程整合發展的方向。
三、信息技術與生物課堂整合的優勢
1、突出教材重點難點,提高教學效率。生物學包括的內容非常廣闊,時空跨度很大,小到動植物的細胞,大到包含世間所有生物:近到我們人本身,遠到世界各大洲,凡是有生物存在的地方,他都無所不在,這就為教師的教,學生的學帶來了難度。并且有些生物現象實在不是一些簡單的標本或掛圖所能展示清楚的,也不是教師用語言所能描述的。現代計算機技術在圖形處理上具有高強的能力,利用這個特有的強大功能可以變抽象為具體、變靜態為動態,將微觀過程加以宏觀模擬,把宏大場景作微觀場面處理,對于瞬間變化過程作定格分析,化枯燥為生動,極大地消除了學生的“學習障礙”。如“家鴿”的雙重呼吸這一重難點極其抽象,利用動畫展示其過程,學生就一目了然,很清楚地發現每呼吸一次,在家鴿的肺里進行了兩次氣體交換。可見,在生物教學中運用多媒體技術可把重難點直觀地展現在學生面前,使教學效益得到很大提高。
2、展示復雜的實驗過程。如筆者在“影響酶活性的因素”的探究教學中,安排學生通過實驗定量探究pH對過氧化氫酶活性的影響。由于該實驗的程序精細復雜,教師講解困難。教師課前組織部分學生精心拍攝了實驗錄像,引導學生觀察和思考,教會學生基本方法以后,學生獨立實驗后,再引導學生進入更深入的討論和思考,最后讓學生去獨立地完成溫度對酶活性影響的實驗設計。既保證了課堂教學的高效有序,又給學生充分展示自己的設計和思想的空間。在探究教學和學習課堂上,由于時間和條件限制,對于不能讓全體同學進行的實驗,可以由教師組織部分學生課下進行,而通過錄像或圖片來記錄實驗的過程,再在課堂上呈現錄像資料,同樣會達到好的教學效果,促進探究教學。
3、能開闊學生視野,增加信息量。在教學中如何加大課堂教學密度,增大信息量,這是時代對教育的呼喚和要求,應當是教育工作者必須認真考慮的問題。利用多媒體技術可以進行高密度的知識傳授,大信息量的優化,大大提高課堂效率。圖形不是語言,但比語言更直觀和形象,包容的信息量更大、動畫比圖形更生動形象,利用文字閃爍,圖像縮放與移動,顏色變換等手段,不僅容量大,速度快,效果也更好,以圖像動畫代替語言的描繪,化虛為實,化繁為簡,使教學過程呈現出極強的直觀性、活潑性和教育性,課堂教學效率大大提高,增加了信息量,為學生積累信息開闊了視野空間。
在新課程改革的大背景下,由于信息技術知識更新快、課時少等學科特點,提高課堂教學效益是我們必須面對的現實,效益的高低是以每堂課的目標達成度為前提,目標的達成要以學生學習中的一個個具體的活動和任務為載體。教師設計符合學生特點和教材內容的各種活動和任務來調動學生學習的積極性,從而達到提高學生掌握知識、運用知識、創造性解決問題的能力,好的活動和任務可使教學相得益彰,事半功倍。反之則與我們的教學背道而馳,事與愿違,表面熱鬧而效益低下。
1.學生課堂活動的設計
信息技術學科實踐性強的特點,決定了學生活動應該貫穿于教學的各個環節。課堂活動是學生知識構建和能力培養的載體,教師應該根據教學目標和學生實際精心設計,有效組織。筆者認為課堂活動的組織方式有游戲方式、競賽方式、問答互動方式、小組合作方式、自主學習方式。
1.1 游戲方式。
游戲方式即是通過游戲的方式組織課堂活動,以激發學生的學習興趣,這種方式較多地適用于低段學生,如鼠標學習、鍵盤學習等。由于游戲的趣味性、生動性、挑戰性、實踐性和成就感,對學生有極大的吸引力,激發他們強烈的學習興趣。游戲可以是學生之間的游戲,能增進學生之間的交流;也可以是學生與電腦之間的游戲,選擇適合學生特點和課程特點的電腦益智游戲,既能讓學生更好地學習信息技術,又能激發學生的想象力,訓練智力,擴大視野。游戲活動設計時要注意緊扣教學內容,不能讓課堂散了。教師要控制好收放的節奏,引導到位,否則會讓課堂流于表面熱鬧的形式。
1.2 競賽方式。
競賽方式就是小組或個人以比賽的形式組織課堂教學活動,能激發起學生你追我趕的學習熱情,高效地完成老師布置的任務。這種方式較多地運用于新知學習和鞏固提高環節。在新知學習環節,學生自主學習時,比賽誰能更快地掌握新知識;在鞏固提高環節,讓學生綜合利用所學知識,比賽誰更快更好地完成任務。也可用于學生陸續進入教室到正式授課之前的環節,如打字速度比賽,這樣先進入教室的學生不至于因無事可做而去上網玩游戲、聊QQ。競賽的設計一定要緊扣教材內容,并能調動全體學生參與其中。競賽規則要公平、合理,對優勝者一定要給予獎勵,否則就失去競賽的意義。
1.3 問答互動方式。
這種方式主要是通過教師提問、學生回答的方式組織課堂活動。生動形象的一問一答能充分調動學生積極參與到課堂教學中,形成課堂的師生互動,生動活潑的課堂氣氛使知識的傳遞和構建更容易。精煉準確、賦予啟發性的提問非常重要,所以教師提問一定要目標明確,能引導學生發現問題,激發學生持續的學習興趣。好的提問能正好問到學生心里,激發學生深入思考,尋求解決問題的最佳方案。
1.4 小組合作方式。
以適當人數為一組共同學習、共同完成一個任務的方式組織課堂活動。小組的構成可以在學生自愿的基礎上教師行當調整,組內成員要男女生混搭、學習能力互補,以實現學習效果最大化為目的。教師要創設良好的合作環境,讓每個組員都明白自己應完成什么,自己在組中的位置以及自己的工作給其他組員帶來的影響等,使他們意識到小組的成功要靠每個組員的成功來實現。另外,在小組合作活動過程中,教師應不斷進行組間巡視,協調小組間的活動,及時提供有效的指導,并耐心細致地向學生傳授常用的合作技巧。在小組完成任務后,教師應與小組成員一起及時評價活動開展是否成功,討論運用了哪些合作技巧,表揚和獎勵成功的方面,同時找出不足之處,以便進一步完善。
1.5 自主學習方式。
自主學習方式就是以學生自己獨立學習的方式組織課堂活動,它是一種學生在教師的科學指導下,通過自身能動的、富有創造性的學習,實現自主性發展的學習方式。學生在教師制定的大目標下自主確定學習目標,制定學習進度,在解決問題中學習。學生在學習過程中能夠進行自我監控,并作出相應的調整,對學習結果能夠進行自我檢查、自我總結和自我補救。學生學習過程中有情感的投入,有內在動力的支持,能從學習中獲得積極的情感體驗。
在教學實踐中,教師要盡可能的創設有利于學生自主學習的環境條件,比如教師可以制作比較系統的學生自主學習系統,或者信息技術專題學習網站,為學生的自主學習提供豐富的資源條件。
以上活動方式并不單純出現在一個課堂中,一節課可以有機地選擇一種或多種活動方式來組織課堂教學,以最大限度地提高信息技術課堂教學效益。
2.學生操作任務的設計
由于信息技術操作性強的特點,所有的知識點必須落實到學生能完成具體的任務這個核心上。學生完成操作任務的時間在一節課中占的比重較大,一般為一節課50%—70%左右的時間,是知識“過手”的環節,也是信息技術課的核心部分。這個環節的學生活動我們習慣稱之為“操作任務”,一般說的“任務驅動”多指這個環節。操作任務的設計在信息技術教學中占有相當重要的地位,直接影響學習目標的達成。所以操作任務是我們必須精心設計的。
在設計操作任務時,教師要根據學生實際和教材內容設計出學生有能力操作而且感興趣的任務,否則學生會對任務失去興趣,也就無從談及主動學習的問題了。具體來說,要注意以下幾個方面:
2.1 任務的設計要貼近學生生活。
任務的內容要源于生活,用生活情景來激發教學,教師可以根據學生原有的認知基礎,以具體的生活實際為背景,設計學生有生活體驗的任務,如用學生感受最深的一次主題班會,來制作一個電腦作品,可以是文檔、動畫,可以是網頁,也可以是多媒體簡報,全是學生的心靈寫照。也體現了學生運用信息技術來表達自己的情感,在運用信息技術的同時培養并提高自身的信息素養。
2.2 任務的設計要有層次性,大小適當、要求具體。
掌握信息技術知識和技能是一個逐步積累的過程。“任務”設計時要考慮“任務”的大小、知識點的含量、前后的聯系等多方面的因素。一般說來,每個“任務”中涉及的知識點不宜過多,最好不要有兩個以上的重點、難點,過多會增加學生學習的難度;“任務”的規模宜小不宜大,規模過大,會偏離“任務驅動”的本意。通過將任務的巧妙化分、層層展開,形成循序漸進的梯度,組成一個任務鏈,以便學生踏著任務的階梯去建構知識。
任務的設計要具體、可操作,還得可檢查。最好不要設計 “新建一個文件夾”、“復制一個文件” 這類泛泛的任務,這樣的任務學生做還是沒做教師無法檢查。而是設計為“在你的D盤新建一個名為‘二十中小’的文件夾”、“復制網上鄰居\教師機\初二\信息技術.doc這個文件到你的D盤中”。在LOGO語言學習中,設計任務“在屏幕上從左至右依次畫一個三角形、五邊形、十邊形、圓”,這個任務既體現了當堂課的“循環語句”知識點,又體現了前面學過的“抬筆、落筆”知識點,而且學生可操作,教師檢查也一目了然。
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)06-0001-03
知識經濟時代下,創新能力是個人和社會發展的關鍵。隨著社會對創新型人才的需求逐步增加,培養創新型人才成為目前高等教育的重中之重。高等院校在實踐教學過程中,應當著重培養學生的創新型思維能力和探索能力,增強學生解決實際問題的能力,以培養創新型人才。現如今,各學科之間的聯系日益緊密,與生命科學相關的交叉學科、邊緣學科發展迅速。生命科學類課程具有較強的實踐性,開設實踐教學課程對培養學生的動手實操能力、創新能力和綜合能力具有極其重要的意義。
但是隨著近年來高校的不斷擴招,教育資源不足以及教育模式單一化的弊端日益突顯出來。當前高校的實踐教學模式已經無法達到培養創新型人才的要求。提高學生的實踐能力和創新思維是當前實踐教學改革的重要內容。目前開展的實驗課僅僅是作為課堂教學的輔助內容和手段,雖然這可以與課堂的理論教學相銜接,但其弊端也很明顯,其弊端主要體現在以下幾個方面。第一,課程內容單一,課程安排的驗證性實驗以教科書中的理論為主,往往忽略各學科之間的聯系,缺乏系統性、綜合性、連貫性,對學生創新思維能力的培養不利。第二,傳統的實驗教學,讓學生只會“照葫蘆畫瓢”,學生完全是被動地進行實驗,只會按部就班地依據實驗指導書上的實驗目的、實驗原理、實驗步驟等來進行實驗。這種如同按方抓藥般進行的實驗讓學生缺乏發現問題、分析問題及解決問題等技能的鍛煉,會影響到學生的學習興趣、對學生的培養效率和學生全面素質的提高,學生潛在的自主學習能力和創新能力得不到充分的發揮。第三,實驗內容重復老套,各門實驗課程在實驗課上自成體系,各課程實驗性質和內容相似。第四,學生數量多,課程安排時間緊張,實驗儀器設備、師資、實驗空間、經費等教學資源配置無法充分利用。可見,面對當前實踐教學的不足,實驗教學改革勢在必行。實踐教學課程由開始的單一封閉的驗證性實驗逐步朝著多元開放的綜合性實驗和設計性實驗方向轉變,但是如何使各學科間緊密銜接,利用與之相關的交叉學科和關聯學科,優化實踐教學體系,在原基礎上建立更具開放性的管理模式,這已經成為實踐教學改革的重要目標之一。
開放性多學科綜合實踐課程應聚焦于創新型人才的培養。針對當前實踐教學課程中綜合性實驗突顯出來的問題,應打破實踐教學原有的局限性,建立具有開放性的實驗管理模式,提高實踐教學的質量,優化教學資源配置,在專業實踐教學的過程中培養學生獨立自主的學習能力和創新能力,對開放性多學科綜合實踐教學理論進行更為深入地探討,建立新型實踐教學模式。
一、實驗教學改革措施
(一)教學基地和師資隊伍的完善
一方面,專業實驗室應當整合各項實踐教學資源,完善實驗室的實驗儀器設備,將實驗室綜合研究功能提升到一個新的層次。另一方面,教學經驗豐富的教師可以教學團隊的形式參與到實踐教學中來,以科研小組的形式開展實踐教學工作,監督指導實踐教學的設計及實踐,打造更具凝聚力的實踐教學團隊。
(二)實踐教學課程的設置
傳統的生命科學實踐教學課程內容隨著各學科理論知識的不斷發展及科研技術的不斷成熟已經逐步自成體系,但是這也使得各項實驗資源的利用及其優化配置受到一定程度的影響,這給學生實驗技術及創新能力的提高帶來了一定的負面效果。在生命科學多學科實踐教學改革中,應以分子生物學、與基因工程相關課程的實驗為主,穿插綜合運用生物信息學、微生物學、生物化學等課程的知識,將科學理論知識與科研實H操作相結合,遵循實驗內容由易到難的原則,循序漸進地設置驗證性實驗、綜合性實驗以及創新性實驗三者相結合的實驗課程體系。此外,還應將各學科的知識整合到實踐教學中,以培養全面、綜合型人才。
1.驗證性實驗課程的設置
與傳統的實踐教學不同,驗證性實驗已逐步成為學生基本技能培訓的主要形式。驗證性實驗課主要是在學生學習理論知識的同時相應地安排一些基礎性實驗,其主要開設在大二階段。其是想讓學生通過實驗達到鞏固課堂科學理論知識的目的,并使學生熟悉各類常規實驗儀器設備的科學操作,掌握科研活動的基本實驗技能。同時,也應當鼓勵學生養成課前預習、熟悉實驗流程的學習習慣,并在實驗過程中培養學生及時準確地記錄相關實驗數據、對結果進行獨立思考和分析及規范撰寫實驗報告等能力,為學生后期相關課程的學習夯實基礎。
2.綜合性實驗課程設置
“課程整合”是中國面向21世紀基礎教育教學改革的任務之一,也是當前我國正在著力研究的一種新的課程形態。整合(integration)是指一個系統內各要素的協調、相互滲透,使系統各要素發揮最大效益。[1]所謂多媒體技術與學科的整合,就是根據學科教學的需要,以計算機為工具,運用現代教育理論和現代信息技術,借助聲、像、圖、文,通過人機交互對教與學的過程和資源進行設計、開發、利用、管理和評價,以實現教與學的優化,從而提高教學質量,促進教學改革。[2]與傳統教學相比較,多媒體與中學生物教學的有機整合可大大提高教學質量。
1. 運用多媒體課件加強直觀教學,增大教學信息量。直觀教學在生物教學中占有很大比重,是一種重要的教學方法。利用多媒體課件能夠形象地展示各類生物特征及各種生理活動,能使微觀世界宏觀化、抽象事物具體化。如,蘇教版生物七年級上冊“單細胞生物”一節,對于剛上初中的學生來說,這一節是比較微觀、抽象的內容,尤其是單細胞生物對外界刺激做出的反應更是難以理解。教師可將“草履蟲對刺激的反應”這一探究實驗制作成多媒體課件,以flas的形式向學生展現這一過程。屏幕上先出現一個實驗平臺、一個放大的載玻片,上面有兩滴中間聯通的培養液,培養液中是草履蟲(以小黑點表示)旁邊有三個按鈕:食鹽、食糖、光,分別代表三個不同的實驗過程。按下食鹽按鈕,滴管將一滴食鹽滴入載玻片上的一滴培養液中,隨后可見草履蟲聚集向另一端的培養液,這一過程形象地說明食鹽對草履蟲是有害的;按下食糖按鈕,滴管將一滴食糖滴入載玻片上的一滴培養液中,可見草履蟲聚集向滴入食糖的培養液,說明食糖對草履蟲是有利的;按下光按鈕,一束光照向一滴培養液,另一滴出于黑暗中,可見草履蟲向有光照的培養液中跑去,說明光對草履蟲是有利的。通過上述三個實驗的演示及教師的講解,可形象地將單細胞生物趨利避害、適應環境的特點展現給學生,在視、聽雙重感官的刺激下吸引學生的注意力,引導學生積極思考,使他們準確直觀地理解這一難點知識。
2. 利用多媒體技術使知識完整統一。北師大版七年級下冊第九章“人體內的物質運輸”中關于血液循環途徑這部分內容,學生常常是機械地記憶體循環和肺循環的途徑,一般很難把它們有機地結合成一個整體。為了使學生摸清脈絡,教師可利用多媒體技術,把血液循環的完整途徑制作成flas展現給學生。首先,演示體循環:鮮紅色的動脈血液從左心室流出,經主動脈進入全身毛細血管網,并與組織細胞進行氣體交換,氧氣從毛細血管的血液中向外擴散,二氧化碳進入毛細血管,此時血液的顏色變為暗紅色的靜脈血。靜脈血通過上、下腔靜脈進入右心房,再進入右心室,至此體循環結束。此時,在同一畫面下出現肺循環途徑:右心室中的靜脈血通過肺動脈進入肺毛細血管,當血液流經肺部毛細血管時可看到氧氣與二氧化碳的交換以及血液由暗紅色變為鮮紅色的過程。最后,演示血液循環的完整途徑。這樣,血液源源不斷地反復循環,心臟有節律地收縮跳動,使它們有機地結合成為一個整體,從而既實現了知識完整統一的目的,又可提高教學效率,這種效果是依靠掛圖、幻燈片都無法獲得的。[3]
3. 利用多媒體解決教學重點和難點,優化教學過程。在生物教學中,許多微觀、抽象的重點和難點問題單靠掛圖、幻燈片等手段很難講解清楚,這就需要在教學過程中運用多媒體CAI課件,從多個角度演示生命現象,將抽象的生命概念動態化、形象化、具體化,以利于學生準確理解和熟練掌握。如,普通高中課程標準實驗教科書(必修1)中“蛋白質的結構及其多樣性”屬微觀領域的知識,相對比較抽象,難于理解,教師若通過多媒體課件的巧妙設計,將其制作成三維立體圖像,就可使學生清楚地看到蛋白質的空間結構,這就使抽象知識具體化,模糊概念直觀化。再如,普通高中課程標準實驗教科書(必修2)中“DNA的復制”一節課,歷來是教學過程中的重點和難點,以往都是通過平面圖以及教師在黑板上畫的簡易圖給學生講解,許多學生不容易理解。現在,教師可通過一些多媒體軟件將這一過程制作成flas,在課堂上演示,在演示過程中教師略加以引導、啟發,使學生通過觀看、分析很快理解并掌握DNA復制的過程。
4. 利用計算機輔助教學,豐富生物實驗教學。在傳統教學中,通常是老師在臺上演示實驗,學生在下面看實驗,即使是學生在實驗室里做實驗,也是對老師做過的演示實驗的機械重復,既缺乏趣味性,又不利于學生創新思維的培養,而且教師講解的只能是共性的問題,即便是同一植物材料,由于所取部位不同或制作過程中的微小差異,都會導致顯微鏡下觀察內容的改變,而對于實驗經驗少的中學生而言,很難區分這些異同。如今,通過多媒體技術,教師將課前拍下的顯微照片演示給學生,對一些異常現象做出解釋,會使學生對實驗內容做到心中有數。例如,七年級“植物細胞的結構與功能”一節課,要求對洋蔥表皮細胞進行觀察,教師先將課前拍攝的自制裝片的顯微照片演示給學生,將微觀的結構直觀化,再讓學生自己動手做實驗。學生在實驗過程中將結果與教師的演示照片加以對照,就能夠清楚地觀察到中央大液泡、細胞核等結構,并區別一些易混淆的現象,減少盲目觀察。這樣,既讓學生容易理解、增強實驗教學效果,又節省了實驗時間。
二、思考與建議
1. 提高教師的信息科學素養。多媒體教學是信息技術與課程整合中的一部分內容,是教學過程的一種新的教學方式和手段。要很好地實現生物教學與多媒體技術的整合,教師就應該學點信息技術與課程整合的基本理論,在以多媒體和網絡為基礎的信息化環境中實施課程教學活動。因此,教師應接受現代教育理論、信息技術能力、教學設計方法、信息技術與課程整合模式等方面的培訓,以提高教師對多媒體教學的認識、改變教育觀念、提高教師自身素質、提高教師進行教學設計和教學實施的水平。
2. 設計課件的幾點建議。雖然多媒體與生物學教學內容的整合可大大提高教學效果,但在應用中也存在一些問題,尤其在多媒體課件的制作方面需額外注意以下幾方面:
(1)課件的顏色搭配應協調、柔和,不宜太過刺激和強烈對比。屏幕底色易為淺色,某些重點內容可用字體的變化來加以突出,以引起學生的注意。
(2)課件文字內容應言簡意賅,突出重、難點,切不可長篇大段的演示。必要時,可用圖片補充說明文字內容,還可以增加動畫效果,但要掌握一個“度”的問題。[4]
(3)課本上有的,或一般陳述性的內容盡量不要放在課件中,可通過教師在課堂中的講述和板書來解決。
(4)不容易說清的內容要精心設計課件,利用動畫、三維圖、二維圖表和信號流程圖等形式直觀地表達出來,便于學生加深理解和增強識記。
(5)利用多媒體技術解決難點和重點內容時不要簡單地照搬書本,難點內容要做到通俗化,深入淺出;重點內容要突出,要讓學生印象深刻。[5]
(6)根據實際教學需要在課件中編輯一部分課外資料,這有助于學生對某些知識點的理解、深化和知識的擴展。
隨著科學技術的飛速發展,多媒體和網絡技術在教學活動中的應用越來越廣泛,以計算機為核心的教育信息技術正在成為現代教育技術的主流。隨著多媒體技術在教學中應用的不斷深入,以多媒體為基礎的教學設計方法及理論研究越來越顯得重要。學生在教師的組織與引導下恰到好處地使用多媒體的諸多功能,真正實現網絡環境下的多媒體技術與生物課程的整合,必將帶來學生學習效率的提高,也必然會使學生的創新素質和各種能力得到提高。但我們也應注意,多媒體課件與圖片幻燈、模型一樣,對教學的作用永遠只是輔助,不能把用課件當作一種時髦,不分場合、不加需要地濫用,要將多媒體課件用在最適合的地方,使之達到最佳效果。
注釋:
[1]王麗珍.中小學信息技術教育中課程整合的兩種形式[J].中國遠程教育,2002(183),65-66.
[2]龔大潔,嚴峰,俞詩源.多媒體技術與高校生物教學整合的探索與思考[J].電化教育研究,2006,(3):63-67.
一、“信息技術與生物學科整合”的內涵
《現代漢語詞典》里沒有整合這個詞,整合來源于英文“integration”,可解釋為“一體化、成為—個整體”。從現代教育理念看,信息技術與課程的整合,不僅僅是把信息技術作為輔助教師教的演示工具,而是要使現代信息技術手段與生物學科教育融合為一體,從而提高教育質量,適應現代社會對教育的需求。可從以下兩方面來理解之:
一方面,它是21世紀教育信息化的必然趨勢,隨著信息時代的到來,信息技術必將進人課堂。另一方面,從學科教學的角度看,“整合”是學科教學的一場深入改革。這場改革是在現代教育理論指導下,在學科課程的教育教學設計與實施過程中,利用不斷發展的信息技術,運用先進的教育教學思想、理念、方式與方法,解決傳統教育教學手段很難、甚至無法提出或無法解決的問題,以達到更高、更新、更好的教育教學效果,從而推進教育教學深層次改革的目標。
“整合”的主要目的有兩個方面:一是通過“整合”使學生在學科教學中有效地學習使用信息技術,培養學生的信息素養,二是通過“整合”使學生在學科教學中提高學習的主動性,提高學習的質量和效率。
二、生物學教學與信息技術整合的途徑
1、運用信息技術,開展網絡化教學
如果說最初的CAI著重于在人、機之間形成刺激——反應——強化的學習機制的話,那么,基于IE瀏覽的網絡化教學,將大量生動的圖象、聲音、動畫、視頻和文字信息展現在學生面前,學習內容的呈現方式也由原來的線性結構變為超文本結構,學生可以自主選擇學習的路徑,以適應自我知識構建的需要。比如,《植物的礦質營養》這節內容我們運用了網絡化教學,教師制作的網頁型課件內容包括“礦質元素概念”板塊、“礦質元素的吸收”板塊、“礦質元素運輸和利用”板塊、“交流討論”等板塊。學生進入多媒體網絡教室后即可通過瀏覽主頁,點擊其中任一板塊進入相關內容進行自主探究學習,同時還可通過一些相關網站的超級鏈接上網搜索相關的學習素材。如,關于現代農業的資料,無土栽培的資料等。通過“溫故而知新”板塊檢測自己的掌握程度,通過“交流討論”板塊發表自己的意見等。學生面對電腦更愿意將自己問題和想法表達出來,這樣將更好地培養學生獨立思考的能力和創新思維能力,教師則可根據客觀事物發展的自然順序和認識規律,向學生提供建議性的“導學策略”,為學生的自主學習提供
2、運用信息技術,開展研究性學習
研究性學習是高中課程改革的一項重大舉措,生物學新課程中的一些研究性學習課題如“調查人群中的遺傳病”、“收集并交流我國自然保護區的資料”等都是在獲取信息資料的基礎上,學生個人處理信息、進行積極思考、發現并解決問題的過程。網絡技術的運用,可為學生提供更加廣闊的信息搜集渠道,學生所搜集和交流的資料也不再僅僅是單一的文字材料,圖片、影像、動畫、視頻材料使學生的生物學研究性學習更加豐富多彩,生動活潑。
3、運用信息技術,開發生物學科課程資源
新課程改革十分重視課程資源的開發與利用。運用網絡信息技術開發信息化資源,是生物課程資源開發的重要組成部分。而網絡資源內容豐富,可以為生物學教學提供十分巨大、豐富的教學資源。教師可以通過搜狐、百度、網易等網站的搜索引擎,搜索并下載生物學教學中需要的文字、數據、圖片、動畫、視頻等素材,通過分類、加工和制作,建立教師自己的生物學教學資源庫。教學資源庫的建立在幫助教師制作各類生物學教學課件、查詢有關教參資料、解答學生疑難等方面起到至關重要的作用。
三、“整合”與生物學科改革
從學科教學改革的角度看,“整合”有以下3方面的特點:
1、信息技術促進教學內容呈現方式的變革
生物學是一門實驗科學,因此,在生物學科的教學中歷來強調教學的直觀性。當今生命科學發展迅猛,生物學教學隨之也融入了許多研究生命本質的問題,傳統的教學手段,如掛圖、幻燈等,很難達到良好的教學效果。如若在教學過程中恰當地使用視頻、動畫、課件等,就可以產生非常好的直觀效果,從而激發學生求知的欲望。此外,將微觀的、抽象的概念和規律形象生動地展現在學生面前,有利于突破教學的重難點。
2、信息技術促進教與學方式的變革
從學習方式的變革看,信息技術可以在教學中創設逼真的情境,引導學生主動學習;可以為學生提供豐富的學習資源以實現自主性學習。例如,通過一些生物虛擬實驗,為學生提供動手和思考的機會,以提高學生分析實驗和改進實驗的能力。再如,北京市第一零一中學荊林海老師關于“現代生物進化理論簡介”一節的教學,就是將拉馬克、達爾文以及新達爾文主義等內容的文本、圖片、視頻等資料做成網頁,提供給高二學生在教師的指導下學生進行自主性學習,學生不僅僅從自身原有的水平收集到有關進化理論奠基和發展的過程、同時也積累了初步的進化觀點,取得了傳統教學很難達到的效果。
四、“整合”的實踐和研究
1、“整合”課題的研究方向
“整合”既然作為一項課題,究竟應該從哪些方面去展開探索和研究呢?從生物學科的特點、新課程標準中提出的課程『生質和理念、課程具體目標、內容等方面來看,“整合”研究的課題可以是多方面多層次的,例如:1)“整合”中教學目標的研究(包括學生生物科學素養的形成、學生生物學科能力的獲得等研究);2)與教學內容的“整合”研究(包括突破教學重難點的研究、輔助實驗教學的研究);3)與生物學科整合的教學方式研究(包括網絡環境中的自主性學習研究、運用資源庫進行研究性學習的研究等;4)整合中教學質量保證體系的研究(包括運用生物學題庫診斷學生學習問題的研究、整合所需的教學過程評價標準研究等)。可以發動廣大的教研員、教師以信息技術為手段,在現代生物學教學中對“整合”進行多角度多層面的研究。
2、“整合”的實踐
從整合的角度體現了3個特點:
①將微觀世界或宏觀現象,通過視頻、動畫等形式展現在學生面前,加強了教學的直觀性,激發了學生學習的興趣,有利于揭示事物的本質,提供由形象信息到抽象(理論)思維的橋。
②分層教學、因材施教,傳統教學也曾努力過,但通過實踐證實,在學生人數很大的今天,實施因材施教、分層教學,只有使信息技術成為學習的工具、創新的工具,才能得以實現。
五、生物學教學與信息技術整合過程中應注意的幾個問題
1、要注意與傳統教學手段的優勢互補
不可否認,信息技術與生物學教學的整合特別是網絡化教學的開展,在開發學生的智力,培養學生的獨立性、創造性,發展學生的個性特長等方面具有積極的作用。但是,正如一種教學方法不可能解決所有問gg--樣,信息技術無論怎樣先進,功能如何完善,都不可能完全取代傳統的教學手段,如對學生實驗操作技能的培養目標只有通過“演示-模仿-操作”才能更好地完成。像觀察植物細胞的有絲分裂、DNA的粗提取和鑒定、細菌培養的基本技術等實驗,若不讓學生實驗操作,僅僅用多媒體大屏幕演示實驗過程,學生難免有“紙上談兵”之感,而且也不利于培養學生的動手能力和科學精神。對理論性強的知識板塊,如現代生物進化理論、遺傳的基本規律等還是應采用傳統的教學手段。此外,信息來源的渠道也不只是網絡,傳統的圖書館、閱覽室,各種報刊雜志都可以作為學生學習的信息源。實踐表明,只有將信息技術與傳統教學手段進行有機的整合,形成優勢互補,才能取得良好的教學效果。
2、要重視信息技術運用的效率和實際教學效果
信息技術運用于生物學教學,使得教師花在教學準備方面的時間成倍的增加。加上目前條件下運用信息技術開展學科教學的經濟成本較高,這就給我們生物學科教師提出了更高的要求,那就是:在基本條件相同的情況下,運用信息技術開展生物學教學所取得的效果和效率,必須高于用其他更簡易教學手段所能取得的效果和效率。比如在學習DNA雙螺旋結構時,有些教師化了大量的時間和精力在電腦中畫了一個DNA分子的空間結構,但是學生看了課件后還是很難想象出一個DNA是由兩條脫氧核苷酸鏈盤旋而成的。其實講述這部分內容時,只要給學生演示DNA雙螺旋結構模型,學生對DNA的空間結構就一目了然了。這樣既省力,又能收到很好的效果。所以在生物課堂教學中要注意信息技術的運用是否必要,以及是否能對學生的學習起到積極的促進作用,另外還應避免因媒體過多涌入,引起學生興奮和注意的轉移。使學生失去對有關問題的深層思考,造成“課上熱鬧,課后懵懂”的現象。