浅谈生物学科与信息技术的有效整合

浅谈生物学科与信息技术的有效整合摘要：将素质教育的理念与信息技术相融合，推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的有效整合，是基础教育课程改革的重要环节。文章从信息技术整合的背景，信息技术与生物学科整合的可能性、意义以及如何整合、整合的问题进行了阐述。关键词：整合有效信息技术生物学科信息将素质教育的理念与信息技术相融合，推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，是基础教育课程改革的重要环节。从教学手段上来看，信息技术在各科教学中的应用起到很大作用。如何利用信息技术的优势，构建和谐课堂，使之与生物教学有效整合，既能更好地达到生物教学的目的，又能使学生愉快地参与学习，在生物教学中显得尤其重要。本文试图从理论和实践上对信息技术与生物学科的有效整合进行探讨。一、整合的背景随着网络技术的迅猛发展，使我们步人一个崭新的时代，即E时代。E-learning概念也应运而生。美国教育部教育技术办公室在2000年底提出了“把世界教育放到每一个儿童的指间”的“信息化学习”和“信息化教育”计划。以前的“教育技术”、“电子教育”、“教育现代化”等概念，都被“信息教育”、“教育信息化”所取代。2000年10月，我国教育部在“全国中小学信息技术工作会议”上提出：从2001年开始，用5-10年的时间，在中小学普及信息教育技术，以信息化带动教育的现代化，实现我国基础教育跨越式的发展。教育信息化三个基本任务：a、“校校通”工程；b、中小学开设信息技术必修课；c、推进信息技术与学科教学的整合。二、信息技术与生物学科整合的可能性信息技术与生物课程整合的可能性应从信息技术、生物学科的特点出发，还要寻求支撑的理论依据。1.信息技术的特点：资源的海量化，形式的多样化，活动的交互性，学习的主动性，这些特点决定了学习主体进行自主选择、探究。2.生物学科本身的特点：研究对象的生动和丰富性：生物及其环境的声、形、色等可用图片，电影和动画以充分展现；实验科学，对于一些宏观和微观的实验，如生态学、分子生物学，可以凭借信息技术再现。三、生物教学与信息技术整合的意义使教学内容的呈现方式多样化，对生物教学来说，这一变化的作用主要有以下几方面：1.利用信息技术，变革教学内容呈现方式，多渠道刺激学生的感官信息技术可提供多种媒体的刺激，有利于知识的获取和保持。教学手段的新颖性、多样性和趣味性能够引起学生的注意，能激发学习动机，提高学习的积极性。它还可以引起有意注意和无意注意的相互转化，使学习变得自然，为掌握知识创造有利的条件。教学中通过多媒体组合教学手段，能把教学内容化繁为简，以虚为实，变抽象为具体，解决教学的重点难点。并且学生通过对大量具体材料的观察、对比、分析、综合，有利于对比较复杂抽象知识的理解，也培养了抽象概括的能力。以视听为主体的现代化教学手段能提供鲜明生动的形象，辅之语言的有机配合，使学生的多个感官协同活动，有利于左右脑的相互促进，两种思维的互补，对输入知识信息记忆长久而牢固。2.信息技术与学生学习方式的变革学习过程是人脑对外部刺激进行综合、分析获取有效信息的过程，这与多种感官接受的刺激密切相关。人脑的各种思维活动都是在特定的刺激下产生的，多媒体计算机技术可以实现颜色、光、声音、形象、动作等多种刺激，并可任意组合，特别是利用计算机模拟和再现各种生命现象等，有利于激活大脑的思维活动，利于学生产生直觉思维。信息技术可以有助于实现分层次教学、个别化学习，为每个学生提供可选择的学习内容、时间和空间；还可作为学生自主学习的重要工具；信息技术网络特性更有利于实现学生的协作式学习。人类学习的动力是出于生存本能的需要和好奇心。而通过信息技术可以创作一些生物游戏、引人入胜的生物环境或发人深省的生物奇闻，让学生参与其中，这必将变学生的被动学习为主动学习。同样，我们可以通过电脑网络，给学生链接好学习的网址，让学生上网学习相关生物知识。学生们在这种新型的学习环境中，心态极其放松，思维非常活跃，同学们可以根据所遭遇的环境随心所欲地发散自己的思维，在想象的空间里自由驰骋。3.信息技术与教师教学方式的变革信息技术可以作为准备教学的重要工具，从而提高教师的工作效率和质量；信息技术有助于教师创设更生动、逼真的问题情境，引导学生进入自主学习状态；信息技术还有利于提高教师呈现教学内容的质量和效率；还可作为教师总结教学经验的工具。利用信息技术参与生物教学必须根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，从而达到最优化的教学效果。多媒体技术运用在有限的课堂时间内，使学生明显地感受知识有新的拓展，信息量有新的增大，学习收到了事半功倍的效果。通过创设情境，发挥学生主体作用，营造一种轻松、愉快、适度紧张的课堂气氛，提高教学的质量和效果。另外，教师可利用多媒体做好课堂教学的复习、呈现、操练、自由交际等工作，使多媒体所能提供的图像、影片、提示语和背景音乐等能发挥充分作用。利用课件制作一系列有针对性的练习，是传统练习方法不可比拟的。它的最大优点在于化单一思维为多向思维，化抽象为具体，通过带娱乐性的练习，能轻松巩固已学知识，从而切实激发学生的学习兴趣。比如在练习中编制各种形式的选择题、填空题、是非题等，由软件来判断学生解答的正确与否，根据练习的情况，自动调整试题的难度及给予必要表扬鼓励等，这样节约了时间，加大了练习的密度，使得课堂的40分钟得以充分运用。4.拓宽信息来源，增大信息量“整合”使教学内容不再局限在教科书内，大量信息来源于教科书之外，如光盘、数字化图书馆等，特别是通过internet可以到任何一个网站上查询和搜集所需要的信息，可以下载网上有关生物的影视信息在课上播放，并可及时将生命科学、技术的最新研究成果和发展动态补充为课程内容。5.信息技术与创设虚拟场景建构主义学习理论认为，知识是学习者在与情境的交互作用过程中自行构建的。因此，情景化学习在生物课程中特别受到关注。利用多媒体计算机可以通过3Dmax三维动画技术、flash二维动画技术，创设出逼真的生物形象和生活场景，使学生有身临其境的感觉，有利于学生利用已有的知识和经验与当前学习的新知识整合，建构新的认知结构。还可以利用多媒体计算机技术虚拟那些难以观察的生命现象和生理过程，甚至实现虚拟实验。四、如何将信息技术与生物教学整合1.重视教学网页建设教学网页是指基于网络教室和校园局域网的web站点。不同于以往的课件，教学网页是完整的教学系统，是集组织教学、自主性学习、交流合作、教学评价等为一体的操作平台，其作用相当于CMI系统，是生物教学与信息技术全面整合的必要途径。网页制作中，供学生自主性学习的文稿不能是教材的简单重复，应体现出生物学科的特点，减少文字叙述，恰当地增加声、像、动画、影片等信息，创设情境，激活学生的思维活动。在目前的条件下，学生要在40分钟的课内完成上网浏览、查询是有困难的，因此，教学网页中要嵌入一个信息资料库，将更多与教学内容有关的各种形式的信息资料储存在资料库里，并在网页上设置查询引擎，学生只要输入关键词就可以快速从资料库中搜索到所需要的资料。学生也可在有关学习内容后面点击“more”，直接阅读资料库中的相关内容。在某些重要知识点或资料的后面，应注有为学生推荐的相关网站和网址，满足学生课前课后到网上浏览、查询。教学网页上要嵌入“聊天室”或BBS系统等，方便师生之间、学生之间在课上交流和互动。学习单元的形成性测验试题都应配有答案，学生可及时对自己的学习情况进行自评，教师随时了解每一个学生的学习情况，以便对教学及时进行调整。试题最好用库文件生成，以便于统计和储存，还可以将前后测验的结果进行比较。2.建立教育资源库有价值的教育信息资源库是信息技术应用的基础，没有教育信息资料的支持，整合也就无从谈起。建立教育软件资料库，加强智能型软件和协作型软件的研究和开发。有计划、有选择地开展在网络环境下教学模式和教学效果的研究。在学校可通过“名师工作室”，或教研组联合开发，收集教育信息资源库。也可以购买Intel网上的一些著名的资源库如中央电教馆资源库、K12资源库和科利华教学资源库等都拥有较好的，针对性较强的生物教育信息资源。3.合理地选择和使用多媒体（1）根据学生的身心特点选择多媒体。在界面制作方面，要平和自然，突出重点，不要本末倒置，切忌频繁滥用，否则其结果必然事与愿违。（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多媒体都可以作为教学的重要手段。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教学，为学生创造良好的学习环境，使学生能够一目了然，如细菌、病毒、DNA、克隆技术等，可通过微机模拟展示。再如，动物的个体发育，我们模拟一个池塘中蛙卵发育为蝌蚪的过程，再通过展示蝌蚪到青蛙的变态发育，必然给学生留下深刻的印象。（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，传统的生物实验能使学生参与实际实验过程，对学生的动手操作、观察分析以及创新思维、创新能力的培养是CAI模拟实验所不可取代的。只有那些因条件有限而无法完成或完成效果不佳的实验以及反应瞬间完成或反应时间过长的实验才可考虑到计算机模拟。如：光合作用、呼吸作用的过程，噬菌体侵染细菌的实验，米勒实验等，通过多媒体的展示，可收到良好效果。（4）注意避免的误区：一是多媒体完全取代了传统媒体，二是过分强调学校和教师自主开发课件。教师在繁重的教学负担下，还要花更多的时间来设计和制作课件，难免显得力不从心，制作出的课件也欠成熟。所以要注意平时的积累和对资源的共享。4.生物教学中多媒体课件设计平台根据生物学自身的特点，可以采用以下五种平台：（1）AuthorWare是生物课件市场化制作的主要平台。由Micromedia公司开发的，主要用于集成录象、动画等AVI、mpg文件和声音wav文件，并能控制这些文件的播放，具有一定的交互作用。（2）PowerPoint是生物课件中最常用的平台。由Microsoft公司开发的，主要用于演示类，能通过插入和超链接调选所需要的文件。技术要求相对较简单，主要用于展示影像、图片、文字，还可与flash结合展示一些动画。（3）Flash是生物课件中较精美且喜好者甚多的一种矢量动画平台，由Micromedia公司开发的Flash近来活跃于Intel网上，以它简单的背景，美观的界面、独特的矢量动画效果和其占空间小等优点拥有众多的爱好者。而生物学中一些二维状态的渐变动画如《植物的个体发育》、《生物的进化》、《有丝分裂》等可以由它来制作。同时它的一些交互性对师生互动也能起到很好的促进作用。（4）FrontPage和Dreamweaver主要用于网页制作。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学教学发展的方向。（5）3DMAX，主要用于三维动画的制作。由于它对电脑硬件要求较大且所占资源较大，目前很少用于生物学教学，但随着电脑硬件的不断进步，三维动画的制作在生物学的动画制作方面有着Flash不能取代的特点，其三维性、直观性比Flash的二维动画更强，所以在未来应该有更广阔的空间。六、信息技术与课堂教学整合中应注意的问题1.学生成为学习的主体，并不等于放弃教师的主导作用，而是教师主导作用的侧重点发生了变化。教师应在实际教学中系统考虑教学活动诸要素和诸环节的相互作用，在教学过程中运用多种方式优化教学过程的各个环节，激发学生积极参与。学生在通过信息技术、多种学习策略和多种活动形式主动学习的同时，不断地将反馈信息传递给老师，教师根据学生的反馈，不断地对教学过程实施随机调控，达到和谐共振的状态。整个教学过程实际上是一个双向交流互动、不断循环、不断调控的过程。2.过分依赖网络资源而忽略其他教学资源。从来就没有惟一的教学媒体，网络亦然，有很多方法可以提供学习资源，如：教科书、教学挂图、影视广播、图书馆等，不能认为信息