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浅谈多媒体技术与生物学科的整合
浅谈多媒体技术与生物学科的整合 浅谈多媒体技术与生物学科的整合 （宜宾翠屏外国语学校 刘道修） 摘要 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：过分夸大了多媒体的效果，排斥传统的教学手段；
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；
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；
只适于制作者或设 计者个人使用，其他人则无法摆弄。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。
首先，我们解释一下多媒体技术和整合这两个概念。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。那么，如何做到多媒体技术与生物学科教学的 整合呢？ 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？ 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。
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白质的多样性、 多肽、肽键等概念及相互关系。
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。
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。
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。一、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"辅教"。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：（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)。（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）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 下每人就有两条信息。（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，从而达到自己的设计目的。（5）强 调利用各种信息资源来支持"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。（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。
二、设计的方法与步骤：
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。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。
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、自主学习设计 课堂上在明确目的之后，给学生20~30分钟的时间 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。
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)。
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。
三、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：1、Authorware 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。
2、PowerPoint 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。
3、Flash 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、有丝分裂、克隆羊、生态平衡、水循环等）可以由它来制作， 特点是界面美观，渐变过程清昕。
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