信息技术与生物课程整合的实践与探究

信息技术与高中生物课程整合的实践与探 究
植四中王巧英
摘要: 现代信息技术与学科课程整合是教育信息化的核心与关键, 也是转变教师的教学观念、 教学方式, 转变学生学习方式的有效途径, 而且现代信息技术在教学中也越来越体现出其不 可替代的优势, 将以计算机和互联网为基础的现代信息技术应用于高中生物学课堂教学, 提 供图、文、声、像等多元化的教育情境,以及协作学习的交互式学习环境,是激发学生主动 发现、主动探索生物科学的兴趣和愿望的重要途径。 关键词:现代信息技术 生物学 课程整合 信息技术与课程整合, 是将信息技术有机地融合在各学科教学过程中, 使信息技术与学科课 程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融合为一体, 成为与课程内容和课程实施高度 和谐自然的有机部分, 以便更好地完成课程目标, 并提高学生的信息获取、分析、加工、交 流、创新、利用的能力, 培养协作意识和能力, 促使学生掌握在信息社会中的思维方式和解 决问题的方法。信息技术与学科课程的整合, 不仅有利于提高教学效率, 也有助于提高学生 信息素养和文化水平。 随着素质教育的不断深入发展 ,以探索生命活动规律为主线的高中生物学科教学越来越注 重培养学生实验和探究的能力, 因此现代信息技术与高中生物课程整合符合高中生物教学的 要求 ,能为学生学习高中生物知识提供理想的教学环境 ,激励每个学生的主体能动性 , 形成具有生物学科特色的多媒体教学模式。

我国传统的课堂教学是以教师为中心,知识的传授多半 是灌输式的,学生处于被动接受的地位,这样的状态与全球信 息化现状是很不适应的.为了适应这种教育信息化的发展趋 势,教育部提出了在中小学普及信息技术教育,加快信息技术 与学科教学的整合,以信息化带动教育的现代化,努力实现基 础教育跨越式发展的战略要求。. 由于生物学科的特点,信息技术与生物学科的整合,较其 他学科有着更为显著的优势.当前国内外关于信息技术与课 程整合的研究理论阐述已经很丰富,但实践应用还不够系统 和完善, 本文通过对信息技术与高中生物教学有效整合模式 和实施的研究,将在一定程度上丰富和发展我国高中生物课

堂教学模式,通过实践的探索,验证信息技术对生物教学的影 响,使信息技术与生物课堂教学的整合更加科学化和规范化, 从而为今后信息技术与高中生物教学整合提供理论和实践 上的参考与借鉴.
生物学科知识是学习的载体, 信息技术作为工具和手段渗透到 生物学科的教学中去,在学习信息技术的同时,又能培养学生解决生 物学科问题的综合能力。信息技术与生物课程的整合,为生物学教学 找到了新的支撑点,让高中生物学的学科特征得以凸显并熠熠生辉。 它实现生物学教学由微观向宏观的转换,由抽象向直观的转换,由静 态向动态的转换。 在整合过程中,教师要设法找出信息技术在哪些地方
能提高学习的效果,从而使学生用信息技术来完成那些用其他方法做不到 或效果不好的学习任务。

一、如何将信息技术与生物学科整合 如何将信息技术与生物学科整合?我日常教学设计的原则是: 突出学生的主体地位,强调自主协作学习;分层次教学,面向全体学 生,体现个性化学习,激励学生创新,培养锻炼学生的学习能力、利 用信息技术的能力和科学创新精神。 (一)整合的优势 由于生物学科的特点,信息技术与生物学科的整合,较其他学 科有着更为重要的作用。

l、生物的微观性。生物的细胞结构极其微小,肉眼无法直接观察,通过挂图和语言描述, 往往使学生难以理解。通过信息技术,可以模拟放大显示任何细胞结构的详细部件,以线粒 体为例,教学时可将细胞中的线粒体进行闪动、放大并由外到内将其各个部分,分别进行定 格特写和重复演示等技术处理, 同时提出探究问题: 线粒体的形态如何?结构如何?其内膜 有什么特点?内膜的结构与其功能是如何相适应的?让学生通过积极探究、 自主发现, 理解 并真正掌握线粒体的结构和功能。在讲解“DNA 分子的结构”这一节课时 ,首先要把握住 重难点 ,即 DNA 分子的双螺旋结构 ,然后利用多媒体对 DNA 分子结构进行动态展示 , 并且要求学生通过观 察 ,亲自动手画出 DNA 分子的双螺旋结构模型,如果条件允许,可 要求学生亲自动手制作 DNA 分子双螺旋结构模型 。这样利用多媒体动态演示 ,使教学变 得具体、形象 、生动,又吸取了传统教学中实践教学的优点,把二者有效地结合起来,取 得了较好的教学效果。 极大地延伸人的各种感官、思维,极大地拓宽时间、空间领域,实 现微观的东西宏观化,生动形象,感染力强,使学生易懂好记。

2、生物的运动性。生命是运动的,其生长、发育、繁殖等生理过 程很难利用通常的教学手段向学生展示。 运用信息技术与生物课程的 整合,从网络中可以得到有关这些生命活动过程的课件,通过教师的 个性化处理进行再加工,运用于探究式课堂教学。例如在减数分裂和 有性生殖细胞的形成这部分内容的教学中, “减数分裂”这一课件的动 画演示,能真实地展示出精子和卵细胞形成的动态变化过程,惟妙惟 肖、生动形象、通俗易懂。在课堂教学过程中,教师可先通过其整个 过程的动画演示, 使学生建立起有关减数分裂及其动态变化过程的整 体概况,然后按顺序将其动态变化过程的各个时期进行慢放、定格、 特写和重复等技术处理,同时提出探究问题:如联会、同源染色体、 四分体等概念如何理解?减数第一次分裂的过程如何?减数第一次 分裂过程中最重要的变化是什么?减数第二次分裂的过程如何?减 数第二次分裂与有丝分裂的区别是什么?等等。让学生通过观察思 考、主体探究和协作讨论,在平等和谐、充满生机和活力的课堂氛围 中, 进行积极主动的知识建构与内化。 这样既突出了重点突破了难点, 又培养了学生的协作精神、探究能力和创新素质。

3 、能力培养和知识学习相结合的教学目标:信息技术与课程整合要求学 生学习的重心不再仅仅放在学会知识上,而是转到学会学习、掌握方法和 培养能力上,包括培养学生的信息素养。强调能力的培养也是我国新课改 的重中之重,现在的中小学课程改的很厉害,其实说白了就是要求教师在 教会学生知识的同时注重学生能力的培养,所以看现在的新课改的教材和 示范课你会觉得有些内容或程序总有点多此一举,但其实这都是学生能力 培养所必要的必需的,这也需要广大教育工作者的认真落实。当然,这样 也就无形中加重了老师的负担,但百年大计、教育为本,作为教育工作者, 牺牲一点也是应该的。 4 .培养学生终身学习的态度和能力 在信息时代,知识的更新率加快,各学科间相互渗透,出现了更多的 新兴学科和交叉学科。在这种科学技术、社会结构发生剧变的大背景下, 要求学习者能够具有主动汲取知识的愿望并能付诸于日常生活实践,要能 够独立自主的学习,能够自我组织,并能控制整个学习过程,对学习进行 自我评估。

五、网络教学有利于培养学生创新精神和提高学生信息素养 创新能力和信息素养(包括获取、分析、加工与利用信息的能力)是信 息社会所需新型人材必需具备的两种重要的能力素质。 这两种能力素 质的培养需要特定的、有较高要求的教学环境的支持,多媒体的超文 本特性与网络特性的结合,正 好可以为这两种能力素质的培养营造最理想的环境。众所周知,因特 网(Internet)是世界上最大的知识库、资源库,它拥有最丰富的信息 资源,而且这些知识库和资源库都是按照符合人类联想思维特点的超 文本结构组织起来的,因而特别适合学生“自主发现、自主探索”, 这就为学生批判性思维、 创造性思维的发展和创新能力的孕育提供了 肥沃的土壤。 与此同时,由于学生可在 Internet 这样的信息海洋中自 由地遨游、探索,并对所获取的大量信息进行筛选、分析、评价和进

一步的加工,然后再根据自身的需要加以利用,显然,这个过程将使学 生得到关于信息能力方面的最好的学习与锻炼,从而能较快地成长为 既有高度创新精神,又有信息获取能力的符合 21 世纪需求的新型人材。 (二)整合的途径 1、应用多媒体突破教材的重难点 多媒体课件可以很好地突破教学重难点,提高课堂效率。生物课 堂上很多生命现象,生化反应,代谢途径等,教师难以用语言表达清 楚,而多媒体课件集声音、图象、文字、动画、视频等多种媒体于一 体, 在学生头脑中建构理论模型和知识结构, 轻而易举的突破重难点。 如必修 3 第二章第一节《动物和人体生命活动的调节》中的“兴奋的 传导”这个难点,传统教学手段教师难于讲清,学生难于理解,而用 计算机技术模拟出兴奋在“神经元内”“神经元间”的电位变化和 突触内递质的释放过程,以及电位传导和化学刺激的转化,学生很容 易在头脑中形成: 刺激一一膜电位变化一一突触递质一一膜电位变化 这条一体化兴奋传导路线,从而理解兴奋的传导机制达到教学目的。 必修 2 第一章第一节《基因的分离定律》中基因分离定律的实质是本 节的难点所在,如果教师利用多媒体演示减数分裂的过程:减数分裂 前期同源染色体联会形成四分体,第一次减数分裂同源染色分开,这 时位于一对同源染色体上的等位基因, 会随着同源染色体的分开而分

离,分别独立分配到两个配子中遗传给后代。学生会通过对减数分裂 过程的理解很容易的接受分离定律的实质,突破了本课的难点。在课 堂上有效的利用多媒体技术,前串后连,突破时空局限,使学过的知 识瞬时再现,大大节省教学时间,提高教学效率,提高教学质量。但 要注意在课堂上避免一味地利用课件, 2、利用计算机技术模拟试验
高中生物的有些实验探究内容 , 由于受到种种条件的限制 , 不可能让学生亲自动手操 作。通过信息技术, 可以给学生呈现出一个真实的或者虚拟的学习环境, 让学习者真正在其 中体验, 学会在环境中主动建构、积极建构,构筑自己的学习经验。运用模拟教学课件, 或者 计算机外接传感器来演示某些实验现象, 向学生展示教学实验的过程和方法, 帮助学生理解 所学的知识。 并模拟动态的变化过程, 通过模拟实验使学生尽快把握实验要领和具体操作方 法。例如在讲解“植物细胞的吸水和失水”这一探究实验时,教师可以利用 Flash 软件将其 制成动画,向学生演示水分子和蔗糖分子的运 动,使学生通过观察看到“长颈漏斗管内液 面上升 ”这一现象 ,从而对渗透作用原理有了更深刻的认识 ;再比如对于 DNA 的复制、 基因控制蛋白质的合成、克隆生物等实验,学生可通过观察教师下载或制作的虚拟实验,来 加深对这些实验观察和原理的理解。

生物是一门以实验为基础的自然科学,生物教学离不开实验教学, 真实的实验在生物教学中有着举足轻重的作用,是必不可少的。有些
实验探究内容, 由于受到种种条件的限制, 不可能让学生亲自动手操作。通过信息技术, 运 用模拟教学课件, 或者计算机外接传感器来演示某些实验现象, 向学生展示教学实验的过程 和方法, 帮助学生理解所学的知识。并模拟动态的变化过程, 使学生尽快把握实验要领和具 体操作方法。 例如在讲解 “植物细胞的吸水和失水” 这一探究实验时, 教师可以利用 Flash 软 件将其制成动画,向学生演示水分子和蔗糖分子的运 动,使学生通过观察看到“长颈漏斗 管内液面上升 ”这一现象 ,从而对渗透作用原理有了更深刻的认识 ;

例如在《叶绿

体色素的提取和分离》实验中,教材上的叶绿体色带分布是自下而上 是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素 a,黄绿色的 叶绿素 b,而我们在实验中由于条件的限制和其他外界因素的干扰导 致实验结果不清。这种情况下,我们可以说明原因,并用计算机模拟 获取准确的实验结果,纠正实验中的误差。

3、课程复习,高效迅捷 在生物复习课中,教师借助计算机网络和投影技术,把预先准备 好的一个完整的知识网络体系投到大屏幕上或是投到学生计算机的 屏幕上,这样既节约了时间,又加大了课堂的容量,而且便于教师精 讲。在复习中利用信息技术展示知识网络体系,可以使学生在瞬间勾 起学生对以前所学大量知识的回忆, 省时高效, 而且还利于分层教学、 自主复习。实际上每位学生所掌握的知识是不同的,教师把知识网络 交给学生以后, 学生根据已有知识水平对未掌握的知识有侧重点地复 习或重新学习,有的放矢,新旧结合,大大提高了复习的效率。 二、 对信息技术与生物学科整合的思考 教学手段是由教学内容决定的, 在教学过程中不可滥用信息技术 而且在应用的过程中不可哗众取宠,为了应用而应用,流于形式。应 该明确应用信息技术的重要意义在于恰当应用它来增强教学的有效 性,提高教学质量。因此, 信息技术在生物学教学中还应该 注意以 下问题: 1 对信息技术带来的师生关系转换认识不足
在信息技术与课程整合的教学结构中,强调学生的主体性,要求充分发 挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。

传统教学过程中,教师是信息的组织者、传播者,是教学活动的 主体和主导者;而由于信息技术与生物学课程的整合,教师不再仅仅 是知识的传授者,同时也是教学的设计者、教学软件的开发者和学习 活动的引导者。师生之间是一种协作关系,学生是教学过程的主体, 是教学活动的重心。在信息化条件下,只有真正做到一切教学工作以

解决学生的学习需求为目标,学生的积极性和潜力才能得到充分发 挥,教师高超的教学艺术才能得到充分体现。 3 对信息技术带来的教学观念变化认识不足 信息技术与生物学课程整合意味着高中生物学教学在课程理念、 教学目的、课程框架和内容要求等方面都有了很大的改变。在重新定 位生物学课程的价值过程中,生物学教学的焦点聚集在“面向全体学 生”和“倡导探究性学习”。“面向全体学生”带来的变化是教学内 容加大了灵活性和选择性,使不同水平、不同兴趣的学生能学到更适 合他们需要的知识。 “倡导探究性学习”则大大提高了教师的能力要 求,这种要求不仅包括教师的教学技能,还包括教师的创造性,科研 探究能力。在信息技术与生物学课程整合逐步推进的过程中,广大生 物学教师普遍感到棘手的问题,就是如何在教学中实施探究性教学, 如何使探究能力培养与知识传授达到和谐发展以及探究性教学的效 果如何评价,等等。这些问题都亟待解决。
4 避免过分依赖多媒体课件 多媒体在教学中虽然有许多优点,但其终归是一种辅助教学手段 ,如果教师在授课时,过 分地依赖多媒体课件, 将许多的教材内容做成泛泛的课件, 则由于其切换过快、 内容量 大 , 使得学生没有思考 、发问和记忆的时间,而教师将注意力都放在展示课件上 ,根本无暇顾 及教学活动的组织 、学生的信息回馈 ,最终导致教师的“教”和学生的“学”严重脱轨。 教师应合理安排多媒体课件在教学中的比例 , 使用多媒体声 、 形等的渲染魅力激发学生学 习兴趣 , 并结合自己高超的教学技巧和方法调动学生参与到课堂学习中, 重视学生学习信 息的反馈 , 及时与学生进行良好的互动 ,并留给学生一些提问和独 立思考的空间 ,充 分发挥教师在教学过程中的引导作用 。 3.2 避免课件内容陈旧,信息量过大 教师在使用多媒体课件进行教学时,要时常根据所教内容 、生物学发展方向等知识 ,及时 更新 、 调整课件内容, 保证课件内容的新颖性 。 同时, 多媒体课件所包含的信息量要适度, 尤其是针对课外生物知识 ,教师要把握好取舍,保证与教材知识的紧密衔接。 针对目前我国高中生物教学质量较低的现状,现代信息技术无疑是一种有效的辅助手 段 ,能够切实提高高中生物教学效率 。虽然现代信息技术有很大的优势,但并不能完全采 用信息技术教学而抛弃传统教学方法,因为信息技术虽然先进 ,但也不是万能的。教师要 根据课程内容要求和实际情况将现代信息技术和传统教学方法有机结合 ,正确处理好二者 的关系 ,使其扬长避短 、相互促进 ,这样才能取得良好的教学效果 ,切实提高高中生物 教学质量 。 从发展的眼光来看 , 信息技术与生物课程的整合将是未来主要的教学手段和方 法 。在这个全新的教学台上,教师要积极地在生物教学中合理地使用信息技术进行教学 , 注重培养学生的学习自主性及各方面的能力, 在教学中结合新的教学理论 、教学思想 ,形

成全新的教育观念和新的教学模式,优化高中生物课堂教学。


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