信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合

肖漢珊 崔 鴻

【摘 要】為了探究信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合問(wèn)題,本文主要采用了文獻(xiàn)法、案例分析法,結(jié)合具體的教學(xué)案例,從演示性實(shí)驗(yàn)、模擬性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)三個(gè)方面來(lái)論述信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合途徑。現(xiàn)代信息技術(shù)能夠提供豐富的資源和便利的交流環(huán)境,它在中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用也越來(lái)越顯著。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù) 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 整合

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)生物教學(xué)中的重要組成部分。隨著時(shí)代的發(fā)展,信息技術(shù)與生物學(xué)教學(xué)的整合也越來(lái)越受到重視。教師合理地運(yùn)用教學(xué)軟件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入教育性、科學(xué)性、技術(shù)性和藝術(shù)性,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,使實(shí)驗(yàn)課教與學(xué)的互動(dòng)性更強(qiáng),有利于學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)探索,有利于培養(yǎng)他們的想象力和創(chuàng)造力,從而達(dá)到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的目的。

一、信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的意義

信息技術(shù)與課程整合,是指信息技術(shù)與指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)過(guò)程的結(jié)合,在課程教學(xué)過(guò)程中把信息技術(shù)、信息資源、信息方法、人力資源和課程內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái),共同完成課程教學(xué)任務(wù)的一種新型的教學(xué)方式。

現(xiàn)代信息技術(shù)主要包括多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由于多媒體和網(wǎng)絡(luò)具有集成性、交互性、智能性和易傳播性,能夠化靜為動(dòng),化虛為實(shí),化抽象為直觀。因此,將信息技術(shù)與教學(xué)相整合,不僅可以有效地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且還可以有效地拓展課本知識(shí)體系,拓寬教學(xué)的時(shí)間和空間范圍,從而增加教學(xué)的內(nèi)涵和外延。

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)生物教學(xué)中的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、探究與創(chuàng)新能力的最有效途徑。由于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往會(huì)受到實(shí)驗(yàn)材料、時(shí)間和空間等因素的限制,所以,可以運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。這樣不僅有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性、趣味性、形象性和安全性,并且可以開辟學(xué)生的視野,發(fā)揮他們的主體性與創(chuàng)新性。

二、信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的途徑

演示性實(shí)驗(yàn)、模擬性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)在中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中都占有重要的地位。在不同類型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,信息技術(shù)與其整合的方式也不同。下面,筆者將結(jié)合具體的實(shí)例來(lái)論述信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效整合。

1.信息技術(shù)在演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是指學(xué)生通過(guò)觀察教師演示實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程,從而得出實(shí)驗(yàn)的相關(guān)結(jié)論。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生一直處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)。另外,由于時(shí)間和空間的限制,學(xué)生不能準(zhǔn)確、完整地觀察到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,也不能全面地將實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示出來(lái)進(jìn)行多向互動(dòng)。

【案例】在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)中,可以采用基于多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。(如表格1所示)

將信息技術(shù)整合到演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以全面、準(zhǔn)確、具體地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的全部過(guò)程,不僅有利于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,而且有利于他們對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行思考和探究。由于多媒體技術(shù)具有很強(qiáng)的交互性,教師可以控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度,并且可以通過(guò)電腦操作,反復(fù)重復(fù)觀看實(shí)驗(yàn)的某個(gè)過(guò)程,這樣不僅有助于師生之間進(jìn)行互動(dòng),而且能夠有效地提高演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

2.信息技術(shù)在模擬性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。模擬實(shí)驗(yàn)是在研究工作或?qū)嶒?yàn)中,由于在研究對(duì)象上不能或不允許進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn),而為了取得對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí),通過(guò)模擬的方法制成研究對(duì)象的模型,然后通過(guò)在模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),模擬研究對(duì)象的實(shí)際情況。在中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中,有些實(shí)驗(yàn)由于受到各種因素的限制而不能達(dá)到教學(xué)要求,如實(shí)驗(yàn)具有危險(xiǎn)性、實(shí)驗(yàn)儀器或材料缺乏、實(shí)驗(yàn)效果不明顯等。

【案例】“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”是高中生物學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn),可以加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目和行為變化的理解,并激發(fā)探究減數(shù)分裂過(guò)程的興趣。由于此實(shí)驗(yàn)屬于微觀范疇,學(xué)生不易通過(guò)顯微鏡來(lái)進(jìn)行觀察,因此可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬減數(shù)分裂中染色體變化的整個(gè)過(guò)程。(如表格2所示)

將信息技術(shù)應(yīng)用于模擬性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅可以克服實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的各種限制性因素,而且能有效地拓寬教學(xué)的時(shí)間和空間范圍,如化靜為動(dòng)、化虛為實(shí)、化抽象為直觀,從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式中難以解決的問(wèn)題,有效地增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

3.信息技術(shù)在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。自新課程改革之后,中學(xué)生物教師努力將科學(xué)探究元素滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用探究方法進(jìn)行學(xué)習(xí),有利于學(xué)生掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能,從而掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法,并培養(yǎng)起創(chuàng)新精神和探究能力。

基于信息技術(shù)的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。一方面,現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供了豐富的信息資源,有利于探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。另一方面,教師可以利用信息技術(shù)手段來(lái)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,并且根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),為學(xué)生的協(xié)作、會(huì)話搭建學(xué)習(xí)平臺(tái)。

(1)基于WebQuest的生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。WebQuest是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,由教師設(shè)置一定的課題,以驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的一種網(wǎng)絡(luò)探究教育模式。 WebQuest包括了六個(gè)模塊:導(dǎo)言、任務(wù)、過(guò)程、資源、評(píng)價(jià)、結(jié)論。

【案例】在“探究影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可以采用基于WebQuest的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。其中,WebQuest包括了六個(gè)模塊,分別對(duì)應(yīng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的六個(gè)步驟。(如表格3所示)

基于WebQuest的生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué),能有效地實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效整合,創(chuàng)建高效率的信息化實(shí)驗(yàn)課堂,促進(jìn)了教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,并且培養(yǎng)了學(xué)生搜集和處理信息的能力,以及自主、合作、探究的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。

(2)運(yùn)用信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)生命科學(xué)史與科學(xué)探究性的整合。生命科學(xué)史是一部思想史, 它揭示了人們思考和解決生物學(xué)問(wèn)題的思想歷程。生命科學(xué)史可以為探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供大量的優(yōu)秀素材,因此,將生命科學(xué)史與生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行整合,是實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究的重要途徑。

【案例】在《生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)》探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史料中“達(dá)爾文、溫特、郭葛”三位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn),可以運(yùn)用信息技術(shù)的手段將這三個(gè)實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)給學(xué)生。(如表格4)

由此可見,運(yùn)用信息技術(shù)可以有效地將生物學(xué)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)?zāi)M出來(lái),這樣不僅讓學(xué)生學(xué)到了相關(guān)的歷史知識(shí),同時(shí)也領(lǐng)悟到了科學(xué)家們進(jìn)行科學(xué)探究的整個(gè)過(guò)程,從而培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力與科學(xué)素養(yǎng)。

三、結(jié)論

現(xiàn)代信息技術(shù)能夠提供豐富的資源和便利的交流環(huán)境,它在中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用越來(lái)越顯著。因此,如何運(yùn)用信息技術(shù)來(lái)優(yōu)化中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),以最大限度地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,仍然是我們值得探究的一個(gè)重要問(wèn)題。

參考文獻(xiàn):

[1]張?bào)闾m.信息技術(shù)與課程整合的理論與方法[M].北京:民族出版社,2004.

[2]張富國(guó),盧慶生.高中生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)[J].生物學(xué)教學(xué),2000,

25(7):23.

[3]梁嘉聲.WebQuest——網(wǎng)絡(luò)資源與高中生物學(xué)教學(xué)的整合初探[J].生物學(xué)通報(bào),2008,43(9):47.

[4]楊瑞林,王永勝.生命科學(xué)史的教育價(jià)值[J].課程·教材·教法,2005,25(4):68.

[5]操明權(quán).“建立減數(shù)分裂染色體變化的模型”的4種建構(gòu)方法[J].生物學(xué)通報(bào),2007,42(12).

[6]謝群.生命科學(xué)史與生物科學(xué)探究[J].中學(xué)生物學(xué),2007,23

(5).

[7]劉英姿.利用科學(xué)史開展“植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”的教學(xué)[J].生物學(xué)教學(xué),2006,31(2).

[8]張曉虹,鄧東花.信息技術(shù)與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合策略初探[J].中小學(xué)電教,2006,(11).

[9]趙琴.信息技術(shù)對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的促進(jìn)作用[J].教學(xué)月刊,2005,(10).