李晓雷论文

信息技术与生物学课程的整合 李晓雷 摘要：生物学是一门重视实践的学科，把现代信息技术运用到生物学教学中，将大大提高生物教学的质量。如何将信息技术与生物学教学整合，形成优势互补的整体效应，实现学科整合的优势，是一个值得探究的课题。本文通过例证的方式论述了生物学教学中信息技术与课程整合的具体方式，并针对目前生物学教学和信息技术中的一些误区，提出自己的看法。

关键词：信息技术 整合 生物学科 1. 引 言 信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具。信息技术与生物学教学的整合主要体现在信息源、授课模式、师生关系的转变等方面。北京师范大学现代教育技术研究所所长何克抗教授在《信息技术与课程整合》一文中认为：所谓信息技术与学科课程的整合，就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种新型教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革，从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处。生物课是一门直观性很强的实验学科，生物学教学重视实际操作，但由于受时间、空间、课堂教学条件的限制，有些内容学生不可能去实地观察。电教多媒体可将书本知识化静为动、化虚为实、化抽象为直观，并具有信息量大、传递方便等特点，在课堂教学中如能合理运用，不仅能加深学生对学习内容的理解，实现教学重点、难点的突破，还能激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，激活学生的思维，拓展学生的知识面，从而大大提高生物学教学质量。

２. 如何将信息技术与生物学科整合 “信息技术（information technology）与课程整合（integration）”就是把信息技术与学科课程有机地结合起来，把信息技术与学科课程的教与学融为一体，利用计算机，网络，多媒体等现代教育技术，视听结合，多方位刺激教学的一种教育模式。它给我们带来了一套全新的教育教学思想，提供了一种全新教学模式，大大提高了教学效率，改善了教学效果。

２.１创设真实情境，精心导入新课 生物教师在导入新课时，应该联系实际创设真实情境，充分激发学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师，学生只要在上课时激起强烈的求知欲，调动起浓厚的学习兴趣，学习起来就会起到事半功倍的效果。然而传统生物课堂上仅仅靠简单的挂图、色彩变幻等手段来刺激学生的学习兴趣，显然是很不够的，有了现代信息技术，课前通过多媒体播放与本节课有关的动画、录像、图片、声音等，可以有效的激发学生的求知欲，使其产生浓厚的学习兴趣。例如：在《生态系统的稳定性》这节课中，首先播放新闻短剧《生物圈 II 号》，让学生深刻感受到生态系统稳定性的重要性，引起学生思考自然，观察自然，探索自然的兴趣，进而加强对学生的爱国教育，环保教育。再比如，在讲述第五章第一节《生物的生殖》时，播放《多利羊的诞生》，讲述第六章第三节《基因的表达时》，播放《“人体的阿波罗计划”—人类基因组计划》等。通过这些影片的播放，一方面可以有效的激发学生的兴趣，提高学生的能动性，另一方面也可以利用这些生动有趣的情景对学生进行情感教育，培养其献身科学的精神。

２.２ 应用多媒体，突破重难点 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，而多媒体课件将声音、图像、文字、动画、视频等集为一身，化静为动，生动有趣，直观形象，虚实结合，可以尽最大限度地满足学生的视听等感官需求，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。如第四章第二节《神经调节》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—→膜电位变化—→突触递质—→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。第六章第二节《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，串联前后，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。

２.３ 计算机模拟，实验更清晰 生物是一门以实验为基础的自然科学，生物学教学离不开实验教学，真实的实验在生物学教学中有着举足轻重的作用，是必不可少的。但有时利用计算机模拟实验会收到意想不到的效果。

2.3.1 计算机模拟可以对真实实验进行补充 由于有些实验结果不够清晰或受到时空条件限制的原因，不能满足教学的实际需求，需要教师在真实实验的基础上再运用计算机模拟予以补充。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，使学生对实验结果有个正确的认识。

2.3.2 计算机模拟把不可能变为可能 在生物实验教学中一些不可能做出的实验，也完全可以运用计算机模拟实验进行教学。如《光合作用》的教学，需要认识光合作用中所释放的氧是来源于水而不是来源于二氧化碳。这个实验要用氧的放射性同位素，实验设备也比较复杂，在中学生物实验室里不能做。“传统”教学利用静态挂图配合教师“生动”讲解来“讲实验”，教学效果很不理想，学生印象不深刻。“清华同方教育资源库”用计算机模拟的方式提供的美国科学家普宾与卡门的光合作用过程的实验，用于光合作用一课的教学，有效的模拟了水的光解及氧的生成过程，学生易于接受，教学效果非常理想。

２.４ 搭建教学平台，开放学习环境 我们正处于知识爆炸的年代，知识更新非常快，教给学生简单固定的知识的做法早就被社会所淘汰，我们要教给学生学习的方法，培养学生自主学习，自主探究的自我学习能力。我们在教学中要适当拓宽学生的知识面，有助于学生能力的提高，这就需要“开放式”的教学环境。

２.4.１“小环境”开放教学 “小环境”开放教学仅仅是教师搜寻和综合有关某课题素材，建立链接，搭建相对封闭的生物学教学平台。它可以为学生创造一个有利于系统学习的情境，帮助学生在头脑中建构一个完善系统的知识体系。特点是网络不与外部连接，有效控制学生上网，知识体系完整清晰。条件是教师搭建的教学平台资源必须要丰富，完全可以达到教学目标。例如：在第四章第一节《植物的激素调节》中，教师先把植物的有关向光性一些实例及产生原因，生长素发现，生长素的作用及应用等方面的有关知识系统地揉合在一块，利用信息技术整合形成课件，学生可以通过教师制作的课件或是专题网站进行自主学习。也就是说，教师要通过备课，根据本课的教学目的，精心的设计一个适合学生学习的网站或课件供学生使用。

２.４.２ “大环境”开放教学 在“小环境”开放教学的基础上，教师再从网上搜寻整理有关网站，建立链接，利用internet的开放性搜索和资源共享等功能，创建一个完全开放的教学环境，然后引导学生自己去查询、搜索指定的课题再加以必要的实验实践、观察、体验、感知、探究，解决问题获取新知识。特点是资源丰富，良莠不齐。条件是教师一定要做好学生的指导工作，加强引导保证课堂效率。例如第八章第五节《生态系统的稳定性》中，教师可以有目的地把教育网上有关“生态系统的稳定性”以及其他网站的有关图文资料、音频视频、短片动画等链接融合在课件中，让学生自主学习，寻找解决问题的方法，总结相应规律，但如果缺乏教师指导，学生就容易根据自己的兴趣，更多的关心了生态系统中的各种食物链和食物网，而不去关注理解生态系统的稳定性的内容，以及生物种类、营养结构与稳定性的关系，导致课堂效率低下。所以在大环境得到开放的同时，教师一定要做好课堂上的指导工作。

２.５ 网页课件精讲，复习分层高效 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，可以很快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。例如，在复习《三大营养物质的代谢》时，由于教学内容多，学生水平不同，教师采用网页的形式呈现给学生知识体系以后，学生可以根据自己的水平有地重点复习脂类代谢，有的重点复习糖类代谢，有的重点复习蛋白质代谢，所有学生都可根据自己已有水平自主学习。在复习课中，一个好的课件，既对基础较好的同学起到提纲挈领、高效系统复习的作用，又可照顾基础薄弱的同学起到重新学习的作用，从而保证了每个同学都“有的吃”，“吃的饱”。

２.６ 交互反馈调节，评价及时准确 以计算机和网络为核心的现代信息技术，可以给教师提供交互性和智能化很强的人机对话系统。我们利用这个系统对学生反馈的信息进行快速的智能分析，随时获得学生学习的效果，随时指导学生学习的过程，这是传统的评价手段所不能的。

开发即时测试系统，是利用一些计算机软件的交互性，制作一些可以自我测试的网页，学生可以自我测试，根据系统反馈，及时发现问题，自我调节学习。开发网络考试系统，是集组题、测试、阅卷、成绩分析等功能的考试系统，可以根据教师设置的组卷参数（如试卷标题、总题数、满分值、考察的知识点，平均难度、平均区分度、题型结构），自动组出一份符合要求的试卷，利用网络系统对学生进行即时的联机考试。教师依据考试系统对考试结果的分析反馈，实现快速准确的教学评价。

综上，信息技术与生物课程的整合，在生物学教学领域内引发了一场巨大的教学革命。在这个资源丰富的舞台上，教师多种手段并用、因势诱导，有效调动学习兴趣；学生在强烈的求知欲的推动下变被动为主动，自主学习，自主探究，充分发展个性，挖掘潜力，全面提高自身整体素质。

3. 当前我国信息技术与生物课程整合存在的问题 我国提出信息技术与课程整合已经很多年了，但由于种种原因，信息技术与课程的整合还处于起步阶段，还有着很多不近人意地方，尤其是重视观察实践的生物学科问题更为突出，多表现在以下几个方面：