資訊科技與生物學教學模式的結合
【摘 要】 本文從實踐的角度出發闡述了目前資訊科技在生物學教學中的三種基本模式：多媒體演播模式；互動模式；多媒體網路模式，對每種模式的應用方式配上課件和例項進一步加以說明。並針對目前生物學教學和資訊科技中的一些誤區，提出自己的看法：資訊科技應該是學生學習生物學知識的工具；應該適度使用多媒體和網路；整合不應該分層次。
【關鍵詞】 資訊科技 生物學教學 教學模式 課程整合
以多媒體計算機和網路為代表的資訊科技在中學教學中越來越得到廣泛的應用。多媒體計算機具有良好的互動性，能夠處理多樣化的資訊（包括文字、聲音、圖片、動畫等）；網路能夠給學習者提供豐富的資源，同時，網路具有時空不限性，Internet能夠讓學習者隨時上網學習。利用傳統教學手段是難以實現這一切的。資訊科技正在給教學帶來一場革命性的變革。生物學教學非常注重直觀，多媒體技術集動畫、影象、音樂等媒體於一體，能夠更加有效地實現教學的直觀性。而網路學習又能夠培養學生的協作精神、探究能力，無疑對於培養學生的生物學能力是非常有利的。如果我們在生物學教學中合理使用資訊科技，將大大提高學生的素質。為此，我們從1998年開始開展了“基於資訊科技的生物學教學模式”的研究，下面將我們的經驗和思考整理成文，與大家共同討論，以起到拋磚引玉的作用。
一、 資訊科技在生物學教學中應用的三種模式
（一）多媒體演播模式這種教學模式還是一種以教師講，學生聽為主的學習方式，在課堂中，教師藉助多媒體計算機系統向學生傳授知識，大量採用講授法和談話法進行教學，因此這種教學模式基本上是傳統教學的延伸。
多媒體教學模式這種多媒體系統比較經濟，只需要一臺電腦和一臺液晶投影就可以裝備一間教室，比較適合我國的國情。因此，多媒體教學模式是目前中小學應用最廣泛的一種模式。 運用這種多媒體系統進行生物學教學，不僅可以加強講授內容的科學性、系統性、直觀性和趣味性，而且可以輕鬆有效地突破各種生物學教學難點。
在生物學教學中的作用主要表現在：
1、 刺激學生的多種感官，從而提高教學效率多媒體組合，能透過多種渠道、多種方式，刺激學生的多種感官，使學生能利用多種感官分析器進行學習。如用形象生動的影象訊號吸引學生的視覺，用音響適中、悅耳精煉的語言訊號吸引學生的聽覺，特別是電教媒體的`特技效果突破了資訊傳遞中的時間和空間的限制，使學生能直觀地看到宏觀世界、微觀世界、遠方或過去的事物，使資訊通道得到了無限的延伸和擴充套件。 根據心理學關於學習比率、注意比率、記憶比率的研究表明：人們學習，透過視覺獲得的知識，佔83％，聽覺佔11％；人們在學習時，使用視覺媒體，其注意集中力的比率為81．7％，使用聽覺媒體為54．6％，前者比後者高得多；同樣學習一份材料，讓學生光聽，三小時後能記住60％，採取光看，三小時後能記住70％，視聽並用，三小時後能記住90％。三天後，三種學習方法的記憶率分別為15％、40％、75％，視聽並用的記憶率遠遠大於兩者之和。因此，在教學中，利用多媒體組合，能真正實現視聽的完美結合,有效地提高學生的注意力、記憶力，從而提高教學效率。
2、 改進資訊的轉換方式，從而提高教學質量生物學知識，有的抽象性強，有的綜合複雜，有的時空跨度大，難就難在這些知識資訊不能直接被學生感知。而利用多媒體計算機，可以把這些資訊透過轉換變成光、電、磁等訊號，並以一種直觀的形式，使事物真實地再現於課堂，讓學生耳聞目睹、身臨其境。
主要表現在下面三個方面：
（1）化微觀為宏觀：由於條件的限制，學生不能夠觀察到一些生物學現象。如：噬菌體侵染細菌的實驗，是要透過電子顯微鏡才能夠觀察到的，一般中學根本就沒有這種條件，但我們使用多媒體系統來進行模擬，可以很清楚地說明侵染細菌的過程，使學生容易理解和接受，提高教學效率。
（2）化快速為慢遞：一些生物學現象是非常快速的，學生不容易觀察。這時，採用計算機動畫技術，就能根據需要進行控制，可使影象化快速為慢速，甚至可以暫停下來。如青蛙捕捉害蟲，整個過程只有1/20秒，肉眼是看不清楚的，但用計算機模擬，可以慢慢地播放出來，讓學生觀察清楚。運用多媒體計算機同樣能夠化慢為快，把持續幾小時甚至幾天的生物學過程在幾分鐘內播放出來，如花的開放過程、孟德爾遺傳規律的解釋等。
（3）化抽象為形象：自然學科中的很多規律是抽象的，但往往是學習重點和難點所在。學生在觀察時，無法看到這些規律的變化和事物的演變，不利於教學。如：《光合作用》，主要讓學生理解光合作用，即在太陽光的照射下，植物體內的葉綠體把根吸收的水分和從氣孔吸進的二氧化碳，合成植物需要的養料，同時放出氧氣的過程。這一過程，對於學生而言，是很難想象和理解的。而使用多媒體課件，可以幫助我們營造一個形象的光合作用過程，設計成一個動畫，將這一個過程視覺化、擬人化。把葉綠體描述成一個“工廠”，水和二氧化碳是這個“工廠的原料”，當這些“原料”歡快地進入“工廠”加工後，出來的是“工廠的產品”：氧氣和養料。學生透過這個貼近他們生活的動畫，很快就能理解光合作用，認識光合作用對於植物的重要性。這種學習方式，易被學生接受。
（二）互動模式互動性是指CAI透過學習者（學生）與計算機之間的直接對話，從而形成一種積極主動的學習環境。
互動模式在生物學教學中主要有以下4種應用：
1 操練與練習 計算機逐個或一批批地向學生提出問題，當學生送入回答後，計算機判斷其正確情況，並根據學生回答的情況給予相應反饋，以促進學生掌握某種知識與技能技巧。計算機可以提供的練習方式有填空、選擇、填圖、配伍等。就提供了一個互動式的圖形組合題：學生就可以使用滑鼠把分散的魚的器官拼成一條完整的鯽魚。如果錯誤，所拖動的器官就會返回原來的位置，如果正確，就會給予鼓勵。
2 指導 包括呈現各種形式的教學材料（概念敘述、公式、規則、例子、說明等）和提問、回答與判斷反饋等各個方面。如視覺的形成就是這樣一個指導型課件，學生可以透過操縱滑鼠選擇學習的內容，也可以選擇使用不同的透鏡來矯正視力，並根據計算機反饋回來的資訊再決定學習程序。
3 諮詢 在學習過程中，學生根據需要選擇一定的材料，併發出一定的指示，計算機根據學生給出的各種指令，顯示相應的學習內容。如：獸類識別與檢索就採用了這種方式，根據欲識別動物與條文相應的特徵，找到符合於該正反條文中的那一段，再依相符合條文後面所標示的條文號繼續往下，點選軟體提供相應連結，直到最終找到該動物的相應名稱。
4 模擬 利用計算機模擬某些規律，產生各種與現實世界相類似的現象，供學生觀察，幫助學生認識（發現）和理解這些規律與現象的本質。這種模式有助於培養學生的能力，成為發展較快的一種課件型別。如：虛擬青蛙解剖，學生可以用滑鼠代替解剖刀對青蛙進行解剖，還可以調整角度進行觀察。透過計算機可以反覆進行實驗，有助於達到教學的目的。
（三）多媒體網路模式多媒體網路是指由教師機、學生機、伺服器和控制檯聯網而成的個人計算機系統，可以實現教師和學生、學生和學生之間的點對點、點對面的通訊。在教學過程中，教師除了可以向每臺學生機傳送教學資訊之外，還可以透過教師機觀察每一臺學生機螢幕資訊，以達到對教學的反饋和監控；學生可利用教師設計的教學軟體自主學習，學習中的問題可透過網路向教師或同學提問，並進行網路對話。
對於多媒體網路環境下的生物學教學，我們主要採取三種方法：1支架式教學：支架原本指建築行業中使用的腳手架，在這裡用來形象地描述一種教學方式：兒童被看作是一座建築，兒童的“學”是在不斷地、積極地建構著自身的過程；而教師的“教”則是一個必要的腳手架，支援兒童不斷地建構自己，不斷建造新的能力。支架式教學是以前蘇聯著名心理學家維果斯基的“最近發展區”理論為依據的。維果斯基認為，在測定兒童智力發展時，應至少確定兒童的兩種發展水平：一是兒童現有的發展水平，一種是潛在的發展水平，這兩種水平之間的區域稱為“最近發展區”。教學應從兒童潛在的發展水平開始，不斷創造新的“最近發展區”。支架教學中的“支架”應根據學生的“最近發展區”來建立，透過支架作用不停地將學生的智力從一個水平引導到另一個更高的水平。
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