浅谈CAI与生物学教学

2022-09-11

现代科学技术的飞速发展对传统的课堂教学模式提出了严峻的挑战, 计算机的发展, 网络多媒体课件的出现, 计算机辅助教学 (CAI) 将计算机作为教学工具, 为学生提供了一个新型的教学环境, 使学生在计算机的交互活动中完成学习过程。CAI技术在这场史无前例的教育改革中起着十分重要的作用。有专家认为, CAI不仅是一种新的教育技术, 而且也是人类历史上继文字出现, 学校创立, 活字印刷之后的第4次革命。要求生物学教师合理的利用CAI, 在一定程度上可以提高生物学授课质量, 激发学生主动学习的兴趣。

1 生物学的课程特点需要CAI的辅助

生物学研究的内容广泛, 从微观到宏观, 从个体到群体, 从分子到空间。因此, 在生物教学中, 教师应根据教学大纲的要求, 具体分析教学内容和学生的认知水平, 选择适合于用计算机表达并且是其它媒体不可替代的教学内容。如光合作用, 基因控制蛋白质的合成, 细胞分裂等。这些内容微观抽象, 我们把媒体课件应用于课堂教学, 不仅较好地突出了重点, 突破了难点, 使学生准确, 迅速地理解了知识。而且极大地调动了学生参与教学的积极性, 培养了学生的观察和思维能力。

教学中充分使用多媒体课件, 如文字、图片、动画等, 往往能起到化静为动, 化抽象为直观的作用。对生物学而言, 书本或是挂图都是静态图像, 但生物学的内容往往有许多动态变化过程。例如蛋白质的合成过程, 如果利用软件设计成动画, 表现出DNA—RNA—氨基酸合成多肽的动态变化过程, 就非常的形象生动。教师只需将动画放映几次, 稍加指导, 学生即能理解知识点。

2 生物学的学科发展需要CAI

生物学的学科发展涉及不同的尺度, 从分子水平到无穷空间。而一个人的能力是有限的, 不可能面面俱到。但生物学的每一个分支领域, 其乐无穷, 需探求的奥秘很多, 只有借助于CAI将无穷大的空间生物学, 以及微观分子水平研究的内容和过程展示给学生。生物学学科的发展特点要求教学过程中需要大量的信息和丰富的感性材料, 现有的教学实习从时间和经费都难满足要求。但将大量的生物学科研究成果和科研过程与CAI结合起来, 可以为学生提供丰富直观的图片、动画等资料。如分子标记技术, 在未开设该门实验课的情况下, 利用CAI可以使学生坐在教室里就可以观看分子标记的全过程, 并且可以人机交换实现模拟试验, 这可以帮助学生很好的理解分子标记技术在生物学研究中的作用和意义, 明确生物学的研究同样涉及微观领域, 用微观领域的知识同样能解释生物过程, 特别是遗传多样化。

3 生物学的教学目的和意义同样需要CAI

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。担负着培养学生具有自然和谐发展的自然观, 生态文明道德观, 人类可持续发展观, 世界是大家的等等一系列理念。传统的教学模式如教师填鸭式的教学, 无法充分表达生物学研究对象在不同时空尺度上的结构和变化规律, 容易导致教师根据自己的理解和想象空泛地谈, 很难使学生认识到生物学理论的意义和实践指导作用。运用多媒体技术可以大大弥补传统手段的不足, 在生物学教学过程中, 利用大量的动画、视频等形式展现生物学现象和过程, 极大地帮助了教师的讲解。特别是有的生物学过程具有时间效应和空间效应, 难以板书或图示, 运用多媒体来表现, 可以使学生获得一定的感性认识。生物学实验在教学中占有相当重要的地位, 但有一些生物实验反应速度太慢或太快, 现象不容易观察, 这时学生可以反复观察计算机模拟实验。如植物对水分的吸收和利用, 植物的光合作用过程等实验。对于一般学校实验室不能看到和完成的实验, 比如DNA的复制, 基因控制蛋白质的合成, 克隆生物等实验, 学生可以通过观察教师下载或制作的虚拟实验, 来加深对这些实验原理和实验过程的理解。

4 辩证的利用CAI, 不断加强师生交流

CAI技术确实太神奇了, 只要想到的, 它几乎都能做到。换句话说, 即使是事实上不存在的东西, 也可通过计算机编造出来。有的生物学教师觉得实验太麻烦, 组织教学困难, 还不如下载一些演示实验在屏上放放, 这是CAI辅助生物学教学中最大的误区之一。生物学教学离不开生物学实验, 在实验中调动学生的各个感官, 培养学生的观察能力, 提高学生的动手能力, 激发学生的创造思维。每个实验只有让学生亲自动手实践探究才能加深学生的理解与记忆。如有的同学想知道某种植物细胞的结构, 只有到实验室做成切片或装片在显微镜下才能观察, 要始终记住, 多媒体课件中, 所有的东西都是“模拟”, 而不是现实, 不能把该让学生动手实践的东西搬到屏上去, 更不能把现实中不存在的东西盲目通过CAI来虚拟。

同时学生并不满足于课堂上有限的知识传授, 不同的学生对问题的理解有一定的差异性, 需要学生与学生之间, 学生与教师之间经常进行交流, 在对问题的探讨中不断加深了师生的感情。现代网络技术的飞速发展, 学生们可以随时到互联网上浏览信息, 查找资料, 提出问题, 这对教师提出了挑战。所以教师也要随时收集整理大量的课外资料, 与学生平等对话交流, 解答或启发学生的疑问, 这样不但加强了师生之间的沟通, 同时也对自身业务水平的提高起到了促进作用。

综上所述, 教学技术的提高, 离不开现代化手段。但没有教学理论为指导, 现代手段也实现不了。在生物教学中利用CAI, 但不能依靠CAI。教师必须接受现代教育理论, 信息技术能力, 教学设计方法等方面的培训, 才能充分发挥教师的主导地位, 调动各种积极因素, 合理的利用CAI。

摘要：将CAI用于生物学课堂教学, 提供图文、声像等多元化的教育情境, 是激发学生的兴趣, 主动探索生物科学的重要途径。

关键词：CAI,生物学,教学