計算機在生物學中的應用論文(3)
計算機在生物學中的應用論文
計算機在生物學中的應用論文篇三
試談計算機輔助教學在生物學教學中的應用
[摘要] 計算機作為一種現代化的教學媒體已逐漸進入課堂，在多年生物學教學實踐的基礎上，運用多媒體技術對中學生物學的教學內容、教學過程、教學方式進行了優(yōu)化與整合，解決了生物學教學中的重點和難點，優(yōu)化了課堂教學結構，突出了學生的主體作用，培養(yǎng)了學生的主體意識、創(chuàng)新思維和綜合能力，開發(fā)了學生的智力，提高了學生的整體素質。
[關鍵詞] 計算機輔助教學;中學;生物學教學;素質教育
知識經濟時代的到來，使傳統(tǒng)的教學模式受到了前所未有的挑戰(zhàn)，隨著信息技術的應用和發(fā)展，計算機輔助教學已成為廣大教育工作者實現教育現代化的重要手段。隨著科學技術的飛速發(fā)展，對中學生能力的培養(yǎng)和智力開發(fā)要求越來越高。在中學全面推進由“應試教育”向素質教育轉變的今天，中學生物學教學如何適應當前教育改革的新形勢，培養(yǎng)學生的綜合能力，開發(fā)學生的智力，提高學生整體素質已成為當前中學生物學教學改革面臨的重要課題。運用計算機多媒體輔助生物學教學，改進了傳統(tǒng)的教學手段和方法，優(yōu)化了課堂教學結構，提高了課堂教學質量，減輕了學生課后學業(yè)負擔，取得了良好的教學效果。計算機輔助教學以豐富多彩的直觀形式，使大腦不同功能區(qū)交替活動，產生積極學習的興趣和動機等非智力因素的綜合效應，有利于促進教師轉變教育思想和觀念，提高自身素質;有利于促進教學模式、體系、內容和方法的改革。
1計算機輔助教學的目的和意義
1.1 目的
隨著計算機輔助教學的發(fā)展，生物教學過程中應運用相關的信息，如何結合教學實際在課堂中應用計算機來輔助教學，這就是研究此課題的目的。
1.2 意義
此課題研究的意義有以下幾個方面：
1.2.1激發(fā)興趣，培養(yǎng)學生的觀察能力直觀性和趣味性是計算機教學的特點，也是生物教學的原則。許多生物現象來自于直觀形象或景觀，逼真、形象、趣味性的畫面能引起學生極大的興趣;動態(tài)的動畫制作能反應生物的運動狀態(tài)，打破時間與空間、宏觀與微觀的限制，有利于學生感知和理解。根據教學需要，恰如其分地運用計算機輔助教學動靜結合、圖文并茂的特點，充分調動學生的視覺、聽覺，使學生在不知不覺中進入思考和解決問題的境界，這些是傳統(tǒng)教學方法不可能做到的。
1.2.2增大課堂教學密度，提高教與學的效率計算機的快速信息處理和圖像傳輸特點，在一定程度上代替了黑板，可使教師省去板書時間，有更多的精力講課和注意學生反應，及時調整教法和進度。以前占課時較多的內容在較少的時間內就可完成，因而加大了教學密度;大多數多媒體課件適合學生的接受能力，有利于使學生擺脫抽象、難懂繼而厭學的情緒，對減輕學生的心理和課業(yè)負擔，優(yōu)化課堂結構，提高教與學的效率，有重要的現實意義。
1.2.3突破難點，培養(yǎng)學生的思維能力生物學中許多微觀現象無法用肉眼觀察，一些科學原理和抽象概念難以通過實物展示，這時可利用計算機輔助教學模擬各種動態(tài)過程，對其進行形象化描述。由具體到抽象形成學生自己的思維方式，培養(yǎng)了學生邏輯思維能力及發(fā)現問題、解決問題的能力。
1.2.4抓住重點，培養(yǎng)學生信息處理能力現代生物教學中，有時會遇到很多的信息，這就需要學生在平時的課件所給的信息中，抓住信息的要素，培養(yǎng)分析信息、處理信息的能力。
2計算機輔助教學的基本內容
2.1理論方面
信息技術、生物課程、信息技術與生物課程的整合。
2.2實踐方面
一是如何將各種信息整合到生物學科的教學中;二是如何將多媒體技術運用于生物課堂教學中;三是培養(yǎng)學生獲取信息，分析和處理信息，應用信息的能力。
3計算機輔助教學的價值
在整個教育體系中，教師、學生是其基本的構成要素，隨著信息技術在生物教育領域的廣泛應用，教育信息化的深入展開，使教師的作用、學生的能力要求等都發(fā)生了深刻的變化。
3.1教師的作用
傳統(tǒng)的教育中，教師的基本作用是向學生傳遞一定學科的專業(yè)知識。多媒體技術的廣泛應用，學生可以自主的學習，在這種情況下，教師的作用為：①學習的組織者和協(xié)調者：對某一特定內容，學生可以通過老師所給的信息、因特網等途徑學習，教師不再只是講授，而應對學生的學習活動進行組織、指導和協(xié)調。②資料的收集者和整合者：教師應盡量收集資料和相關信息，整合到生物學科的教學中，擴展學生的知識面，提高學生的認知水平。③學生信息能力的培養(yǎng)者：學生在利用所給資料自主學習中，信息能力是十分重要的，教師應注重學生信息能力的培養(yǎng)。
3.2對學生的價值
用計算機輔助教學，可以給學生更多、更快的認知過程，培養(yǎng)學生自主學習、主動獲取知識的能力，分析處理信息的能力，培養(yǎng)學生發(fā)現問題、解決問題的能力。
4計算機輔助教學在生物教學中的應用
4.1優(yōu)化教學過程，提高課堂效果，著意培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識
教學過程優(yōu)化的標準其一是看效果，其二是看效率。從總的目標上來看，一定條件下，教學過程的最優(yōu)化，教學效率的最高化，質量效果的最大化，是現代教育所追求的主要目標之一。在傳統(tǒng)教學中，板書是很費時的。然而，利用計算機輔助教學系統(tǒng)簡潔省時，同時又能生動形象地連續(xù)放映，直觀易懂?；谶@樣的認識，我重新建構了生物學科課堂教學模式。在講授“基因的分離規(guī)律”一節(jié)內容時，按傳統(tǒng)的教學模式要三個課時，而運用計算機輔助教學課件只用兩個課時。我分別在兩個平行班做了試驗，并考察了學生的掌握情況：結果是用課件的班成績合格率達94%，而另一個班卻只有76%。也許一節(jié)課的實驗結果還不足以證明計算機輔助教學的巨大優(yōu)越性，但它至少讓我們看到了運用計算機輔助教學的高效潛力，能為學生騰出更為廣闊的發(fā)表獨立見解的思維空間，使學生有充足的時間進行聯想、思考和分析，讓老師有更多的時間來增加教學信息和解答學生提出的問題，在自由討論中激燃創(chuàng)新思維的火花。
4.2增大課堂信息量，開闊學生視野，實現個性化教學，著力推進素質教育
如何加大課堂密度，增大信息量，這是信息時代對教育的呼喚和要求，也是教育工作者必須認真考慮的問題。“大信息、全開放、多媒體、高效益”的改革目標就是順應時代的要求所提出來的。眾所周知，圖形不是語言，但接受起來比語言更直觀、更形象，包含更多的信息量，而動畫又比圖形更進一步。利用計算機輔助教學，可以使圖片、文字、聲音、音樂等各種呈現教學信息的手段同時使用，使學生置身于情景之中、多渠道、多層次、全方位地接受信息，它對開拓學生的視野，豐富學生的知識有著積極作用。如“生物對環(huán)境的適應”一課，上課伊始，先展現一組畫面：茂密的熱帶雨林，炎熱干旱的沙漠，冰雪覆蓋的雪山，鳥兒飛翔的天空，神秘的海底世界和牛羊成群的草原。
不同的生態(tài)因素形成了如同畫面上所展現的各種生存環(huán)境，以及與之相適應的各種動物、植物，那么，這些動、植物是如何與其生存的環(huán)境相適應呢?隨即引出課題。隨著課程的深入，通過計算機輔助教學課件，把學生帶入到“天蒼蒼，夜茫茫，風吹草低見牛羊”的草原詩境;展現高原上氣憾冰雪的奇松異木;沙漠里高大的紡錘樹、挺拔的仙人鞭;凍土帶的勇御貧瘠和寒冷的地衣、苔蘚和水中舞動風姿的海帶等。以圖畫、動畫代替語言的描繪，化虛為實，化繁為簡，化抽象為直觀，把生物對環(huán)境適應的普遍性展現的淋漓盡致，使教學過程呈現出極強的直觀性、活潑性和教娛性。又如，在“根的吸收作用”課件的應用部分，我補充介紹了“十七種常見的農作物缺鉀的癥狀”等彩色圖片及文字說明，學生可根據實際選學有關內容，為學生自主學習提供更廣闊的空間，實現個性化教學。
4.3利用計算機輔助教學課件突破教學難點，掌握重點
生物學所包羅的內容非常廣，時空和地域跨度都很大。有很多生物現象不是一些簡單的標本或幾幅掛圖所能展示的，也不是教師用一般語言所能描繪表達明了的。這就為老師的教，學生的學帶來了很大的難度。計算機技術在圖形處理上具有獨特的功效，它可以變抽象為具體、變靜態(tài)為動態(tài)，將微觀過程加以宏觀模擬，把宏大場景作微觀處理，對瞬變搞定格分析，化枯燥為生動，激發(fā)學生興趣，消除學生的“學習障礙”。
如：“減數分裂”一節(jié)是全書的重點，更是理解上的難點。這個過程看不見、摸不著，極其抽象。如果單純以“自學+講解”的形式來講授，雖然也能強調出重點，但在理解和掌握上有難度。而用計算機輔助教學生動形象地展示精子的形成過程，把學生帶進減數分裂的微觀世界，讓學生積極觀察，勇于思索，充分調動學生積極思維的主動性。然后通過獨立思考，小組討論，合作交流，最后用動畫展示同源染色體發(fā)生互換的動態(tài)過程。學生就能夠將減數分裂中的染色體變化規(guī)律和未知領域中有關遺傳規(guī)律的知識有機結合起來，使枯燥乏味的生理活動變的新穎有趣，使難以理解的知識變的易于接受，達到突破重點、難點的目的。
綜上所述，計算機輔助教學模式，在生物學教學中，能實現直觀而生動的教學場景，為學生創(chuàng)造出主動學習的氛圍，激發(fā)學生的學習積極性，從而達到培養(yǎng)學生的自主意識、實踐能力和創(chuàng)新精神的目的。同時，借助多媒體教學軟件的創(chuàng)設，又可體現教師服務于學生的新教育觀，對學生進行因材施教，提高效率，實現個性化教學，鞏固素質教育。
4.4計算機輔助教學的實踐
計算機輔助教學是通過與計算機對話實現對學生的教學。計算機輔助教學和傳統(tǒng)的課堂教學相比較具有的優(yōu)點是：①可根據個人特點進行學習，學習者可隨意挑選學習內容，我們稱之為個性教學。②可利用圖形和動態(tài)圖像使教學內容直觀化，我們稱之為直觀教學。③可打破時空的界限，展示非當地，非現在的形象和現象，我們稱之為超時空教學。④可創(chuàng)作圖形和動畫來模擬現實或想象，使現實世界中無法觀察到的現象得到展示，我們稱之為虛擬教學。
生物學教學中有大量自然現象的觀察，需要計算機的直觀教學;許多自然現象不可能在現場展示，又需要計算機的超時空教學;大型的生態(tài)系統(tǒng)和微觀的分子世界不能通過肉眼直接觀察，就需要計算機的虛擬教學。因此計算機輔助教學在中學生物學教學中的應用具有廣泛性和必需性。
從與計算機交互的角度來看，在中學教學中的計算機輔助教學軟件有兩種，中學生物學教學也不例外，一種是學生與計算機直接交流的自學型輔助教學軟件，這種軟件的教學模式如圖1所示;另一種是在課堂內使用，由教師操作，僅為單節(jié)課服務的計算機輔助教學軟件，教學模式如圖2所示。使用第二種教學軟件時，計算機的操作者是教師，因此只有教師可以與計算機進行直接交流，通過教師的操作，把計算機中的信息演播給學生。我們通常把這種計算機輔助教學軟件稱為課件。由于課件是一種演示型的計算機輔助教學軟件，比較適合在傳統(tǒng)的課堂教學模式中使用。
5計算機輔助教學的體會
對于計算機輔助教學，有如下的體會：①創(chuàng)設了嶄新的情景，激發(fā)了學生濃厚的學習興趣。②化靜為動，化微觀為宏觀，化抽象為具體，突破了教學重點和難點。③增加知識信息量，拓展學生知識面，真正起到減負增效的效果。④與其它媒體的有機結合，大大地提高了教學效果。⑤創(chuàng)新了教學程序，優(yōu)化了教學結構。⑥突出學生主體作用，進行個別化教學，真正實現了因材施教。
6結語
綜上所述，可以看出多媒體教學是建立在自學討論式教學法和啟發(fā)式教學法基礎之上的現代教育模式。在中學生物學教學中，積極開展計算機多媒體教學，不僅能夠突出學生的主體作用，提高學生的學習興趣，突破教學中的重點和難點，提高課堂教學的效果和質量，而且可以培養(yǎng)學生的主體意識、創(chuàng)新意識和獨立分析問題、解決問題的能力，開發(fā)學生的智力，全面提高學生的整體素質。
[參考文獻]
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