生物医学与信息技术结合方向论文范文

所属栏目:生物医学工程论文 发布日期:2013-06-03 10:11 热度:

  本文选自北大核心级期刊《电子科技》,该刊秉承严谨办刊的态度以保证期刊的严肃性、学术性。依托西安电子科技大学在信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学等领域的优势,杂志在多个电子类 专业都有较高的学科优势,特别在电路电子、计算机科学、信息科学等学科设有专门栏目进行学术研究和交流。《电子科技》被国内外众多数据库、检索机构收录。 杂志通过多种渠道和手段进行广泛发行,发行范围遍布全球5大洲的38个国家和地区,被国内外众多高校、科研机构、政府部门、高科技企业订阅收藏。

  摘要:信息技术正以其空前的渗透力,影响和改变着社会文化的方方面面,为基础教育的课程改革注入了新的生机和活力。信息技术与学科课程的整合有效地提高了课堂教学的效率,也更好地体现出学生在教育中的主体地位。

  关键词:信息技术,生物学科,课程整合

  前言

  随着知识经济的到来,信息技术叩开了学校的大门,作为全新的教与学的工具和手段,走进学校,走进课堂,走进课程。信息技术与生物课程的整合,为生物学的教学改革注入了新的生机和活力,展现了新的前景,找到了新的生长点。信息技术给学科教育带来了从目的,内容,形式,方法,组织的全面变革。

  一、信息技术与生物课程相整合

  所谓整合就是指一个系统内各要素的整体协调、相互渗透,使系统各要素发挥最大效益。课程整合是使分化了的教学系统中的各要素及其各成分形成有机联系并成为整体的过程。

  而信息技术与生物课程相整合,就是在生物教学中广泛应用信息技术手段,并把现代信息技术作为学生学习的认知工具和教师变革教学行为的工具,提供课程资源,创设丰富的教学环境以及支撑学习活动的基本要素,使得信息技术与课程内容、课程结构、课程资源以及课程实施等有机地融合在一起,成为一个和谐互动的课程整体。生物学科知识是学习的载体,信息技术作为工具和手段渗透到生物学科的教学中去,在学习信息技术的同时,又能培养学生解决生物学科问题的综合能力。

  (一)研究信息技术与生物学科课堂教学内容的整合显优势。

  由于实验观测与分析的技术手段的推进,现代生物学的发展日新月异,已由以往的个体、组织、细胞层次进入分子生物学这个更加微观的层次,生物学的研究方式也由以往的重视事实描述发展为重视在实验分析基础上严密的科学实验论证,新的生物学知识与生产发展的关系更加密切,成为二十一世纪最重要的科学技术之一。中学生物学内容也随着发生深刻的变革,增加了许多新内容,使得以往的标本、模型、静态图片以至显微镜等常规教具已经不能完全胜任生物教学的需要了。在可能的条件下,充分利用生物实验室,让学生在实验、实习和探究活动中发现生物学事实、原理当然是老师们的首选。但也应清醒地认识到,由于中学生物学实验室的设备、仪器、药品以及时间、空间等条件的制约,中学生不可能再现科学史上全部经典的生物学实验。

  如何解决上述中学生物学教学中的难题呢?如果适时地利用现代信息技术所独有的虚拟现实技术,就可起到事半功倍的效果,既可活跃了课堂气氛,又能提高课堂效率。因此,研究信息技术与生物学科课堂教学内容的整合就显示出其很强优势。

  (二)结合信息技术与课程整合思想引导学生进行科学探究

  生物学科教学的灵魂是引导学生进行科学探究,结合信息技术与课程整合的思想,教师在教学过程中,要把信息技术作为学生主动学习、协作式探索的认知工具,教师则是教学过程中的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者。因此,教师要站在科学系统方法论的高度上,将整合作为一种思想,要始于教师的教学设计,贯穿于教学过程的始终。

  以“开花和结果”的一节课教学为例

  (1)、确定研究的问题及所要达到的教学目标:

  研究的问题主要有:花的主要结构?传粉和受精的过程?

  所要达到的教学目标是:①知识目标:通过实验观察,讨论,概述花的主要结构。联系生活实际,描述传粉和受精的过程。②能力目标:在科学探究活动中,进行思维训练,培养探究能力。③情感目标:认识花对被子植物传种的重要意义,养成自觉爱护花的良好习惯。

  (2)、按教材知识内容建立概念框架和与本课相关的校园网资源库。

  (3)、创设情境、自主探究

  播放“开花”的多媒体片段,师生一起欣赏。之后提问:同学们看到什么现象?有何感受?想了解些什么问题?

  边看边感受,踊跃发言:看到一些色彩鲜艳的花,很美。看到一些油菜花、桃花、菊花、百合花……看到花丛中有蜜蜂、蝴蝶飞舞,看到桃、苹果等果实。

  在学生提出问题后,鼓励同学们相互解答这些问题。最后由问题:“花开后为什么会结果?”引出探究的课题“花的结构”。

  创设情境:一是指教师通过一定的问题找准本节课的切入点,同时提出一些让学生自己研究的问题;二是指教师通过信息技术提供一定的自主探究的学习环境。优美的旋律,美丽的画面,不仅给予学生美的熏陶,激发其学习兴趣,还让他们意识到鲜花虽美,但是不能独享,应该要爱护。

  自主探究:学生根据教师列出的知识概念框架体系和提出的问题进行探究。根据校园网资源库和因特网上的信息资源,学生先研究什么后研究什么,可以自己决定,但一定要把问题解决的要点记录到笔记本上。

  (4)、协作学习

  在探究的过程中,教师起监控、指导和帮助的作用,对学生的某些问题有疑惑要认真进行答疑。每组6---10人,观看传粉和受精过程就⑴花粉在哪里?⑵花药成熟后会自然裂开,花粉到哪里去了?学生联系生活,表述和交流蜜蜂传粉的过程。传粉和受精完成后,花朵开始凋谢。请同学们推测一下,花的哪些结构会凋谢呢?

  学生推测,描述花的凋谢过程。

  在小组内进行进行讨论,彼此交换信息,展示自己的成果、观点,由一名记录员记录。

  (5)、效果评价

  讨论后的内容由各组记录员进行总结发言,其它的组可以补充,最后教师给予归纳总结。让学生学会总结反思,相互取长补短,不断提高。

  (6)、扩展活动

  课下要求学生结合实际,写下本课的切身感受,

  (三)注意多种媒体之间的配合和协调。

  多媒体教学按照常规的理解就是在教学过程中使用多种媒体进行的教学活动。在一节课中,语言表述是基础,板书是纲要,离开这些去片面追求电教多媒体的感官刺激势必造成教学失败。如果我们采用CAI系统教学,从上课到下课学生全部观看大屏幕,且不说引起兴奋的手段单一,学生在诸多能力培养方面也是单一的,学习基础必然不扎实。媒体毕竟是为教师教学服务的,选择合适的媒体为教学服务会达到事半功倍的效果。如投影的使用可以很好地配合观察实验、讨论、阅读及复习课的纲要;采用CAI系统,由于声音、立体动画等效果则会更加突出教学的重心、突破教学难点。当然,一堂课中应该以一种电教媒体为主,如采用投影时,尽可能不使用挂图;在CAI系统中,要尽可能少使用投影、录像等。假若不注意媒体之间的配合和协调,就会搞得课堂花哨,反而效果不佳。

  二、信息技术与生物学科课程整合的现存问题

  (一)注重外在形式,忽略其精髓

  目前,信息技术常被应用在一些公开课中,网上资源虽然非常丰富,但能够真正能达到最佳效果的教学软件却非常少,很多信息技术的应用过于形式化,如同做秀,并没有完成信息技术与生物学科教学的真正整合,只是在展示课件。虽然课堂气氛很热闹,但教学重点和教学难点却突显不出,信息技术在这样的教学设计中不但不能发挥它的优势,反而成了干扰弱化学生学习知识技能,干扰学生课堂注意力和思维发展的因素。有的教师在上实验课时,用动画替代实物进行模拟实验,学生难以获得切身的体验,而且把简单的问题复杂化,这样的教学枯燥无味,缺乏实效。

  (二)利用信息技术媒体生搬死套

  随着信息技术设备在各个学校中的普及,教师们可以更方便地利用网上资源辅助教学,但是与此同时也出现了对网络资源不加筛选和钻研,没有把网络上丰富的资源加以整理和加工,只是下载后,在课堂上给学生放一遍。有些课件并不完全适用于本节教学内容,或并不适用于本班学生的理解水平,但是教师却强行使用。有些教师甚至用多媒体完全取代了必要的板书和讲解。省去板书固然可以节省时间,增大课容量,但这种狂轰滥炸使学生失去了思维所需要的空间和时间,减弱了学生的关注,扰乱了学生的正常思维。另外,网络,多媒体的应用虽然是一个趋势可以达到资源共享,但是如果大家都用那一个好的课件,教师也就失去了个性化教学的魅力。台湾学者徐新逸教授曾经说过:“信息科技可以是一个工具、一位助手,却不能取代教师的地位而成为教学的全部。”

  (三)教师个体信息技术媒体水平参差不齐

  尽管教师运用现代教育技术的热情都很高,但是各个学校都存在着教师计算机技能水平参差不齐的现象。在部分教师大量使用信息技术的同时,也有相当一部分的教师由于计算机操作技能方面的生疏,使得课件的优势不能很好地发挥出来,而且在实际应用中常因操作失误而失败,这样就抑制了教师自制与课堂和教材相匹配课件的积极性。

  (四)只注重传授课本知识,忽略了学生的主体地位

  受传统教学方式的影响,很多教师在设计制作课件时,只是单纯追求把课本上的内容以直观和生动的方式展示给学生,“教”给学生,而忽略了培养学生“学”的能力及思维习惯的养成。新课改中倡导的要以学生为主体,要重视学生“学”的过程。因此,很多课件的设计仍然是以教师如何“教”为出发点而非围绕学生如何探索,如何学习。这样看起来是使用了先进的多媒体技术,虽然加入了信息技术的元素,但实际上思路只是给照传统的教学模式穿上一件漂亮的外套。学生的学习仍然处于被动接受的状态。

  三、信息技术与中学生物教学整合的策略

  信息技术与中学生物教学整合,应依据中学生物学科的教学内容、教学目标、教学对象,找到整合的切入点,并结合中学生物教学的各个环节来展开,可遵循以下几个方面的策略。

  (一)有效筛选增强信息技术张力

  多媒体课件画面生动,色彩丰富,调用方便,往往在视听效果上和学生注意力等方面,比单纯采用幻灯,挂图有优越性。但是教师应该注意根据教学安排的需要,从丰富的网络资源中,从众多的课件中有效筛选出对解决知识重点处、难点处、关键处具有启发性、探索性、挑战性和全局性的课件,适时介入,适度应用。通过音、色、光、形的不同变换,和谐应用。在激发学生兴趣,启迪学生思维的同时,又不会喧宾夺主,产生副作用。另外,教师不应该受到课件的定型影响,完全围绕课件讲课,因为那样会缺少课堂教学中教师精彩的即兴发挥部分,而把原本提倡的“课件辅助教师”变成了“教师辅助课件”。

  (二)着眼于转变教师观念,让教师树立现代教育理念

  在当前的信息社会中,要想成为一名高素质的教师,应该具有现代化的教育思想和观念,掌握现代化的教学方法和手段并且能够熟练运用信息工具对教学资源进行有效的收集、组织、管理、运用,实现最优化的教育效果,使学生在潜移默化中提高信息意识。由此可见加强教师计算机技能培训的必要性和紧迫性。学校及相关机构应从教师培训机制,学校课程设置,人员经费等投入方面加以改革。定期组织有关教师进行信息技术的培训,有针对性,有计划性地提出不同层次的不同培训任务。组建教育技术课题研究组,聘请专职教师进行教育技术实验指导。学校每年还应设置现代教育技术的论文或经验总结的交流平台,表现突出者予以适当的奖励。教师自身也应多上机操作,多交流,多反思,树立终生学习的意识,积极努力地提高信息技术应用水平,提高信息技术素养,为信息技术与学科教学地整合打基础。

  (三)注重主导作用和主体地位的结合

  教师无论采用什么方式教学,都要注意贯彻以学生为主体,以教师为主导的思想。信息技术的使用并非只是“表演展示”,而应当切实以学生为中心。课件的动态效果即使再绚丽也不是最重要的,学生兴趣的激发,学习态度的主动,学生的“动”才是信息技术与学科整合所追求的教学效果。因此,整合中我们要把教学设计的重点放在如何引导学生,让学生的主体地位和课件的功能有机结合起来,形成师生多媒体多方面交流,让学生最大限度地接触信息技术,让信息技术成为学生强大的认知工具,最终达到改善学习的目的。

  (四)改革教学结构和评价方法,构建新型教学结构

  课程整合中必须改变传统的以教师为中心的教学结构,创建既能发挥教师指导作用,又能充分体现学生主体作用的新型教学结构。尝试运用信息技术、运用网络资源来组织教学,采用自主学习、合作学习和探究性学习的方式组织教学,探索能更有效地发挥信息技术和网络资源作用的教学模式。教学结构与教学方法的改变必然导致对传统教学效果评价方法的变革,从重视学习结果的“终结性评价”向重视学习过程的“形成性评价”和“终结性评价”并重转变,强调激励学生的学习热情和内在学习动力。

  结语

  目前,大多数学校都配备了计算机网络设备,在传统教学结构上有了一定地改进。但是在探索的道路上也仍然存在很多问题。信息技术与课程整合并不是简单地将信息技术应用于教学,而是更高层次的融合。整合是一项长久的工作,不可能一蹴而就。我们应该将整合的研究工作细化,切实拿出一套有科学性,可行的方案,使每位教师在认识到信息技术与学科整合优势的同时,能够真正运用信息技术开展教学;使每位学生能够自觉利用信息技术自主学习获取知识,提高学生素质,促进学生的全面发展。

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