如何让信息技术与生物学科进行整合

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信息技术与学科教学整合是以信息技术为先导，以系统论和教育技术理论为指导，根据学科教学规律而进行的学科教学改革。”众所周知高中生物学科是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物教学要求教学方法能体现生物学科的特点，利用信息技术手段把纷繁的生物形象生动的展现在学生面前。信息技术教学主要以计算机为载体，利用计算机信息容量大，运算速度快等特点，使课堂冲破了时空限制，丰富了教学内容。同时利用计算机获可以获取、处理、编辑、存储、展示包括文字、图形、声音、动画等不同形态的信息，可以说信息技术与生物学科教学的整合已成为现今的发展趋势。
一、信息技术与生物学科整合的背景
我国传统的教学模式是在行为主义教学理论和学习理论的指导下，以教师为中心，以知识传授为核心的传授式教学模式。这种传统的教学模式由于忽视对学生的自主思维能力、认知能力和操作能力的培养，已经不能适应信息全球化背景下对人才素质的全面要求。因此，必须改变传统的学科教学的以知识传授为核心，以教师为中心的传统教学模式，创建新型的教学结构和学科教学模式，重视学生的主体独立性、自主性和能动性，培养学生独立自主地获取信息资源，整合知识结构的能力，优化学生主体内在的知识结构。在生物教学中，要实现上述教改的目标，就决然离不开信息技术与生物学科的整合。基于这样的一种背景下，我们开始了信息技术和生物学科教学整合的研究。
二、信息技术在生物学教学中应用的模式
1、计算机演播模式
这种教学模式是以教师讲，学生听为主的学习方式，在课堂中，教师借助计算机系统向学生传授知识。运用这种方法进行生物学教学，不仅可以加强讲授内容的科学性、系统性、直观性和趣味性，而且可以轻松有效地突破各种生物学教学难点。在生物学教学中的作用主要表现在：
（1） 刺激学生的多种感官，从而提高教学效率
在教学中应用计算机能通过多种渠道、多种方式，刺激学生的多种感官，使学生能利用多种感官分析器进行学习。如用形象生动的图像信号吸引学生的视觉，用音响适中、悦耳精炼的语言信号吸引学生的听觉，特别是电教媒体的特技效果突破了信息传递中的时间和空间的限制，使学生能直观地看到宏观世界、微观世界、远方或过去的事物，使信息通道得到了无限的延伸和扩展。因此，在教学中利用信息技术能真正实现视听的完美结合,有效地提高学生的注意力、记忆力，从而提高教学效率。
（2） 改进信息的转换方式，从而提高教学质量
生物学知识，有的抽象性强，有的综合复杂，有的时空跨度大，难就难在这些知识信息不能直接被学生感知。而利用计算机，可以把这些信息通过转换变成光、电、磁等信号，并以一种直观的形式，使事物真实地再现于课堂，让学生耳闻目睹、身临其境。这种直观性主要表现在它可以化微观为宏观，如：噬菌体侵染细菌的实验，我们使用多媒体系统来进行模拟就可以实现。利用计算机教学还可以化抽象为形象，如：《光合作用》这一节，主要让学生理解光合作用，即在太阳光的照射下，植物体内的叶绿体把根吸收的水分和从气孔吸进的二氧化碳，合成植物需要的养料，同时放出氧气的过程。这一过程，对于学生而言，是很难想象和理解的。而使用多媒体课件，可以帮助我们营造一个形象的光合作用过程，设计成一个动画，将这一个过程可视化、拟人化。把叶绿体描述成一个“工厂”，水和二氧化碳是这个“工厂的原料”，当这些“原料”地进入“工厂”加工后，出来的是“工厂的产品”：氧气和养料。学生通过这个贴近他们生活的动画，很快就能理解光合作用，认识光合作用对于植物的重要性。这种学习方式，易被学生接受。
2、网络查询模式
　　在日常的教学过程中，我们可以随时利用计算机网络查阅资料，开展研究性学习和协作式学习。如：提供丰富的研究资源、创设生动的研究情境、大大地扩充协作范围，提高协作的效率、改革学习的方式等。新教材在这方面为我们提供很大的便利，每节课后都提供了多个与教学相关的网站，以利于教师和学生随时查阅。信息技术的应用扩大了学生的视野，使他们得到更新、准确的资源，大大方便了教师的教与学生的学。
三、信息技术与生物学科教学整合的内容
1、信息技术与生物学科教学内容的整合
生物学科的课程教学体现在微观和宏观两个方面，教学内容包括
生物体的微观和宏观的生理变化，生物科学发展史，经典的生物学实验等。在处理这些问题时，用传统的“讲”，语言多么生动形象，却往往是枯燥，难懂的。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强大的生命力。以高中生物教学中《神经兴奋的传导》一课为例，由于涉及到细胞内部微小结构的活动，而且与电化学内容相关，知识比较抽象，尤其是细胞膜电位的变化，学生在识记后容易遗忘，其重要原因是“突触”、“局部电流学说”、“兴奋的传递”、“兴奋的传导”等概念和知识属细胞或分子学水平，学生看不到、摸不着，感到很“抽象“，许多老师面对这样的教学内容时，容易简单重复概念，要求学生记忆，造成学生理解困难。而将微观过程形象化呈现正是现代信息技术的优势所在。在教学设计上教师可以充分利用电脑动画，演示神经递质在突触前膜释放，作用于突触后膜受体的微观生理过程，使这部分教学内容生动形象，易于让学生理解和记忆，从而收到很好的教学效果。
2、信息技术与生物学科教学方法的整合
在生物教学中，运用信息技术，为学生提供丰富的图文音响资料，创设一个自主的学习情境，激发学生学习生物知识的求知欲和好奇心。在教师精心设计的学习环境下，学生主动去收集并分析有关生物知识的信息和资料，对所学习的生物学问题提出各种假设并努力加以验证，把当前学习内容尽量与自己已有的生物知识经验联系起来，最终达到当前所学的生物知识的意义建构的目的。信息技术已经成为教师备课的重要工具，从查找资料，到教学设计、到教学软件制作都可以应用信息技术；而信息技术的使用，使教师能够创设出更加生动、逼真的问题情景和课堂讨论主题，引导学生进入自主学习状态。
四、信息技术与生物学科教学整合的意义
1、应用多媒体技术能创设多样的情境，激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习。兴趣是最好的老师，是学生主动学习、积极思考、探索知识的内在动力。在生物课的教学中，若恰当地利用投影、幻灯、录像或计算机等电教手段的整合，创设与教学内容相吻合的教学情境，使学生身临其境，受到感染和启示，可以充分地激发学生的学习兴趣和求知欲望；在教学过程中，教师也可以通过多媒体课件特有的动画效果、生动的解说、优美的乐曲创造出一个独特的、可亲可近的艺术世界，学生置身其中身心会倍感轻松愉快，思维也异常活跃。
2、应用多媒体技术提供直观材料，可以引导或加深学生对知识的理解和掌握。生物教学中，有很多肉眼看不到的显微世界，学生在理解上有一定难度。充分利用电教多媒体，可以让抽象的、不易讲清楚的概念，很容易地让学生理解和接受。
3、利用投影教学，引导学生观察，培养和提高学生的观察能力。良好的观察能力是学生学习的基本功。利用电教多媒体，在引导学生观察，培养其良好的观察能力上具有显著的优势。投影教学可以通过鲜艳明亮的图像刺激学生感官，引导学生按照由局部到整体或由整体到局部、由局部到细节的顺序进行观察，培养学生掌握认真细致地观察事物、分析事物的方法，提高学生的观察能力。同时,由于多媒体在很短时间里显示一个对象的不同方面。这样就可以使学生能够从不同角度进行观察和分析,从而提出自己的看法,并在互动式探讨过程中加以完善和提高。
4、应用多媒体课件，可以突出重点，突破难点，引导学生思考，提高其分析问题和解决问题的能力。在生物教学中，欲使学生学习生物学知识乐此不疲，乐以忘忧，教师则应广开渠道，想方设法把繁难的知识化为简易，变抽象为具体，突出教材的重点，突破教学的难点，使学生便于理解和记忆。例如在《减数分裂》一节中，学生对同源染色体分离，非同源染色体自由组合这知识点难以理解，我们利用计算机课件，使学生可从大屏幕上清楚地看到，由于纺锤丝的收缩，同源染色体彼此分离了，非同源染色体之间进行了自由组合，实现了用常规手段和录像无法获得的效果，从而增强了学生对难点知识的理解和掌握。
信息技术与生物学科教学的整合，不仅将信息技术广泛地应用于生物教学之中，更重要的是让信息技术与生物教学的内容、课程结构、课程资源进行有机地融合，成为一个和谐互动的整体。将传统教学资源,社会实践资源,现代信息资源有机整合,既能帮助学生学习信息技术，又能培养学生收集和处理各种生物信息，解决生物科学问题的能力。还能实现学生学习方式转变和教师教学方式转变，有利于学生学科思维能力的发展，学科知识结构的完善，从而达到提高学生综合素质的目的。