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新课程理念下生物教学中运用CAI的若干原则
李红峰 (广东省佛山市顺德区华侨中学 528333)
关键词：CAI 生物教学 原则
随着计算机技术的迅速发展，计算机已步入中学生物课堂，而计算机辅助教学（CAI）以它特有的科学性和形象直观性，多维整合教学内容，呈现知识的发生过程等方面的特点，日益显示出独特的内在魅力和优势。CAI不仅改变了生物课堂教学的传统模式，也给生物新课程的实施注入了活力，极大丰富了教学形式，优化了教学过程，增大了教学容量，提高了教学质量和教学效率。那么，在新课程理念下的生物教学中，如何更科学运用CAI去呈现教学内容，以取得最佳的教学效果呢？本文结合这几年的教学实践，就教学中运用CAI应注意的几个原则作几点浅显的探讨。
1.目的性原则
任何教学多媒体和教学手段的运用都是为完成教学目的服务的。而新课程理念下的生物教学，是以问题为载体，以培养学生创新素质为中心，以学生的自主探索、动手实践、合作交流为主要学习方式。为达到这一目的，教师可通过CAI创设教学情境，展示相关知识背景，引导学生独立地探索和发现、相互讨论和研究，激发学生的创造性思维，提高学生发现问题、解决问题的能力。比如：放影“狮子捕食羚羊”和“羚羊逃脱狮子捕食”的场景，让学生了解和掌握猛兽与小动物之间相互适应的特征。又如：《空中飞行的动物——鸟》的内容，目的在于探究家鸽与飞行生活相适应的形态结构和生理特点，当教师把CAI所创设的“活”画面：燕、信天翁、家鸽、蜂鸟等鸟类时而扇动着翅膀在天空中飞翔，时而在蓝天展翅翱翔等飞行姿态一目了然地呈现在学生面前时，引起学生的好奇和思考，从而激发他们的求知欲、内在的学习兴趣和学习积极性。学生也很自然地提出一些问题如：鸟为什么能飞？仅仅是因为它们有了翅膀吗？鸟能飞多快？鸟能飞多远？通过声像并茂的情境示题给学生留下悬念，激发了学生以家鸽为例去探索鸟类与飞行生活相适应的形态结构和生理特点，让学生带着问题去进行探索性学习。学生也由以往的被动学习转变为主动学习、自主探究。
另外，在生物课中使用CAI教学就是为了更好地解决两个焦点问题，一是突出教学重点，二是突破教学难点。CAI由于具有特有功效，在突出重点知识和突破难点知识上有别的传统手段无法实现的功能。运用CAI对生物形态结构的图形、图片和复杂的生理过程进行处理，就可以变抽象为具体，变静态为动态，将微观过程进行宏观模拟，把宏大场景作微缩处理，对瞬变搞定格分析，从而突出重点知识，又降低学习难度，使教学难点得以顺利突破，更有效地帮助完成教学目标，取得比运用传统教学媒体手段的最优的教学效果。例如：绿色开花植物双受精作用的过程是教材的重点和难点内容之一，若用传统的媒体——挂图演示加教师讲述的方法进行教学，很难收到好的效果。因此，在教学中采用计算机辅助教学（CAI）软件进行教学，可以把花粉粒的萌发、花粉管的伸长、精子的释放、以及两个精子分别与卵细胞和极核相融合的连续过程，具体、形象、生动、连续地表现出来，给学生留下了生动而又深刻的印象，也加深了对双受精概念的理解。
由于CAI软件只是在需要时在某个或几个环节起辅助作用，因此，在生物课中进行多媒体教学，目的必须明确、突出，切不可单纯追求形式，为展示CAI而用CAI，更不能喧宾夺主，替代教师在课堂的主导地位。应使CAI教学成为整个课堂教学过程的重要的有机组成部分。
2. 科学性原则
科学性是指CAI软件的设计（包括创意、内容、制作）要真实、正确，符合科学事实，确保通过CAI所反映的生物学现象和传授的相关知识的客观与真实。运用CAI不能一味追求运用媒体的“高”、“新”、“奇”，而违背生物学科的基本原理和事实。具体表现在以下几个方面：第一，CAI软件展示的生物体及各部分形态结构应力求真实和准确，接近原貌。如“叶绿体”的亚显微结构，其颜色、形态、结构等都必须符合其存在的实际情况；第二，CAI的动画模拟要准确，要科学反映客观事实，符合科学原理，效果要能反映生物生命活动的客观规律。如模拟“有丝分裂”的动态生理过程，要表达准确，不能贪图方便，随意删减分裂的某一过程、染色体的数目，更不能为了直观性而想当然地设计生物根本不存在的或错误的生理过程；第三，CAI课件所展示的内容与旁白或注解要准确，不能混乱，要符合逻辑。由此可见，坚持科学性原则，有利于学生形成正确的表象和概念，构建科学的知识体系，避免了教师教学中的主观随意性，也是培养学生实事求是的科学态度的必然要求。
3. 时间性原则
心理学研究表明，用同种刺激对感官的作用时间过长，会产生疲劳，即由兴奋转化抑制。例如，整节课的CAI都用流水播放方式来展示，学生开始有兴趣，随后就感到乏味、疲劳，教学效果不佳。所以，教师在课堂教学中使用CAI时间的长短由学生的年龄和学科特点来确定。一般说来，不宜过长。另外，教师出示CAI软件的时机是否恰当，直接影响着教学效果，出示CAI软件的最佳时机要根据具体的教学内容、教学对象、教学环境来确定和捕捉。因此，教师在教学中要善于选择和创设CAI的最佳作用时机，以取得最佳的教学效果。如：我在生物课运用CAI 软件演示“血液循环”的生理过程前，先向学生提出了“谁是血液循环的动力器官？”、“血液循环有几条循环路线？”、“各循环路线有什么特点？”等几个问题，然后再播放有关的CAI软件，这样做大大激发了学生学习的兴趣，增强学生学习的动力。也在学生的心理上造成一种期待情绪，为观看和接受新知识，做好了充足的精神准备。这样，在教与学两方面都可以收到事半功倍的效果。CAI软件切入时，还应有目的地控制其播放的速度，必要时可重复切入，让学生的思维能跟上CAI软件展示的速度，以有利于学生思维的连贯性，避免学生消极思维、被动思维。
4. 优化整合原则
CAI具有许多一般传统教学媒体和手段所不可比拟的优越性，这并不意味它对传统媒体和手段的排斥，更不能完全取代，而且，现行的中学生物教材，也不是每课的内容都适合用CAI来完成，所以，在生物教学中运用CAI应以突破教学重难点为目的，当常规教学手段不能很好地解决教学上的难点时，才考虑使用CAI。如果用常规教学方法就能达到教学目的的教学内容，就完全没有必要使用 CAI 教学，因为那样只能造成人力、物力的巨大浪费。相反，课程内容比较抽象的、难以理解的、教师用语言难以描述的、某些难以捕捉的，在条件允许的情况下都有必要进行CAI教学。因此，在课堂教学中，教师必须从具体的教学目标出发，根据教学内容的特点，选择最佳的教学媒体（即CAI与传统媒体）进行优化整合，去呈现教学内容，使课堂优化、认知结构优化和教学效果优化，实行优势互补，发挥各教学媒体的效能。例如，我在《输送血液的泵——心脏》这部分内容的教学中，用传统媒体——模型来演示心脏，使学生对心脏的形态和构造有很直观的认识，教师易讲，学生易懂，“杀鸡不用牛刀”。而对血液循环这个动态、连续的生理活动，如果用传统的教学媒体(挂图或投影等)进行直观演示，由于时空限制，学生不易理解掌握。为了突破这个教学难点，我采用CAI教学软件演示血液循环的动态过程，使学生看到血液在循环系统里如何循环运动的连续的、动态过程，这样，教师即创设良好的教学氛围，又激发了学生学习的积极性。因此，将CAI和传统教学媒体进行了优化整合，学生学起来直观易懂，生动有趣，回味无穷。让学生形成了一个完整的思维过程，有利于知识的掌握，取得了相得益彰的教学效果。通过多媒体的优化整合，教师在教学中就可以教准、教懂、教活、教精，优化了课堂教学过程，增加了课堂教学活力，提高了课堂教学的效率。
5.反馈原则
新课标理念下的师生互动，提倡学生能够及时地对教堂中的所见所闻作出自己的分析和判断，教师也要对学生的反馈作出及时的、恰当的回应。CAI的应用，为课堂引入了大量的素材，开拓了学生的视野，同时也为学生思考与提问提供了更为广阔的空间，当然这也是对教师设下了更大的挑战。要想能自如地应对这些挑战，必须做好两件事，一是合理挑选素材，再组合课件的时候，有意识地对学生的正常反馈作出有计划的、合理的预设和引导的准备（不打无准备之仗）。二是要善于利用学生提出的各种问题，把学生的问题转化成课堂资源，利用学生提出的问题引导学生进行思考，运用学生提出的问题解决课本中的问题。例如：在探究鸟类适应飞行的特点的活动中，学生通过观看老师展示有关鸟类飞行的CAI，得出鸟类的翅膀是飞行的器官，没有翅膀就不能飞行的结论。除此外，许多学生也许立刻想到，鸟类的是翅膀是怎样适应飞行的？鸟类又是如何飞行的？对于学生这些反馈信息，我迅速把课前准备的有关CAI（鸟类翅膀的形态、羽毛的形态图片、鸟类翅膀在飞行时的动作及胸肌与举翅和扑翅的模拟动画等）进行展示，及时作出课堂中的反馈，引导学生对问题进行深入的分析、探究，取得更好的教学效果。
对CAI软件在课堂教学中的运用效果进行分析、评价，及时收集反馈信息，以利于调整、优化，为以后生物CAI软件的设计与运用提供经验。反馈信息包括学生的反馈信息，如课后征询学生的意见，询问该软件是否有助于生物知识的理解，是否有利于生物知识的建构，学生的学习兴趣如何，学习是否轻松等等。反馈信息还可以是教师的自我反馈信息，例如观察学生上课时注意力是否更集中，自我感觉讲课是否顺畅，教学重难点是否容易突破。教师还可以检验学生对知识的掌握程度。通过提问、小测验、作业习题、动手设计等方式考察学生对知识的掌握，并可进行平行班的对比实验，听听其他教师的意见。这些反馈信息对课堂生物CAI软件的设计与运用能提供多方面的意见，有利于总结经验，调整改进。
总之，上述几个原则是相互联系，相互制约。我们在运用CAI进行教学时，不能强调其一而忽略其他。只有统筹兼顾，才能在生物教学中取得最佳的教学效果，提高教学质量，促进素质教育。
参考文献：
1 师书恩. 计算机辅助教育. 北京: 北京师大出版社，1993
2 刘茂森. 电化教学导论. 长春: 东北师大出版社，1995
2006.11
联系电话：13316328992 E-mail: lhfsw@163.com
新课程理念下生物教学中运用CAI的若干原则
李红峰 (广东省佛山市顺德区华侨中学 528333)
关键词：CAI 生物教学 原则
随着计算机技术的迅速发展，计算机已步入中学生物课堂，而计算机辅助教学（CAI）以它特有的科学性和形象直观性，多维整合教学内容，呈现知识的发生过程等方面的特点，日益显示出独特的内在魅力和优势。CAI不仅改变了生物课堂教学的传统模式，也给生物新课程的实施注入了活力，极大丰富了教学形式，优化了教学过程，增大了教学容量，提高了教学质量和教学效率。那么，在新课程理念下的生物教学中，如何更科学运用CAI去呈现教学内容，以取得最佳的教学效果呢？本文结合这几年的教学实践，就教学中运用CAI应注意的几个原则作几点浅显的探讨。
1.目的性原则
任何教学多媒体和教学手段的运用都是为完成教学目的服务的。而新课程理念下的生物教学，是以问题为载体，以培养学生创新素质为中心，以学生的自主探索、动手实践、合作交流为主要学习方式。为达到这一目的，教师可通过CAI创设教学情境，展示相关知识背景，引导学生独立地探索和发现、相互讨论和研究，激发学生的创造性思维，提高学生发现问题、解决问题的能力。比如：放影“狮子捕食羚羊”和“羚羊逃脱狮子捕食”的场景，让学生了解和掌握猛兽与小动物之间相互适应的特征。又如：《空中飞行的动物——鸟》的内容，目的在于探究家鸽与飞行生活相适应的形态结构和生理特点，当教师把CAI所创设的“活”画面：燕、信天翁、家鸽、蜂鸟等鸟类时而扇动着翅膀在天空中飞翔，时而在蓝天展翅翱翔等飞行姿态一目了然地呈现在学生面前时，引起学生的好奇和思考，从而激发他们的求知欲、内在的学习兴趣和学习积极性。学生也很自然地提出一些问题如：鸟为什么能飞？仅仅是因为它们有了翅膀吗？鸟能飞多快？鸟能飞多远？通过声像并茂的情境示题给学生留下悬念，激发了学生以家鸽为例去探索鸟类与飞行生活相适应的形态结构和生理特点，让学生带着问题去进行探索性学习。学生也由以往的被动学习转变为主动学习、自主探究。
另外，在生物课中使用CAI教学就是为了更好地解决两个焦点问题，一是突出教学重点，二是突破教学难点。CAI由于具有特有功效，在突出重点知识和突破难点知识上有别的传统手段无法实现的功能。运用CAI对生物形态结构的图形、图片和复杂的生理过程进行处理，就可以变抽象为具体，变静态为动态，将微观过程进行宏观模拟，把宏大场景作微缩处理，对瞬变搞定格分析，从而突出重点知识，又降低学习难度，使教学难点得以顺利突破，更有效地帮助完成教学目标，取得比运用传统教学媒体手段的最优的教学效果。例如：绿色开花植物双受精作用的过程是教材的重点和难点内容之一，若用传统的媒体——挂图演示加教师讲述的方法进行教学，很难收到好的效果。因此，在教学中采用计算机辅助教学（CAI）软件进行教学，可以把花粉粒的萌发、花粉管的伸长、精子的释放、以及两个精子分别与卵细胞和极核相融合的连续过程，具体、形象、生动、连续地表现出来，给学生留下了生动而又深刻的印象，也加深了对双受精概念的理解。
由于CAI软件只是在需要时在某个或几个环节起辅助作用，因此，在生物课中进行多媒体教学，目的必须明确、突出，切不可单纯追求形式，为展示CAI而用CAI，更不能喧宾夺主，替代教师在课堂的主导地位。应使CAI教学成为整个课堂教学过程的重要的有机组成部分。
2. 科学性原则
科学性是指CAI软件的设计（包括创意、内容、制作）要真实、正确，符合科学事实，确保通过CAI所反映的生物学现象和传授的相关知识的客观与真实。运用CAI不能一味追求运用媒体的“高”、“新”、“奇”，而违背生物学科的基本原理和事实。具体表现在以下几个方面：第一，CAI软件展示的生物体及各部分形态结构应力求真实和准确，接近原貌。如“叶绿体”的亚显微结构，其颜色、形态、结构等都必须符合其存在的实际情况；第二，CAI的动画模拟要准确，要科学反映客观事实，符合科学原理，效果要能反映生物生命活动的客观规律。如模拟“有丝分裂”的动态生理过程，要表达准确，不能贪图方便，随意删减分裂的某一过程、染色体的数目，更不能为了直观性而想当然地设计生物根本不存在的或错误的生理过程；第三，CAI课件所展示的内容与旁白或注解要准确，不能混乱，要符合逻辑。由此可见，坚持科学性原则，有利于学生形成正确的表象和概念，构建科学的知识体系，避免了教师教学中的主观随意性，也是培养学生实事求是的科学态度的必然要求。
3. 时间性原则
心理学研究表明，用同种刺激对感官的作用时间过长，会产生疲劳，即由兴奋转化抑制。例如，整节课的CAI都用流水播放方式来展示，学生开始有兴趣，随后就感到乏味、疲劳，教学效果不佳。所以，教师在课堂教学中使用CAI时间的长短由学生的年龄和学科特点来确定。一般说来，不宜过长。另外，教师出示CAI软件的时机是否恰当，直接影响着教学效果，出示CAI软件的最佳时机要根据具体的教学内容、教学对象、教学环境来确定和捕捉。因此，教师在教学中要善于选择和创设CAI的最佳作用时机，以取得最佳的教学效果。如：我在生物课运用CAI 软件演示“血液循环”的生理过程前，先向学生提出了“谁是血液循环的动力器官？”、“血液循环有几条循环路线？”、“各循环路线有什么特点？”等几个问题，然后再播放有关的CAI软件，这样做大大激发了学生学习的兴趣，增强学生学习的动力。也在学生的心理上造成一种期待情绪，为观看和接受新知识，做好了充足的精神准备。这样，在教与学两方面都可以收到事半功倍的效果。CAI软件切入时，还应有目的地控制其播放的速度，必要时可重复切入，让学生的思维能跟上CAI软件展示的速度，以有利于学生思维的连贯性，避免学生消极思维、被动思维。
4. 优化整合原则
CAI具有许多一般传统教学媒体和手段所不可比拟的优越性，这并不意味它对传统媒体和手段的排斥，更不能完全取代，而且，现行的中学生物教材，也不是每课的内容都适合用CAI来完成，所以，在生物教学中运用CAI应以突破教学重难点为目的，当常规教学手段不能很好地解决教学上的难点时，才考虑使用CAI。如果用常规教学方法就能达到教学目的的教学内容，就完全没有必要使用 CAI 教学，因为那样只能造成人力、物力的巨大浪费。相反，课程内容比较抽象的、难以理解的、教师用语言难以描述的、某些难以捕捉的，在条件允许的情况下都有必要进行CAI教学。因此，在课堂教学中，教师必须从具体的教学目标出发，根据教学内容的特点，选择最佳的教学媒体（即CAI与传统媒体）进行优化整合，去呈现教学内容，使课堂优化、认知结构优化和教学效果优化，实行优势互补，发挥各教学媒体的效能。例如，我在《输送血液的泵——心脏》这部分内容的教学中，用传统媒体——模型来演示心脏，使学生对心脏的形态和构造有很直观的认识，教师易讲，学生易懂，“杀鸡不用牛刀”。而对血液循环这个动态、连续的生理活动，如果用传统的教学媒体(挂图或投影等)进行直观演示，由于时空限制，学生不易理解掌握。为了突破这个教学难点，我采用CAI教学软件演示血液循环的动态过程，使学生看到血液在循环系统里如何循环运动的连续的、动态过程，这样，教师即创设良好的教学氛围，又激发了学生学习的积极性。因此，将CAI和传统教学媒体进行了优化整合，学生学起来直观易懂，生动有趣，回味无穷。让学生形成了一个完整的思维过程，有利于知识的掌握，取得了相得益彰的教学效果。通过多媒体的优化整合，教师在教学中就可以教准、教懂、教活、教精，优化了课堂教学过程，增加了课堂教学活力，提高了课堂教学的效率。
5.反馈原则
新课标理念下的师生互动，提倡学生能够及时地对教堂中的所见所闻作出自己的分析和判断，教师也要对学生的反馈作出及时的、恰当的回应。CAI的应用，为课堂引入了大量的素材，开拓了学生的视野，同时也为学生思考与提问提供了更为广阔的空间，当然这也是对教师设下了更大的挑战。要想能自如地应对这些挑战，必须做好两件事，一是合理挑选素材，再组合课件的时候，有意识地对学生的正常反馈作出有计划的、合理的预设和引导的准备（不打无准备之仗）。二是要善于利用学生提出的各种问题，把学生的问题转化成课堂资源，利用学生提出的问题引导学生进行思考，运用学生提出的问题解决课本中的问题。例如：在探究鸟类适应飞行的特点的活动中，学生通过观看老师展示有关鸟类飞行的CAI，得出鸟类的翅膀是飞行的器官，没有翅膀就不能飞行的结论。除此外，许多学生也许立刻想到，鸟类的是翅膀是怎样适应飞行的？鸟类又是如何飞行的？对于学生这些反馈信息，我迅速把课前准备的有关CAI（鸟类翅膀的形态、羽毛的形态图片、鸟类翅膀在飞行时的动作及胸肌与举翅和扑翅的模拟动画等）进行展示，及时作出课堂中的反馈，引导学生对问题进行深入的分析、探究，取得更好的教学效果。
对CAI软件在课堂教学中的运用效果进行分析、评价，及时收集反馈信息，以利于调整、优化，为以后生物CAI软件的设计与运用提供经验。反馈信息包括学生的反馈信息，如课后征询学生的意见，询问该软件是否有助于生物知识的理解，是否有利于生物知识的建构，学生的学习兴趣如何，学习是否轻松等等。反馈信息还可以是教师的自我反馈信息，例如观察学生上课时注意力是否更集中，自我感觉讲课是否顺畅，教学重难点是否容易突破。教师还可以检验学生对知识的掌握程度。通过提问、小测验、作业习题、动手设计等方式考察学生对知识的掌握，并可进行平行班的对比实验，听听其他教师的意见。这些反馈信息对课堂生物CAI软件的设计与运用能提供多方面的意见，有利于总结经验，调整改进。
总之，上述几个原则是相互联系，相互制约。我们在运用CAI进行教学时，不能强调其一而忽略其他。只有统筹兼顾，才能在生物教学中取得最佳的教学效果，提高教学质量，促进素质教育。
参考文献：
1 师书恩. 计算机辅助教育. 北京: 北京师大出版社，1993
2 刘茂森. 电化教学导论. 长春: 东北师大出版社，1995
2006.11
联系电话：13316328992 E-mail: lhfsw@163.com
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