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浅谈多媒体技术与生物学科的整合
永仁县第一中学 肖喜洋
摘要： 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。生物学科的教学注重于宏观和微观两个方面，强调实验能力和科学素质的培养。而多媒体可以化静为动，化虚为实，化抽象为直观；能够拓宽课本知识体系，拓宽教学的时间和空间，拓宽和加深课堂学习的内涵和外延。因而，随着素质教育的深入开展，多媒体技术在中学教学尤其是生物学科的教学中越来越体现出其优越性。教师教学中应当努力将多媒体技术与生物学科教学整合起来。
关键词：多媒体 生物学 整合
信息时代的到来，改变了教育生存与发展的环境。为了适应这个发展趋势，我国已经确定在中小学中普及信息技术教育，同时要加强信息技术与其他课程的整合。信息技术与学科的整合，尤其在课堂教学中的整合，是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点。生物教学强调情境与协作，重视直观和操作，提倡学生学习的主动性。将带网络功能的多媒体计算机引入生物课堂，将在拓展学生的知识面、激发创新思维、培养互助品格、建立新型师生关系方面都能起到较好作用。
首先，我们解释一下多媒体技术和整合这两个概念。多媒体技术结合到教育中来讲，我们理解为它是现代教育技术的一种手段，是指以计算机为工具，运用现代教育理论和现代信息技术，借助声、像、图、文，通过人机交互对教与学的过程和教与学资源进行设计、开发、利用、管理和评价，以实现教与学的优化的理论与实践。所谓整合就是根据学科教学需要，充分发挥计算机的工具性功能，使计算机溶入学科教学中，从而提高教学质量，促进教学改革，培养具有创造能力和创新精神的21世纪中学生。整合并非是将计算机与所有学科结合，也不是用来解决教学中的所有问题，而是从实际出发，寻找最佳结合点，突出教学重点，解决难点，探索规律，启发思维。那么，如何做到多媒体技术与生物学科教学的整合呢？
1、信息技术给生物教学提供的优势
1.1 计算机网络提供丰富的资源优势
教师在准备教案时，需要大量的资料及信息源，在传统的教学中，这种资料主要是通过书本、图片和录像等这些有限的手段向学生传输信息，这样的消息来源是非常有限的，而且缺乏灵活性、方便性和交互性。随着电脑科技的普及，教师将可以通过电脑从网络中得到文字、图像、声音、动画、视频，甚至三维虚拟现实等多方位信息用于课件制作，使教学内容更丰富，教学方法更加多样、更加灵活。
1.2 全面优化课堂教学
信息技术运用于课堂教学，借助电脑、投影和视频展示台等多媒体工具，在屏幕上展示图、文、声、象相结合的精彩内容，吸引力大，渲染性强。教师向学生讲授时，也可借助扩音系统使学生听得更清楚，配上优美的音乐，欣赏性更强。
1.3高效轻松的教学方式
利用幻灯片教学，可以把一些重点和难点动画地多次渲染，有针对性观看；利用Flsh和Authortre制作课件，更有吸引力和渲染性；利用网页课件进行教学，界面美观、导航清晰、操作方便、效果显著。因此，充分利用信息技术于课堂教学，可增加教学的信息量，提高教学的效益和效果。
此外，还可以培养学生的信息素养。
2.在生物学科教学中科学选择多媒体
2.1根据教学目标和媒体效益，选择多媒体
教学是为实现一定教学目标所进行的课堂活动。课堂上的一切行为都必须遵循目标指导法则，教学媒体作为教学的重要手段，要最大限度地发挥其作用与效益，其选用的原则自然也必须与教学目标相适应。因此，媒体的应用决不能随心所欲，必须做到媒体展示的知识内容与教材相适应，与学生认知水平相适应。如初中生物学中的《血液循环》一课，这是生物知识的重点、难点。《血液循环》的教学目标是体循环和肺循环的途径，以及血液在循环途径中发生的变化。根据这个目标和媒体的功能，我们选择的逻辑思路是：<1>首先让学生用手摸到自己心脏的跳动，然后对照心脏模型，讲述其结构。<2>自己制作复合胶片，依次展示：①心脏的结构（四个腔及瓣膜）； ②与心脏四个腔相连通的血管；③体循环、肺循环路线；④在循环过程中血液成分发生的变化，且用红色表示动脉血、蓝色表示静脉血。这样将复杂的血液循环整体分解成一个个知识点，循序渐进,依次显示，学生思路清晰，教学效果很好。<3>观看血液循环录相带，全面认识，加深理解。
从以上教学步骤可以看出，课堂教学在目标指导下将多媒体协调配合、各展所长、互为补充，运用多种手段向学生传递知识信息，从而使学生感知全面，理解深刻，既掌握了知识，又培养了能力。
2.2根据学生的心理特点，选择多媒体
心理学研究表明，少年的大脑皮层长时间处于高度兴奋状态，容易使身心疲倦。据此，电教媒体虽有加快教学节奏，加大教学力度，优化教学效果的作用，但它具有声、光、电的综合刺激，使用一定要适时适度，在一堂课内频繁滥用，其结果势必事与愿违。如在《神经调节》一课，只在“条件反射的建立”上放录相带，让学生真正理解条件反射与非条件反射的区别和联系就足矣。
2.3根据不同课型选择多媒体
尽管媒体的形式特点不同，传播信息的内容不同，但如果教师演示的千篇一律，也是无法适应学生好奇、求新的心理特点，难以调动学生学习的兴趣。因此，媒体使用的方式要灵活，要根据不同的教学内容恰当地选用多媒体。
（1）.新授课：在初中生物教学中，新授课是课堂教学的主体。 教学目的在于认识生物的形态结构和生理特点，为了达到这一目的，应在课堂教学中充分利用多媒体的直观优势，恰当选用媒体作为教学的辅助。传统媒体（标本、模型和挂图等）是上好此类课必不可少的。电教媒体（投影、幻灯、录相、微机等）能够克服传统媒体在时间和空间上的限制，化静为动，信息量大，图像生动，音响逼真，在理论教学中，可根据内容特点，合理选用，互相配合。如形态部分的“草履虫的形态结构”这部分内容，因草履虫的身体微小，肉眼难以观察清楚，在教学中配以模型，以CAI 软件演示其内部结构，就有利于学生掌握其内部构造，形成深刻的印象。再如前面所说《血液循环》部分的教学设计，也是一个根据不同理论内容合理选用媒体的例证。
（2）.实验课：实验课是为了培养学生动手、动脑和独立操作的能力，从而达到巩固知识、 培养技能、提高分析观察能力的目的。如：用录相带示范基本操作要领，对不同内容采用不同功能键进行处理，用投影片分析实验原理等，效果都是非常明显的。
（3）.单元复习课：一单元的内容较多，可用投影浓缩单元教学内容， 建立系统科学的认知体系，突出重点、难点。
确定好使用多媒体后，主要的问题就是如何来设计和制作多媒体课件，才能最大限度地使多媒体技术与生物教学整合起来。
3.课件设计的思路和原则
就目前来讲课件设计的思路有两种： 一种是以教师的"教"为中心的课件设计，这是当前多媒体在教学中应用的主要思路。其特点是以教师为中心，只强调教师的"教"而忽视学生的"学"，我们简称为"辅教"。用这样的课件进行课堂教学，学生参与教学活动的机会少，大部分时间处于被动接受状态，学生的主动性、积极性很难发挥，更不利于创造型人材的成长。在这里不作深入的探讨。另一种是以学生的"学"为中心的课件设计，这是多媒体技术与学科整合的要求，是新形势下素质教育的要求，也是未来占主导地位的设计思路。现代教育理论之一--建构主义学习理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，是知识意义的主动建构者；教师只对学生的意义建构起帮助和促进作用，并不要求教师直接向学生传授和灌输知识。可见在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大的变化。其设计原则可以概括为：（1）明确以学生为中心。要在学习过程中充分发挥学生的主动性和首创精神；要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识(将知识"外化")；要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案(实现自我反馈)。（2）强调"情境"对意义建构的重要作用。我们应当创设一种与学习相联系的一定的社会文化背景，激发学生的联想思维，使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验，去同化和索引当前学习到的新知识，从而在新旧知识之间建立起联系，并赋予新知识以某种意义。（3）强调"协作学习"对意义建构的关键作用。其目的是使学习者群体(包括教师和每位学生)的思维与智慧被整个群体所共享，即整个学习群体共同完成对所学知识的意义建构，而不是其中的某一位或某几位学生完成意义建构。打个比方，这就象你有一条信息，我有一条信息，交换下每人就有两条信息。（4）强调对学习环境的设计。即学习者利用各种工具和信息资源在其中进行自由探索和自主学习，从而达到自己的设计目的。（5）强调利用各种信息资源来支持"学"。即多媒体课件应当包含文字材料、书籍、音像资料以及Internet上的信息等，使学生有更为广阔的驰骋空间。（6）强调学习过程的最终目的是完成意义建构，而不仅仅是完成教学目标。
4.设计的方法与步骤：
4.1选择主题 确定一个鲜明的可以用多媒体来表现的主题，能够充分发挥多媒体的作用，是其他教学手段所不能解决或不可能达到此效果的。如上文中所举例若干。
4.2情境创设 创设与主题相关的、尽可能真实的情境。如《环境保护》中，模拟出酸雨的现象及其危害，使学生有身临其境之感。
4.3信息资源设计 确定学习本主题所需信息资源的种类和每种资源在学习本主题过程中所起的作用。对于应从何处获取有关的信息资源、如何去获取以及如何有效地利用这些资源等问题，如果学生有困难，CAI系统应给以适当的帮助。如笔者制作的《基因自由组合定律》中，通过课本相关知识、相关新闻报道、最新科技发展等内容的汇集，让学生对基因研究带来的革命从多方位多角度去了解和掌握，使课本内容得到深化；同时给出"搜索"功能，让学生自主地从网上获取相关知识和信息。
4.4自主学习设计 课堂上在明确目的之后，给学生20~30分钟的时间进行自主学习。通过问题的设置使每个学生有自己的任务，学生可以随意地进入任何一种环境下进行学习，可以针对任何问题进行研究，并提出自己的观点。
4.5协作学习环境设计 在个人自主学习的基础上开展小组讨论、协商，以进一步完善和深化对主题的意义建构。整个协作学习过程均由CAI课件通过"在线交流"、"留言版"、"聊天室"等组织引导，讨论的问题皆由CAI系统提出或由学生自由提出，协作学习环境的设计应包括以下内容：①能引起争论的初始问题。如《基因表达》中问"目前科学家研制出治疗艾滋病的药物是根据抑制逆转录酶的活性的原理。随着科技的发展，你还有更好的根治方法吗？"②能将讨论一步步引向深入的后续问题。如根据疯牛病的有关知识，再问"根据你所了解的知识或现象，你认为课本上的中心法则已经完整地表达了遗传信息传递的过程了吗？"从而引导学生进一步考虑中心法则中遗传信息传递的过程，培养学生的创新思维和首创精神。③多媒体系统要考虑如何站在稍稍超前于学生智力发展的边界上(即最邻近发展区)通过提问来引导讨论，切忌直接告诉学生应该做什么(即不能代替学生思维)。
4.6强化练习设计 精心挑选本主题中既反映生物学基本概念、基本原理又能适应不同学生的要求的练习，以便通过强化练习纠正原有的错误理解或片面认识，最终达到符合要求的意义建构。可以采用抢答竞赛的方法进一步激发学生的积极性或通过数据库进行统计分析。
5.生物教学中多媒体课件设计平台
根据生物学自身的特点，可以采用以下四种平台：
5.1Authorware 是当前生物课件制作的主要平台。主要用于集成录像、动画等avi、mpg文件和声音wav文件，并能控制avi文件播放；具有一定的交互作用，可以演示拖动图片、文字等，可以通过函数调用外部程序。生物学中的光合作用、呼吸作用、动物的个体发育、细胞分裂、基因控制蛋白质的合成等可以用它来集成。
5.2PowerPoint 主要用于演示类。有统一的界面格式，也可以自创。能通过超连接调选所需要的文件进行播放。生物学中可以用它来介绍一些科学史实，简单的实验过程、生活现象等。
5.3Flash 主要用于gif动画的制作，也可以直接以swf文件成为独立的课件。但修改较为麻烦，且无集成功能。生物学中一些二维状态的渐变动画（如植物的个体发育、酸雨、有丝分裂、克隆羊、生态平衡、水循环等）可以由它来制作，特点是界面美观，渐变过程清昕。
5.4FrontPage和Dreamweaver主要用于网页制作。可以直接连上Internet，通过超连接的方式进行随意跳转；可以展示gif动画，或下载所有需要的材料（包括文字、音乐、图片、录像、动画等）或在线直播；可以通过查询的方式找到自己所需的资料；也可以通过外调的形式在当前窗口中显示各类exe文件或动画、录像等。生物学中主要用它来显示文本内容较多的知识，提供一个广阔的学习环境和资源。网络的应用将是未来生物教学发展的方向。
充分利用多媒体，提高生物学教学质量。多媒体应用于教学，不仅是知识信息的载体，而且是调控教学的有效手段。实验证明单靠听觉，可获知识的60%，单靠视觉可获知识的10%，而视听并用,可达到86.3%以上； 就保持三天左右的记忆率来看，单用听觉是15%，单用视觉是40%，视听觉并用是75% 。
运用多媒体教学，不仅具有直观、形象、生动的特点，而且还能实现大与小、远与近、快与慢、虚与实之间的转换，并具有信息量大，传递方便等特点。
多媒体的应用在生物教学中显得尤为重要。生物学是研究生物的形态特征、生理特点、进化方面等知识的学科。多媒体可将书本知识化静为动，化虚为实，化抽象为直观，在课堂教学中合理运用，能起到调动学生积极性，激发学习兴趣的作用。
教学手段要为教学目的服务，我们只有从具体的教学目的和数学任务出发，选择合适的教学手段，才能实现教学的最优化。一堂课媒体运用得是否恰当，唯一标准就看它是否有利于教学任务的完成。那种游离于教学目的和教学任务之外的媒体教学是不可取的。在生物教学过程中对多媒体进行优化设计，更能优化生物教学。
参考文献：
1. 高中生物课件制作范例教程 清华大学出版社 2005.2
2. 实用计算机教程 云南大学出版社 2005.8
3. 学校教育创新指南 光明日报出版社 2003.1
4. 计算机网上冲浪 上海科学普及出版社 2004.3
5. 多媒体制作 上海科学普及出版社 2004.5
6. 高中信息技术 上海科学普及出版社 2004.3
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