计算机在生物学中的应用论文(3)
计算机在生物学中的应用论文篇三
试谈计算机辅助教学在生物学教学中的应用
[摘要] 计算机作为一种现代化的教学媒体已逐渐进入课堂，在多年生物学教学实践的基础上，运用多媒体技术对中学生物学的教学内容、教学过程、教学方式进行了优化与整合，解决了生物学教学中的重点和难点，优化了课堂教学结构，突出了学生的主体作用，培养了学生的主体意识、创新思维和综合能力，开发了学生的智力，提高了学生的整体素质。
[关键词] 计算机辅助教学;中学;生物学教学;素质教育
知识经济时代的到来，使传统的教学模式受到了前所未有的挑战，随着信息技术的应用和发展，计算机辅助教学已成为广大教育工作者实现教育现代化的重要手段。随着科学技术的飞速发展，对中学生能力的培养和智力开发要求越来越高。在中学全面推进由“应试教育”向素质教育转变的今天，中学生物学教学如何适应当前教育改革的新形势，培养学生的综合能力，开发学生的智力，提高学生整体素质已成为当前中学生物学教学改革面临的重要课题。运用计算机多媒体辅助生物学教学，改进了传统的教学手段和方法，优化了课堂教学结构，提高了课堂教学质量，减轻了学生课后学业负担，取得了良好的教学效果。计算机辅助教学以丰富多彩的直观形式，使大脑不同功能区交替活动，产生积极学习的兴趣和动机等非智力因素的综合效应，有利于促进教师转变教育思想和观念，提高自身素质;有利于促进教学模式、体系、内容和方法的改革。
1计算机辅助教学的目的和意义
1.1 目的
随着计算机辅助教学的发展，生物教学过程中应运用相关的信息，如何结合教学实际在课堂中应用计算机来辅助教学，这就是研究此课题的目的。
1.2 意义
此课题研究的意义有以下几个方面：
1.2.1激发兴趣，培养学生的观察能力直观性和趣味性是计算机教学的特点，也是生物教学的原则。许多生物现象来自于直观形象或景观，逼真、形象、趣味性的画面能引起学生极大的兴趣;动态的动画制作能反应生物的运动状态，打破时间与空间、宏观与微观的限制，有利于学生感知和理解。根据教学需要，恰如其分地运用计算机辅助教学动静结合、图文并茂的特点，充分调动学生的视觉、听觉，使学生在不知不觉中进入思考和解决问题的境界，这些是传统教学方法不可能做到的。
1.2.2增大课堂教学密度，提高教与学的效率计算机的快速信息处理和图像传输特点，在一定程度上代替了黑板，可使教师省去板书时间，有更多的精力讲课和注意学生反应，及时调整教法和进度。以前占课时较多的内容在较少的时间内就可完成，因而加大了教学密度;大多数多媒体课件适合学生的接受能力，有利于使学生摆脱抽象、难懂继而厌学的情绪，对减轻学生的心理和课业负担，优化课堂结构，提高教与学的效率，有重要的现实意义。
1.2.3突破难点，培养学生的思维能力生物学中许多微观现象无法用肉眼观察，一些科学原理和抽象概念难以通过实物展示，这时可利用计算机辅助教学模拟各种动态过程，对其进行形象化描述。由具体到抽象形成学生自己的思维方式，培养了学生逻辑思维能力及发现问题、解决问题的能力。
1.2.4抓住重点，培养学生信息处理能力现代生物教学中，有时会遇到很多的信息，这就需要学生在平时的课件所给的信息中，抓住信息的要素，培养分析信息、处理信息的能力。
2计算机辅助教学的基本内容
2.1理论方面
信息技术、生物课程、信息技术与生物课程的整合。
2.2实践方面
一是如何将各种信息整合到生物学科的教学中;二是如何将多媒体技术运用于生物课堂教学中;三是培养学生获取信息，分析和处理信息，应用信息的能力。
3计算机辅助教学的价值
在整个教育体系中，教师、学生是其基本的构成要素，随着信息技术在生物教育领域的广泛应用，教育信息化的深入展开，使教师的作用、学生的能力要求等都发生了深刻的变化。
3.1教师的作用
传统的教育中，教师的基本作用是向学生传递一定学科的专业知识。多媒体技术的广泛应用，学生可以自主的学习，在这种情况下，教师的作用为：①学习的组织者和协调者：对某一特定内容，学生可以通过老师所给的信息、因特网等途径学习，教师不再只是讲授，而应对学生的学习活动进行组织、指导和协调。②资料的收集者和整合者：教师应尽量收集资料和相关信息，整合到生物学科的教学中，扩展学生的知识面，提高学生的认知水平。③学生信息能力的培养者：学生在利用所给资料自主学习中，信息能力是十分重要的，教师应注重学生信息能力的培养。
3.2对学生的价值
用计算机辅助教学，可以给学生更多、更快的认知过程，培养学生自主学习、主动获取知识的能力，分析处理信息的能力，培养学生发现问题、解决问题的能力。
4计算机辅助教学在生物教学中的应用
4.1优化教学过程，提高课堂效果，着意培养学生创新意识
教学过程优化的标准其一是看效果，其二是看效率。从总的目标上来看，一定条件下，教学过程的最优化，教学效率的最高化，质量效果的最大化，是现代教育所追求的主要目标之一。在传统教学中，板书是很费时的。然而，利用计算机辅助教学系统简洁省时，同时又能生动形象地连续放映，直观易懂。基于这样的认识，我重新建构了生物学科课堂教学模式。在讲授“基因的分离规律”一节内容时，按传统的教学模式要三个课时，而运用计算机辅助教学课件只用两个课时。我分别在两个平行班做了试验，并考察了学生的掌握情况：结果是用课件的班成绩合格率达94%，而另一个班却只有76%。也许一节课的实验结果还不足以证明计算机辅助教学的巨大优越性，但它至少让我们看到了运用计算机辅助教学的高效潜力，能为学生腾出更为广阔的发表独立见解的思维空间，使学生有充足的时间进行联想、思考和分析，让老师有更多的时间来增加教学信息和解答学生提出的问题，在自由讨论中激燃创新思维的火花。
4.2增大课堂信息量，开阔学生视野，实现个性化教学，着力推进素质教育
如何加大课堂密度，增大信息量，这是信息时代对教育的呼唤和要求，也是教育工作者必须认真考虑的问题。“大信息、全开放、多媒体、高效益”的改革目标就是顺应时代的要求所提出来的。众所周知，图形不是语言，但接受起来比语言更直观、更形象，包含更多的信息量，而动画又比图形更进一步。利用计算机辅助教学，可以使图片、文字、声音、音乐等各种呈现教学信息的手段同时使用，使学生置身于情景之中、多渠道、多层次、全方位地接受信息，它对开拓学生的视野，丰富学生的知识有着积极作用。如“生物对环境的适应”一课，上课伊始，先展现一组画面：茂密的热带雨林，炎热干旱的沙漠，冰雪覆盖的雪山，鸟儿飞翔的天空，神秘的海底世界和牛羊成群的草原。
不同的生态因素形成了如同画面上所展现的各种生存环境，以及与之相适应的各种动物、植物，那么，这些动、植物是如何与其生存的环境相适应呢?随即引出课题。随着课程的深入，通过计算机辅助教学课件，把学生带入到“天苍苍，夜茫茫，风吹草低见牛羊”的草原诗境;展现高原上气憾冰雪的奇松异木;沙漠里高大的纺锤树、挺拔的仙人鞭;冻土带的勇御贫瘠和寒冷的地衣、苔藓和水中舞动风姿的海带等。以图画、动画代替语言的描绘，化虚为实，化繁为简，化抽象为直观，把生物对环境适应的普遍性展现的淋漓尽致，使教学过程呈现出极强的直观性、活泼性和教娱性。又如，在“根的吸收作用”课件的应用部分，我补充介绍了“十七种常见的农作物缺钾的症状”等彩色图片及文字说明，学生可根据实际选学有关内容，为学生自主学习提供更广阔的空间，实现个性化教学。
4.3利用计算机辅助教学课件突破教学难点，掌握重点
生物学所包罗的内容非常广，时空和地域跨度都很大。有很多生物现象不是一些简单的标本或几幅挂图所能展示的，也不是教师用一般语言所能描绘表达明了的。这就为老师的教，学生的学带来了很大的难度。计算机技术在图形处理上具有独特的功效，它可以变抽象为具体、变静态为动态，将微观过程加以宏观模拟，把宏大场景作微观处理，对瞬变搞定格分析，化枯燥为生动，激发学生兴趣，消除学生的“学习障碍”。
如：“减数分裂”一节是全书的重点，更是理解上的难点。这个过程看不见、摸不着，极其抽象。如果单纯以“自学+讲解”的形式来讲授，虽然也能强调出重点，但在理解和掌握上有难度。而用计算机辅助教学生动形象地展示精子的形成过程，把学生带进减数分裂的微观世界，让学生积极观察，勇于思索，充分调动学生积极思维的主动性。然后通过独立思考，小组讨论，合作交流，最后用动画展示同源染色体发生互换的动态过程。学生就能够将减数分裂中的染色体变化规律和未知领域中有关遗传规律的知识有机结合起来，使枯燥乏味的生理活动变的新颖有趣，使难以理解的知识变的易于接受，达到突破重点、难点的目的。
综上所述，计算机辅助教学模式，在生物学教学中，能实现直观而生动的教学场景，为学生创造出主动学习的氛围，激发学生的学习积极性，从而达到培养学生的自主意识、实践能力和创新精神的目的。同时，借助多媒体教学软件的创设，又可体现教师服务于学生的新教育观，对学生进行因材施教，提高效率，实现个性化教学，巩固素质教育。
4.4计算机辅助教学的实践
计算机辅助教学是通过与计算机对话实现对学生的教学。计算机辅助教学和传统的课堂教学相比较具有的优点是：①可根据个人特点进行学习，学习者可随意挑选学习内容，我们称之为个性教学。②可利用图形和动态图像使教学内容直观化，我们称之为直观教学。③可打破时空的界限，展示非当地，非现在的形象和现象，我们称之为超时空教学。④可创作图形和动画来模拟现实或想象，使现实世界中无法观察到的现象得到展示，我们称之为虚拟教学。
生物学教学中有大量自然现象的观察，需要计算机的直观教学;许多自然现象不可能在现场展示，又需要计算机的超时空教学;大型的生态系统和微观的分子世界不能通过肉眼直接观察，就需要计算机的虚拟教学。因此计算机辅助教学在中学生物学教学中的应用具有广泛性和必需性。
从与计算机交互的角度来看，在中学教学中的计算机辅助教学软件有两种，中学生物学教学也不例外，一种是学生与计算机直接交流的自学型辅助教学软件，这种软件的教学模式如图1所示;另一种是在课堂内使用，由教师操作，仅为单节课服务的计算机辅助教学软件，教学模式如图2所示。使用第二种教学软件时，计算机的操作者是教师，因此只有教师可以与计算机进行直接交流，通过教师的操作，把计算机中的信息演播给学生。我们通常把这种计算机辅助教学软件称为课件。由于课件是一种演示型的计算机辅助教学软件，比较适合在传统的课堂教学模式中使用。
5计算机辅助教学的体会
对于计算机辅助教学，有如下的体会：①创设了崭新的情景，激发了学生浓厚的学习兴趣。②化静为动，化微观为宏观，化抽象为具体，突破了教学重点和难点。③增加知识信息量，拓展学生知识面，真正起到减负增效的效果。④与其它媒体的有机结合，大大地提高了教学效果。⑤创新了教学程序，优化了教学结构。⑥突出学生主体作用，进行个别化教学，真正实现了因材施教。
6结语
综上所述，可以看出多媒体教学是建立在自学讨论式教学法和启发式教学法基础之上的现代教育模式。在中学生物学教学中，积极开展计算机多媒体教学，不仅能够突出学生的主体作用，提高学生的学习兴趣，突破教学中的重点和难点，提高课堂教学的效果和质量，而且可以培养学生的主体意识、创新意识和独立分析问题、解决问题的能力，开发学生的智力，全面提高学生的整体素质。
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