學(xué)科教育論文-計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用.doc

學(xué)科教育論文-計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用【摘要】一、計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義二、計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)三、計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注意的問(wèn)題【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)【正文】生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課堂教學(xué)中占有重要的地位。隨著學(xué)校教學(xué)條件的不斷改善，很多學(xué)校都配置了先進(jìn)的多媒體計(jì)算機(jī)教室，現(xiàn)代化的教學(xué)手段已經(jīng)很方便地進(jìn)入了教室。利用計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以幫助學(xué)生形成生物學(xué)概念、理解和掌握生物學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、注意力和思維力。實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)將成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一條重要途徑。一、計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義。21世紀(jì)是信息技術(shù)和生物技術(shù)飛速發(fā)展的世紀(jì)，對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都將產(chǎn)生深刻的影響。計(jì)算機(jī)可以幫助教師進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)，可以通過(guò)一個(gè)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)幫助學(xué)生鞏固生物學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本技能，并可提高學(xué)生探索和創(chuàng)新能力。1、鞏固生物學(xué)知識(shí)。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)分為兩大類：探索性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。探索性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生探索未知世界的活動(dòng)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生對(duì)研究對(duì)象有了一定的認(rèn)識(shí)并提出了假說(shuō)以后，對(duì)所提出的假說(shuō)理論進(jìn)行確證的實(shí)驗(yàn)。在生物教學(xué)中開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)多數(shù)是驗(yàn)證性的。計(jì)算機(jī)演示實(shí)驗(yàn)的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是直觀性，它可以幫助學(xué)生將不易理解的抽象化知識(shí)具體化、形象化，使學(xué)生通過(guò)觀察，利用多種感官獲得感性認(rèn)識(shí)，然后，在此基礎(chǔ)上，由教師來(lái)講解，形成正確的概念和掌握有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生理解和接受起來(lái)就容易多了。2、激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。興趣是最好的老師，學(xué)生只有對(duì)學(xué)習(xí)生物學(xué)有濃厚的興趣，才會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，投入全部的熱情，津津樂(lè)道地喜歡上生物學(xué)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬自然界、生命體等生物學(xué)領(lǐng)域中的某些規(guī)律，產(chǎn)生各種與現(xiàn)實(shí)世界類似的現(xiàn)象或直接呈現(xiàn)自然生命現(xiàn)象，再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，供學(xué)生觀察。這種方法，比教師照本宣科、生搬硬套更能激發(fā)學(xué)生興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，學(xué)生的注意力和觀察力都會(huì)有明顯地提高。3、培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能。學(xué)生必須要掌握一定的實(shí)驗(yàn)技能，才能確保實(shí)驗(yàn)的順利完成。因此，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要有目的、有計(jì)劃的培養(yǎng)學(xué)生的基本技能。大多數(shù)情況下，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是先由教師在講臺(tái)上演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，介紹實(shí)驗(yàn)中注意的各項(xiàng)問(wèn)題，然后由學(xué)生操作。但是，由于受到實(shí)驗(yàn)室過(guò)大、實(shí)驗(yàn)儀器過(guò)小的限制，教師在演示過(guò)程中不可能面面俱到，總會(huì)遮住一部分學(xué)生觀察的視線，學(xué)生不能清楚地看到實(shí)驗(yàn)過(guò)程，也就不可能規(guī)范地操作實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程制成課件，放大圖像，進(jìn)行全方位的展示，學(xué)生就可以很清楚地看到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并可以掌握規(guī)范的操作程序。這樣，不僅培養(yǎng)了學(xué)生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能，也為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4、提高學(xué)生探索和創(chuàng)新的能力。激發(fā)學(xué)生分析生活中的事實(shí)或現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的要求。許多生物學(xué)成果也都是前人在經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的探索和研究后才獲得的。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的探索活動(dòng)完全不同于傳統(tǒng)的教學(xué)的探索，他要求學(xué)生自主地尋找、收集和組織相關(guān)的信息，在特定的內(nèi)容領(lǐng)域提出假設(shè)和預(yù)期，尋找材料來(lái)模擬實(shí)驗(yàn)操作、驗(yàn)證假設(shè)，從而獲得生物學(xué)原理。這種方式對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)、堅(jiān)強(qiáng)的意志力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度有著重要作用。二、計(jì)算機(jī)輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是程序化、統(tǒng)一化的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式雖然可以滿足教育的需求，但極大限制了學(xué)生的自由，忽視了學(xué)生自身的主動(dòng)性，不利于個(gè)性化教育和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與其相比，具有自己獨(dú)特的特點(diǎn)：1、直觀性。生物學(xué)是一門非常深?yuàn)W的學(xué)科，它的發(fā)展建立在各種各樣的實(shí)驗(yàn)中。但是，受到學(xué)校條件的限制，我們無(wú)法了解到生物體內(nèi)微觀的變化，而這變化是靜態(tài)的掛圖、模型所不能詮釋的。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，把肉眼看不到的微觀生物現(xiàn)象，用動(dòng)態(tài)的圖形展示出來(lái)，直觀性大大加強(qiáng)了，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程清晰、結(jié)果一目了然。例如，利用動(dòng)畫(huà)演示植物莖的向光性實(shí)驗(yàn)。在單側(cè)光的照射下，生長(zhǎng)素由向光一側(cè)向背光一側(cè)轉(zhuǎn)移，使得背光一側(cè)生長(zhǎng)素分布得多，背光一側(cè)的細(xì)胞縱向伸長(zhǎng)生長(zhǎng)得快，結(jié)果使莖朝向生長(zhǎng)快的一側(cè)彎曲，也就朝向光源的一側(cè)彎曲。這種生動(dòng)直觀的教學(xué)方式為學(xué)生提供了豐富的感性認(rèn)識(shí)，具有很強(qiáng)的吸引力，能大大激發(fā)學(xué)生的興趣。2、省時(shí)性。中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)是對(duì)時(shí)間要求比較強(qiáng)的一種教學(xué)形式，它要求一個(gè)實(shí)驗(yàn)盡可能的在一定的時(shí)間內(nèi)完成。在不影響教學(xué)效果的前提下，要盡量考慮選擇采用節(jié)省時(shí)間的辦法。對(duì)于時(shí)間跨度比較長(zhǎng)的試驗(yàn)，有時(shí)就只能觀察實(shí)驗(yàn)的某個(gè)部分。這樣，不僅不利于學(xué)生掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，也不利于學(xué)生建立整體思維方式。某些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)對(duì)于啟發(fā)學(xué)生的思維非常有幫助，而重現(xiàn)其過(guò)程難度很大，也不可能在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)就可以使其再現(xiàn)。例如，孟德?tīng)柕碾s交實(shí)驗(yàn)，真正的實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)了八年的時(shí)間，利用計(jì)算機(jī)將過(guò)程模擬出來(lái)，幾分鐘之內(nèi)就可重現(xiàn)。這樣，既可讓學(xué)生在某種程度上“親身經(jīng)歷”實(shí)驗(yàn)過(guò)程，又可感知科學(xué)的發(fā)展是一個(gè)艱辛而又曲折的歷程。3、可重復(fù)性。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步是實(shí)驗(yàn)必須具有可重復(fù)性，而實(shí)驗(yàn)課件恰巧可以滿足這一要求。例如，觀察洋蔥根尖有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，可以將實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)成課件，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊來(lái)代替實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并將顯微攝影技術(shù)與動(dòng)畫(huà)技術(shù)整合，把有絲分裂各個(gè)時(shí)期染色體的變化特點(diǎn)逐步播放，教師可以隨時(shí)調(diào)取，學(xué)生可以反復(fù)觀察，反復(fù)練習(xí)，并可以自己判斷知識(shí)的掌握程度。這種方式在實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)中應(yīng)用廣泛，而且效果比較明顯。4、低成本性。計(jì)算機(jī)具有巨大可靠的存儲(chǔ)能力，快速精確的計(jì)算處理能力，重復(fù)而又可變的工作方式和豐富多彩的人機(jī)交互功能。利用計(jì)算機(jī)的輔助實(shí)驗(yàn)的教學(xué)系統(tǒng)，可以創(chuàng)設(shè)各種情境，提供眾多的實(shí)驗(yàn)工具，建立一個(gè)功能完備的實(shí)驗(yàn)室，其功能上的健全與設(shè)置比普通實(shí)驗(yàn)是更加完善，其造價(jià)以及維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性都大大降低了。而且計(jì)算機(jī)還可以直接模擬實(shí)驗(yàn)，特別是模擬一些費(fèi)用昂貴或者不可能在實(shí)驗(yàn)室里完成的實(shí)驗(yàn)。這種功能節(jié)省了大量的人力、物力，因而降低了教學(xué)成本。三、計(jì)算機(jī)輔