發(fā)布時(shí)間：2023-12-25 14:38:40
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生物信息學(xué)技術(shù)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：中醫(yī)大數(shù)據(jù)；生物信息學(xué)；高校教學(xué)
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）27-0123-03
Abstract： Analyzed the developing status of Bioinformatics combined with Chinese Medicine， proposed the education directions for the combinations of Chinese Medicine and Bioinformatics， discussed the using of Bioinformatics techniques in Chinese Medicine big data with teaching and researching area by three common method in Bioinformatics.
Key words： chinese medicine big data； bioinformatics； education in university
1 引言
生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，在各大高等院校醫(yī)學(xué)或生物學(xué)相關(guān)專業(yè)都有與之相關(guān)的課程或?qū)I(yè)開設(shè)。與我們常見的物理、數(shù)學(xué)、法學(xué)等學(xué)科不同，生物信息學(xué)更像是一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，它不僅僅局限于某個(gè)科學(xué)研究，而是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)和生物學(xué)的各種工具及方法來分析和理解在大數(shù)據(jù)背景下的生物學(xué)意義[1]。經(jīng)過20余年的發(fā)展，生物信息學(xué)已在分子進(jìn)化、基因測序、遺傳及變異研究等領(lǐng)域取得了突破和成果，是21世紀(jì)人類三大計(jì)劃之一“人類基因組計(jì)劃（Human Gene Project HGP）”的核心支撐學(xué)科。在美國，早于1988年便成立國家生物技術(shù)信息中心（NCBI），隨后歐洲和日本在1993年和1995年分別建立了歐洲生物信息學(xué)研究所（EBI）和信息生物學(xué)中心（CIB）用來對數(shù)以萬計(jì)的核酸及蛋白質(zhì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)并發(fā)展至今日趨成熟[2]。生物信息學(xué)于上世紀(jì)90年代初開始逐漸引起國內(nèi)科學(xué)工作者的重視，經(jīng)過20多年的發(fā)展也已初具規(guī)模。筆者通過對近20年公開發(fā)表的有關(guān)生物信息學(xué)關(guān)鍵字的文章進(jìn)行搜索，運(yùn)用Excel制圖繪制了自1996年至今每年發(fā)表文章數(shù)量的散點(diǎn)圖。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)于生物信息學(xué)學(xué)科的研究數(shù)量在2014年達(dá)到頂峰，并逐漸開始下滑。同時(shí)，由于搜索結(jié)果包含雜質(zhì)數(shù)據(jù)（如被動截取“信息學(xué)”為關(guān)鍵詞），為了使圖表信息量有度可量，筆者繼續(xù)對在認(rèn)知上與生物信息學(xué)相關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行關(guān)鍵詞搜索，分別為“數(shù)據(jù)挖掘”和“人工智能”，并繪制圖2。由該圖可直觀地看出，人工智能的研究一直穩(wěn)步發(fā)展，符合21世紀(jì)科技高度發(fā)展的大趨勢，而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的相關(guān)研究自2005年以來迅猛增長并趕超人工智能。綜合分析其主要原因是由于中國人口眾多，自2005年以來互聯(lián)網(wǎng)用戶不斷增加，全民聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代逐漸構(gòu)成，互聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的急劇擴(kuò)大以及電子商務(wù)、云技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來的信息膨脹，使越來越多的人意識到大數(shù)據(jù)的作用和研究數(shù)據(jù)挖掘?qū)?jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步的重要影響，進(jìn)而推動數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)科發(fā)展。
2 中醫(yī)大數(shù)據(jù)背景下的生物信息學(xué)課程教學(xué)
從圖2的對比可以看出，生物信息學(xué)的研究數(shù)量與其他兩個(gè)學(xué)科對比，則顯得相形見絀。也就是說，生物信息學(xué)在我國的發(fā)展仍較為緩慢，使之與其對人類社會的貢獻(xiàn)度不成正比。進(jìn)一步對圖1的搜索結(jié)果進(jìn)行高級檢索，對已有的生物信息學(xué)研究進(jìn)行劃分，將”中醫(yī)”關(guān)鍵詞加入其中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將中醫(yī)與生物信息學(xué)相結(jié)合進(jìn)行研究的文獻(xiàn)少之又少，每年文獻(xiàn)不過20左右。生物信息學(xué)的作用就是利用計(jì)算機(jī)等技術(shù)對海量的生物數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并洞察隱藏在其中的規(guī)律，而中醫(yī)數(shù)據(jù)經(jīng)歷數(shù)代中醫(yī)名師的記錄和數(shù)十年來信息存儲技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)儼然呈現(xiàn)出高緯度、高階度的大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此，生物信息學(xué)在中醫(yī)數(shù)據(jù)的研究中一定具有其特殊的價(jià)值和意義，是從微觀層面描述中醫(yī)整體結(jié)構(gòu)的重要手段。本文將以中醫(yī)證侯、病證和中醫(yī)復(fù)雜性為切入點(diǎn)，結(jié)合研究生物信息學(xué)在其中的應(yīng)用價(jià)值，并討論在教育教學(xué)過程中如何使中醫(yī)和生物信息學(xué)有機(jī)結(jié)合，做到融會貫通。
2.1從“定性”和“定量”學(xué)習(xí)角度看基因組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)“證”本質(zhì)
在中醫(yī)學(xué)中，“證”是立方立法的基礎(chǔ)，醫(yī)者通過四診獲取的信息進(jìn)行綜合分析和判斷，從病癥體征等表現(xiàn)集合入手，得出相應(yīng)的證候，有針對性的用藥治療。中醫(yī)與西醫(yī)不同，講究以整體論看待人體以及病變，“辨證論治”思想也是千百年來各名中醫(yī)學(xué)者通過反復(fù)探索得出的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對中醫(yī)遣方用藥具有決定性的指導(dǎo)意義。而西醫(yī)認(rèn)為，疾病的發(fā)生與發(fā)展是與人體某段特異的基因的改變有關(guān)，HGP的研究目的也正是為了揭示人體的構(gòu)成奧秘從而從本質(zhì)上研究疾病的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律[3]。因此，中醫(yī)與西醫(yī)在指導(dǎo)醫(yī)者診療的哲學(xué)思想上是有很大不同，甚至可以說是截然相反的。然而中醫(yī)與西醫(yī)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)卻無處不在，結(jié)合點(diǎn)之一正是基因與證候的關(guān)聯(lián)。對于基因組學(xué)和中醫(yī)證候的學(xué)習(xí)方法是不同的，一個(gè)是定量學(xué)習(xí)，另一個(gè)則是定性學(xué)習(xí)，定量學(xué)習(xí)有助于學(xué)生更加客觀的研究生物體的發(fā)展規(guī)律，并結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)做到多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)，而不足之處在于缺乏主觀思考、學(xué)習(xí)方式較為分散缺乏整體思維把控；而定性學(xué)習(xí)則以某一指導(dǎo)思想為主線，通過對某些案例及知識長時(shí)間的觀察和分析，從中得出結(jié)論。定量學(xué)習(xí)如基因組學(xué)更重視量化計(jì)算及工具的使用，而定性學(xué)習(xí)如中醫(yī)證候則更重視理論與實(shí)踐結(jié)合，整體到局部學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中，無論基因組學(xué)還是中醫(yī)證候，都會以疾病為具體的研究對象。從西醫(yī)上說，基因是決定人是否患病的內(nèi)部原因，通過遺傳或基因狀態(tài)的改變都可能導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生，從中醫(yī)上說，證候是疾病狀態(tài)下的臨床類型，反映了機(jī)體在疾病發(fā)展過程中的病理特征[4]。因此，將證候與基因組學(xué)統(tǒng)一學(xué)習(xí)，實(shí)則是將定量與定性學(xué)習(xí)相結(jié)合以實(shí)際疾病案例和數(shù)據(jù)著手從而多方面運(yùn)用計(jì)算機(jī)、西醫(yī)學(xué)、證候?qū)W、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識對生物大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的綜合學(xué)習(xí)方法。
2.2 基于蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)病證相關(guān)性
證侯是人體生命活動的一種表現(xiàn)，而生命活動的主要執(zhí)行者是蛋白質(zhì)，兩者之間必然會有隱秘且細(xì)致的聯(lián)系，我們也應(yīng)以此為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散學(xué)習(xí)方法，綜合學(xué)科進(jìn)行學(xué)習(xí)。自HGP的完成宣告了后基因組時(shí)代的到來后，研究生命科學(xué)的重心也由基因組學(xué)向蛋白質(zhì)組學(xué)逐漸轉(zhuǎn)變，作為教育者也應(yīng)跟上科學(xué)發(fā)展的潮流，把生物科學(xué)研究和相關(guān)教學(xué)模式從基因水平向蛋白質(zhì)水平轉(zhuǎn)變。與此同時(shí)，蛋白質(zhì)組學(xué)是從整體角度分析細(xì)胞內(nèi)的動態(tài)變化以及蛋白質(zhì)組成成分、表達(dá)水平等，它的研究方法學(xué)內(nèi)容與中醫(yī)的整體觀和辯證論治觀有著許多相同之處。蛋白質(zhì)組學(xué)在分子水平上的DNA修飾和基因調(diào)控反應(yīng)生命體的整體狀態(tài)（即陰平陽秘），中醫(yī)理論強(qiáng)調(diào)從整體觀對疾病進(jìn)行認(rèn)知，認(rèn)為疾病的發(fā)生是人體整體功能的失調(diào)所致（即陰陽失調(diào)），重點(diǎn)在于辯證論治[5]。在教育教學(xué)過程中，將基因或蛋白質(zhì)方面的研究從結(jié)構(gòu)研究向功能研究轉(zhuǎn)變，使研究更具體，透過相關(guān)功能性測試實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)基因之間的相互聯(lián)系及相互作用，在定量學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的定性思維，使學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題及對象之間的關(guān)聯(lián)。正如數(shù)據(jù)庫實(shí)體關(guān)系模型中的E-R圖一樣，在進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)和中醫(yī)病癥相關(guān)性研究教育的過程中，中醫(yī)病證和蛋白組學(xué)可以看做是兩個(gè)看似毫無關(guān)聯(lián)的實(shí)體，而通過“疾病”將兩者相連，透過此種關(guān)系可以衍射出兩個(gè)學(xué)科方面的深入學(xué)習(xí)。
2.3 運(yùn)用復(fù)雜系統(tǒng)性方法學(xué)習(xí)中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)
中醫(yī)藥的復(fù)雜性相比西醫(yī)有過之而無不及，原因主要在于相對于“結(jié)構(gòu)決定功能”的西方醫(yī)學(xué)思想，中醫(yī)更側(cè)重于“關(guān)系決定功能”，在這種情況下，無論是辨證論治還是癥狀體征變化，有關(guān)中醫(yī)診斷和治療的信息都是已高度離散和非線性的方式存儲，使得中醫(yī)稱為典型的“復(fù)雜自組織系統(tǒng)”[6]。尤其在信息離散度和復(fù)雜度較高的中醫(yī)證侯系統(tǒng)中，癥狀變量與證侯信息混雜在一起，想辨別兩者的區(qū)別和聯(lián)系是非常困難的事情，單純的研究數(shù)據(jù)往往缺乏正確的方向，而單純的研究理論則往往枯燥乏味。因此，在教學(xué)過程中，可以將復(fù)雜系統(tǒng)方法學(xué)引入中醫(yī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，通過復(fù)雜系統(tǒng)中的熵分劃方法將證侯系統(tǒng)的離散變量加工轉(zhuǎn)化為線性關(guān)聯(lián)集合，即將癥狀變量通過關(guān)聯(lián)度集合成多個(gè)癥狀集合，并將癥狀集合與關(guān)聯(lián)度較高的證侯要素進(jìn)行聯(lián)結(jié)。以此方法既可以激發(fā)學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的興趣，又能以理論指導(dǎo)實(shí)踐，對中醫(yī)證侯大數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取，達(dá)到全面學(xué)習(xí)。
3 結(jié)束語
中醫(yī)信息學(xué)已經(jīng)作為一門新興學(xué)科在我國各大高校開設(shè)，相關(guān)師生深入研究和學(xué)習(xí)，主要目的就是發(fā)掘蘊(yùn)含在中醫(yī)幾千年發(fā)展結(jié)晶中的奧秘。關(guān)于中醫(yī)藥數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和研究也在近年日益增長，這都表明人們已經(jīng)愈來愈關(guān)注國粹，關(guān)注健康，關(guān)注未來。這也表明與之相關(guān)的學(xué)習(xí)和研究對未來的人生發(fā)展和機(jī)遇都有著深遠(yuǎn)的影響。然而，數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)并不完全適用于中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)中的信息發(fā)掘，若單純地將兩者進(jìn)行結(jié)合教學(xué)，學(xué)生可能缺少知識銜接，缺乏過渡。這時(shí)若將生物信息學(xué)引入二者其中并結(jié)合生物信息學(xué)相關(guān)智能科技手段和技術(shù)，則可以從宏觀和微觀兩個(gè)方面去看待生命體：宏觀上面對復(fù)雜的中醫(yī)系統(tǒng)不需感到困惑，而是以“復(fù)雜系統(tǒng)方法論去解決復(fù)雜系統(tǒng)”，使學(xué)生不要總想著從每一個(gè)局部都能分析到問題的本質(zhì)，而是接受復(fù)雜性，從復(fù)雜系統(tǒng)的角度去解釋生命體的自組織現(xiàn)象，對生命體的宏觀表現(xiàn)進(jìn)行研究；微觀即是在分子水平上去分析中醫(yī)證侯的本質(zhì)，方劑的復(fù)雜體系，去了解生命體內(nèi)部的調(diào)控機(jī)制等，以此加深學(xué)生對中醫(yī)理論的理解以及對生物信息學(xué)工具和技術(shù)運(yùn)用的融會貫通。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞： 信息技術(shù)； 現(xiàn)代教育理論； 生物技術(shù)教學(xué)
To make innovation on life technology teaching by using information technology
Yanli
Physician Training School, Jinzhou District, Dalian, Liaoning, 116100
Abstract：Based on the information technology teaching means under the background of teachers to provide modern information technology of the different kinds of media (such as projection, video booth, web, etc) as a platform, using the modern educational theory to guide teaching practice, aiming to improve the students' ability to the future society for the teaching goal.
Key Words: Information Technology; Modern Educational Theory; Life Technology Teaching
傳統(tǒng)教學(xué)是指教師用傳統(tǒng)教學(xué)媒體（如語言、板書、教材、實(shí)物、掛圖等）, 依據(jù)教學(xué)進(jìn)度,把課本內(nèi)容依次講解給全班的學(xué)生聽，強(qiáng)調(diào)書本知識的傳承。
基于信息技術(shù)背景下的教學(xué)是指教師以現(xiàn)代信息技術(shù)提供的多種媒體（如投影、視頻展臺、web等）為平臺，運(yùn)用現(xiàn)代教育理論指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，以全面提高學(xué)生適應(yīng)未來社會能力為目標(biāo)進(jìn)行的教學(xué)。
《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》別提出：生物技術(shù)的迅猛發(fā)展已經(jīng)顯現(xiàn)出巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，并正在越來越多地影響人類的生活和社會發(fā)展。認(rèn)識和理解有關(guān)生物技術(shù)在現(xiàn)代社會中的作用十分重要。并強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)從生活中的生物技術(shù)著手，通過各種實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動，豐富學(xué)生對生物技術(shù)的感性認(rèn)識；以多種方式向?qū)W生提供豐富的信息，幫助學(xué)生理解生物技術(shù)的作用。
生物新課程對生物教學(xué)提出了新的要求。初中的生物課程都遵從了“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”、“面向全體學(xué)生”、“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的相同理念，這樣的要求單純的利用傳統(tǒng)教學(xué)是無法實(shí)現(xiàn)的，只有與信息技術(shù)良好結(jié)合才能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。尤其是“面向全體學(xué)生”、“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”這兩項(xiàng)要求，對傳統(tǒng)教學(xué)提出了挑戰(zhàn)，教師必須改變自己的教學(xué)方式和教學(xué)理念，并應(yīng)用多媒體才能達(dá)到這樣的要求。
多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)很多，如：
一.創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
多媒體的特點(diǎn)是圖、文、聲、像并茂，向?qū)W生提供形式多樣、功能各異的感性材料，形象生動的畫面、標(biāo)準(zhǔn)逼真的情景朗讀、悅耳的音樂背景、妙趣橫生的益智游戲，使學(xué)生產(chǎn)生如見其人，如聞其聲，如臨其境的感覺。它能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，把他們帶入寬松愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境中，讓學(xué)生主動探索與進(jìn)取。
例如，在年級第冊第課，利用動畫講解食品制造中的發(fā)酵現(xiàn)象，
用課件展示發(fā)酵原理反應(yīng)式：
再如，在疾病防治中講解《青霉素的作用》，如果是利用掛圖的講解，學(xué)生理解比較困難，教師也講解的吃力，但利用FLASH動畫就可以展示這樣一個(gè)合成的動態(tài)過程，使學(xué)生易于理解和掌握。
用flash演示小實(shí)驗(yàn)《青霉素的作用》
實(shí)驗(yàn)證明了青霉素能抑制細(xì)菌的生長，所以它能幫助我們抵御細(xì)菌的感染。
二．刺激感官機(jī)能提高記憶效果
人類獲得知識的記憶保持比率中，視覺和聽覺所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他感官，而視覺和聽覺結(jié)合并用能達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果。也就是音像結(jié)合能刺激多個(gè)感官，又能引起有效注意，有利于記憶力的培養(yǎng)和情感激。
例如，講解食品保存中，用PowerPoint課件展示通過收集資料總結(jié)的各種保存食物的方法。
⑴脫水法⑵曬制煙熏法⑶滲透法⑷腌制法⑸巴斯德消毒法
⑹真空包裝法
在講解利用生物技術(shù)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)時(shí)，用PowerPoint課件展示污水處理廠如何進(jìn)行污水凈化。
三.增大教學(xué)容量提高教學(xué)效率
在信息化的時(shí)代，除了要求學(xué)生掌握書本知識外，還要求學(xué)生學(xué)到更多課外知識。運(yùn)用多媒體教學(xué)有助于實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的大容量、多信息、高效率。課堂上教師只需輕松點(diǎn)動鼠標(biāo)，就能在短時(shí)間內(nèi)直觀、形象地演示教學(xué)理論的發(fā)展過程，揭示概念，使教學(xué)內(nèi)容主線明確，理論分析深刻到位，基礎(chǔ)知識的講解更為詳盡，課堂練習(xí)量和內(nèi)容更為廣泛有趣，新知識的鞏固更為扎實(shí)。在演示過程中，教師還可控制演示速度或停頓，既可作為新知識的講解，又可根據(jù)班級情況抽出更多時(shí)間和精力來提供討論對象，啟發(fā)學(xué)生主動質(zhì)疑，引導(dǎo)他們觀察思考。在這種和諧寬松的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生的求知欲望增強(qiáng)了，并且參與意識和探索精神得到了發(fā)展，使課堂教學(xué)過程出現(xiàn)生動活、輕松高效的局面，教學(xué)效率顯著提高。
例如，在講解
生物學(xué)課件的制作需要大量的素材，收集素材的途徑主要有三個(gè)方面。1、網(wǎng)絡(luò)下載，初中教材上的圖片就是好的素材；搜索科技教學(xué)圖片；2、收集舊教材相關(guān)課件素材，由于網(wǎng)絡(luò)上有關(guān)新教材的課件一般都需要；3、自己拍攝或?qū)W生提供。
舉例說出克隆技術(shù)的應(yīng)用。舉例說出轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用。關(guān)注生物技術(shù)的發(fā)展對人類未來的影響。收集和交流有關(guān)轉(zhuǎn)基因生物的資料。有條件的地方進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。
1997年2月，克隆綿羊“多利”誕生的標(biāo)志著人類可以利用動物身上的一個(gè)體細(xì)胞，產(chǎn)生出與這個(gè)動物完全相同的生命體，打破了千古不變的自然規(guī)律。
教師應(yīng)充分重視信息化課程資源的利用，包括各種生物教學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò)上的生物科學(xué)教育資源等。計(jì)算機(jī)多媒體以其極強(qiáng)的交互性和模擬功能顯示出它在生物教學(xué)中的重要作用。生物教師應(yīng)該在教學(xué)中充分利用各種教學(xué)軟件，包括教師自制的教學(xué)軟件，提高教學(xué)效率。伴隨網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)傳遞著越來越多地生物信息，如動植物的圖片、課件、動植物的趣聞、最新生物科學(xué)進(jìn)展等。這些信息也應(yīng)在生物教學(xué)中得到充分利用。
關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；高中生物；學(xué)科整合
中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-1578（2013）11-0195-01
高中生物教育是以探索生命活動規(guī)律為主線的學(xué)科，而信息技術(shù)作為一項(xiàng)認(rèn)知工具，通過與高中生物課程整合，學(xué)生能在信息技術(shù)構(gòu)建的教學(xué)環(huán)境下，獲取更加豐富廣泛的生物學(xué)科內(nèi)容的信息，從而提高認(rèn)識，加深理解，充分調(diào)動起學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的主觀能動性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)的縱深發(fā)展[1]。本文就信息技術(shù)與高中生物學(xué)科整合進(jìn)行了淺顯的探討。
1.信息技術(shù)與生物學(xué)科整合的內(nèi)涵
信息技術(shù)（Information Technology）就是借助計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文字、數(shù)據(jù)、聲音、圖像等各種信息的采集、儲存、處理、傳遞和顯示的現(xiàn)代化技術(shù)[2]。隨著社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，信息技術(shù)與現(xiàn)代化的教學(xué)聯(lián)系日益緊密，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行的多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成為現(xiàn)代教學(xué)的重要發(fā)展方向。信息技術(shù)與學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行整合，就是將學(xué)科內(nèi)容與信息技術(shù)有機(jī)地整頓、協(xié)調(diào)和重組，使信息技術(shù)成為學(xué)科教學(xué)的組成部分。在高中生物教學(xué)過程中，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，生物學(xué)科內(nèi)容作為學(xué)生認(rèn)知對象，由于受到多種客觀因素的限制，學(xué)習(xí)主體對認(rèn)知對象的認(rèn)識深度較為有限，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式又無法滿足學(xué)生的認(rèn)知需求，制約了學(xué)習(xí)主體主觀能動性的發(fā)揮，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過高中生物學(xué)科與信息技術(shù)的整合，能充分打開學(xué)習(xí)主體的認(rèn)知視野，使學(xué)生通過信息技術(shù)提供的多種形式的學(xué)科內(nèi)容信息，提升學(xué)科認(rèn)知，加深理解，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性，提高學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的縱深發(fā)展。信息技術(shù)與高中生物學(xué)科整合具有顯著作用：首先，能實(shí)現(xiàn)生物學(xué)科教學(xué)有微觀向宏觀的轉(zhuǎn)換，使學(xué)生積極探究、自主發(fā)現(xiàn)，理解并掌握線粒體的結(jié)構(gòu)和功能；其次，能實(shí)現(xiàn)生物教學(xué)由抽象轉(zhuǎn)向直觀；最后，能實(shí)現(xiàn)生物教學(xué)由靜態(tài)向動態(tài)的轉(zhuǎn)換。
2.信息技術(shù)與高中生物學(xué)科整合的方法
2.1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生物教學(xué)情境。高中生的感性認(rèn)知相對較強(qiáng)，在教學(xué)過程中，教師因充分把握學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，將教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)作為教學(xué)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，從學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)出一個(gè)豐富真實(shí)的教學(xué)情境，使教學(xué)過程符合學(xué)生的認(rèn)知過程，從而激發(fā)學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，提高教學(xué)效果。如在教學(xué)"微生物學(xué)"時(shí)，教師可通過視頻、動畫等形式，將微觀世界展現(xiàn)在學(xué)生面前，加強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的直觀感受，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，自主探索，把握認(rèn)知對象的本質(zhì)。
2.2 利用信息技術(shù)突破教學(xué)難點(diǎn)。高中生在高中生物的學(xué)習(xí)過程，由于受到主體以及客觀條件的限制，對于部分學(xué)科內(nèi)容在認(rèn)知的過程中存在一定的障礙，構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，也是高中生物教學(xué)的難點(diǎn)。而信息技術(shù)與高中生物課程整合，則使得學(xué)生的認(rèn)知對象能夠以聲音、圖像、文字、動畫、視頻等多種形式展現(xiàn)出來，使抽象的內(nèi)容直觀化，復(fù)雜的內(nèi)容簡單化，學(xué)生在認(rèn)知的過程中，能調(diào)動多種認(rèn)知方式，獲取更為深刻廣泛的學(xué)科信息，構(gòu)建出完善的學(xué)科理論模型和知識結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對高中生物教學(xué)難點(diǎn)的突破[3]。如，教學(xué)"神經(jīng)調(diào)節(jié)"中的"興奮的傳導(dǎo)"時(shí)，由于教學(xué)內(nèi)容較為抽象，學(xué)生很難把握這一章節(jié)的內(nèi)容，借助信息技術(shù)，能利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將一體化興奮傳導(dǎo)路線模擬出來，進(jìn)而使學(xué)生對興奮傳導(dǎo)機(jī)制有深刻的理解，從而實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。
2.3 創(chuàng)建一個(gè)開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境。信息技術(shù)作為一項(xiàng)學(xué)生認(rèn)知工具和教師教學(xué)工具，有助于學(xué)生構(gòu)建一個(gè)完善系統(tǒng)的知識體系。在高中生物教學(xué)過程中，教師可通過信息技術(shù)將相關(guān)知識整合成課件，學(xué)生可通過多媒體課件開展自主學(xué)習(xí)。與此同時(shí)，教師可利用網(wǎng)絡(luò)資源共享的功能，創(chuàng)建一個(gè)開放式的教學(xué)環(huán)境，從而引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對認(rèn)知對象的觀察、認(rèn)知、探究與體驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，把握學(xué)科內(nèi)容的本質(zhì)。如在教學(xué)"水分的吸收"，可以通過Flas演示滲透作用的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)"什么是滲透作用"、"滲透吸收的條件是什么"，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，議案到學(xué)生討論成熟植物細(xì)胞是否具備滲透吸收條件，通過Flas演示成熟植物細(xì)胞吸收和失水現(xiàn)象，進(jìn)而得出結(jié)論。
3.結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信息技術(shù)教學(xué)聯(lián)系日益緊密，生物課程與信息技術(shù)的整合是未來高中生物學(xué)科教學(xué)發(fā)展的重要方向。教師應(yīng)緊隨時(shí)代步伐，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，充分利用信息技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，提高高中生物課堂教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 袁錦明. 運(yùn)用多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行誘思探究教學(xué)初探[J]. 生物學(xué)教學(xué). 2012（01）：123-124.
信息技術(shù)與生物教學(xué)的整合主要體現(xiàn)在信息源、授課模式、師生關(guān)系的轉(zhuǎn)變等方面。生物課是一門直觀性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，生物教學(xué)重視直觀和操作，但由于受時(shí)間、空間、課堂教學(xué)條件的限制，有些內(nèi)容學(xué)生不可能去實(shí)地觀察，而電教多媒體可將書本知識化靜為動，化虛為實(shí)，化抽象為直觀，并具有信息量大、傳遞方便等特點(diǎn)，在課堂教學(xué)中如能合理運(yùn)用，不僅能加深學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，實(shí)現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)的突破，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，激活學(xué)生的思維，拓展學(xué)生的知識面，從而大大提高生物教學(xué)質(zhì)量。
一、運(yùn)用電教媒體，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，突破教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
興趣是最好的老師，作為一名教師，要善于運(yùn)用各種媒體激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。電教媒體以其形、光、聲、色、字、特技手段等多種功能集一體，不僅為學(xué)生提供豐富、直觀、多角度的感知材料，刺激多種感官，吸引注意力，激發(fā)求知欲，而且能調(diào)動起學(xué)習(xí)的主動性，使之呈現(xiàn)最佳學(xué)習(xí)狀態(tài)。如：高中生物（必修本）《動物胚胎發(fā)育》這一節(jié)，關(guān)于青蛙受精卵的特征和受精卵分裂的方式是學(xué)習(xí)重點(diǎn)。教師通過播放青蛙生長發(fā)育過程的課件，要求學(xué)生注意觀察青蛙受精卵的特征和受精卵分裂的方式。這樣不僅提高了學(xué)生的注意力，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的興趣，而且順利地實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)、難點(diǎn)的突破。
二、運(yùn)用電教媒體，可以跨躍時(shí)空、擴(kuò)大課堂容量
電教媒體可以突破時(shí)空的局限，把生動、鮮明、形象的教學(xué)內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生面前，吸引學(xué)生的注意力，培養(yǎng)良好的觀察品質(zhì)。如：初中生物《果實(shí)的形成》一節(jié)，綠色開花植物的雙受精作用是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，而且這一過程是植物生理微觀過程，用語言描述學(xué)生很難理解。教師運(yùn)用電教媒體進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生可以看到植物花粉管萌發(fā)-花粉管破裂-形成受精卵、受精極核-花的各部分發(fā)育成為果實(shí)這一微觀生理動態(tài)的全過程。而在上植物的生長發(fā)育總復(fù)習(xí)課時(shí)，更加是可以把種子的結(jié)構(gòu)、種子萌發(fā)的條件、光合作用、蒸騰作用、花的結(jié)構(gòu)、傳粉和開花、果實(shí)的形成等多個(gè)知識點(diǎn)，用植物生長發(fā)育過程為主線聯(lián)系起來，幫助學(xué)生梳理知識網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)大容量教學(xué)內(nèi)容濃縮，真正實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)效率的目的。
三、利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，促進(jìn)師生互動和生生互動
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中要努力創(chuàng)設(shè)有利于人際溝通與合作的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生學(xué)會交流和分享研究信息，尊重他人的想法，發(fā)展樂于合作的團(tuán)隊(duì)精神。由于傳統(tǒng)的教學(xué)模式只能提供單一的教師與單一班級的學(xué)生之間的交流途徑，缺乏在不同教師與不同學(xué)生之間以及不同教師之間開展交流的機(jī)制。沒有一個(gè)教師能對這么廣泛的問題作全面的解答，也很難在同一時(shí)間、同一地點(diǎn)召集不同班級的學(xué)生進(jìn)行集中解答，更不可能隨時(shí)隨地提出問題和交流討論，由于時(shí)間有限，也不可能對有關(guān)問題進(jìn)行深入的討論和及時(shí)的交流。
四、運(yùn)用信息技術(shù)，進(jìn)行學(xué)習(xí)評價(jià)和成果展示
教師在幫助學(xué)生進(jìn)行知識建構(gòu)過程中，教師對學(xué)生的總結(jié)性評價(jià)、過程評價(jià)，以及學(xué)生之間的相互評價(jià)、學(xué)生自我評價(jià)都很重要。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，把對一些思維火花和情感的體驗(yàn)都及時(shí)記錄下來，并能進(jìn)行相互的交流。北師大提供的VCLASS平臺上就具備聊天室的功能，教師可以針對某一主題要求學(xué)生展開討論，或者學(xué)生可以通過留言版自定討論主題。學(xué)生的想法是否有意義，會接受更多現(xiàn)實(shí)的評判，老師和同學(xué)會對此提出自己的評價(jià)。對于各方面的評價(jià)，被評價(jià)者又有權(quán)利進(jìn)行取舍，這樣評價(jià)就可以較好地實(shí)現(xiàn)自我反思和激勵的作用。
五、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)
（一）應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，拓展學(xué)生知識面
在傳統(tǒng)生物教學(xué)中，教師運(yùn)用實(shí)物、模型雖然比較直觀，但是信息來源比較狹窄，這不利于學(xué)生對某一個(gè)現(xiàn)象加以深入的分析和揣摩。通過運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)互動效果，一方面督促學(xué)生必須熟練掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，另一方面讓學(xué)生獲得更多信息，這不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還拓寬了學(xué)生知識面。如：初中和高中生物都有《植物激素調(diào)節(jié)》一節(jié)，課本中只介紹了“去掉頂端優(yōu)勢”這一生長素原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。學(xué)生在完成書本知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，在搜索引擎中鍵入“生長素”這一關(guān)鍵字，可找到相關(guān)文獻(xiàn)。從中得到“類生長素用于作除草劑”等補(bǔ)充知識，開闊了視野。
關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；整合；思考
生物學(xué)科與信息技術(shù)整合的關(guān)鍵在于如何有效利用信息技術(shù)的優(yōu)勢來更好地達(dá)到課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。利用信息技術(shù)輔助生物教學(xué)，不但能夠開闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，而且可以加大知識信息容量，啟迪學(xué)生思維，突破抽象知識的學(xué)習(xí)，從而提高教學(xué)效益和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)我在課堂教學(xué)中信息技術(shù)的運(yùn)用淺談幾點(diǎn)思考：
1.把整合看成是課程與信息技術(shù)的簡單疊加。信息技術(shù)與課程整合，不是要把教學(xué)內(nèi)容整版地“印”到屏幕上。教師在追求“高效率、大容量、高密度”的同時(shí)也要考慮學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān)、接受能力，重視學(xué)生的參與程度。具體操作時(shí)，應(yīng)注意控制顯示的容量和速度，使不同程度的學(xué)生都能看清、看懂，并要進(jìn)行必要的分析和推理，給學(xué)生足夠的思維空間和時(shí)間，避免走過場。
2.課程與信息技術(shù)地位顛倒。從現(xiàn)代的課程理念出發(fā)，信息技術(shù)與課程整合的立足點(diǎn)是課程，而非信息技術(shù)，切勿片面地追求信息技術(shù)的含金量和“教學(xué)多媒體的高檔化”。
3.把學(xué)生的自主學(xué)習(xí)誤解為“學(xué)習(xí)的自由化”。信息技術(shù)為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)、自由創(chuàng)造的條件。信息技術(shù)與課程整合就是要構(gòu)建一種“以學(xué)生的學(xué)為中心”的新型教學(xué)模式。然而，在實(shí)際教學(xué)中這種理念容易絕對化，走上一條“自由化”的道路。
4.顛倒教與學(xué)的“主導(dǎo)”和“主體”關(guān)系。在教學(xué)中，學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)，教師無論采用何種教學(xué)手段，這一點(diǎn)是永恒不變的。信息技術(shù)在教學(xué)中確實(shí)可以提高一定的教學(xué)效果，但不能忽略學(xué)生的主體性。如果信息技術(shù)的演示代替了學(xué)生的主動思考，一堂課下來看似什么都有，學(xué)生的實(shí)際收獲卻不多，這正是課堂教學(xué)的大忌。
5.過分夸大信息技術(shù)的效果，摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)手段。在利用信息技術(shù)輔助教學(xué)時(shí)，很多學(xué)生不記筆記，問其原因，一致的回答是“來不及”。在教學(xué)中不少教師為了擴(kuò)大課堂的容量，把本來準(zhǔn)備板書的內(nèi)容，上課時(shí)直接投影顯示出來，這樣雖然節(jié)省了時(shí)間，但卻忽略了學(xué)生的接受和記錄。所以，作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)象征的黑板和粉筆，仍是現(xiàn)代教學(xué)媒體無法替代的。
希望各位同仁在運(yùn)用信息技術(shù)輔助教學(xué)的過程中，真正讓信息技術(shù)為學(xué)生服務(wù)，以提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；課堂教學(xué)行為；自主探究
進(jìn)入21世紀(jì)后，特別是近幾年來，以計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的信息技術(shù)得到了迅速發(fā)展，已經(jīng)滲透到社會生活的方方面面，在改變我們生活方式的同時(shí)也為教育技術(shù)現(xiàn)代化帶來了一場深刻的革命。隨著“信息技術(shù)與課程整合”“多媒體課堂教學(xué)”“多媒體課件”“模擬實(shí)驗(yàn)”等一系列新概念和新方式、新手段走進(jìn)我們的課堂，我們教與學(xué)的方式產(chǎn)生了極大地改變，同時(shí)也為高中生物教學(xué)方式的變革提供了良好的平臺。下面就信息技術(shù)與課堂教學(xué)整合后對我們高中生物教學(xué)的影響和改變，我將談一些感受和看法：
一、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得我們的生物教學(xué)資源不再束縛于教材和教師固有的認(rèn)知范圍
過去，生物教學(xué)資源有限，教師備課主要依靠教材和教學(xué)參考書，教師的已有知識面決定了這位教師在課堂上能提供給學(xué)生知識的寬度，極大地影響著我們的課堂教學(xué)效果?，F(xiàn)在我們在互聯(lián)網(wǎng)上可以找到大量人類對生物科學(xué)的研究和使用成果，既有文字表述資料，又有觀察、實(shí)驗(yàn)、演示、講解方面的影音資料和圖片信息，讓教師能夠在短時(shí)間檢索和收集到豐富的資源，第一時(shí)間根據(jù)課堂教學(xué)的目標(biāo)和重難點(diǎn)進(jìn)行有效整合和利用，從而達(dá)到突破難點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣雙重效果。
二、信息技術(shù)應(yīng)用為生物課堂教學(xué)方式的改變提供了良好的手段
1.信息技術(shù)的應(yīng)用使生命科學(xué)探究過程的呈現(xiàn)方式更加直觀、生動，激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望
生物學(xué)科是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)，很多生命活動規(guī)律是無法直接觀察到的，特別是微觀世界的生命活動更是用肉眼觀察不到，這樣給生物教學(xué)帶來了很大的難度。雖然有一些探究過程我們可以用實(shí)驗(yàn)去實(shí)現(xiàn)，但往往在基礎(chǔ)教育階段我們沒有條件去那樣做。過去我們的教學(xué)主要是通過掛圖、語言文字的描述來向?qū)W生傳遞生命現(xiàn)象活動的過程和結(jié)果。而現(xiàn)在教室里投影機(jī)、班班通設(shè)備、電子白板都已配備上，利用這些設(shè)備通過圖片展示、探究過程視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)的操作等把整個(gè)生命活動過程和微觀世界的變化展現(xiàn)給學(xué)生，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式的單一性，使教學(xué)情境設(shè)計(jì)更貼近知識發(fā)現(xiàn)、科學(xué)發(fā)明的過程。讓學(xué)生在“身臨其境”中掌握知識和規(guī)律，調(diào)動他們強(qiáng)烈的探究欲望。
2.教師在課堂上信息技術(shù)手段的使用促使了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的改變
高中生物學(xué)科理論性強(qiáng)，有些理論抽象，難以理解，學(xué)生很難用已有的經(jīng)驗(yàn)和想象來理解有關(guān)概念和理論體系?，F(xiàn)在我們可以利用信息技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)知識的形成和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的情境，引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和積極性，從而完成知識體系的建構(gòu)。這種方式學(xué)生會主動參與到教學(xué)中來，大大提高學(xué)習(xí)效率，把學(xué)生從被動的聽講、看書、做作業(yè)的單一學(xué)習(xí)模式中解放出來。
3.信息技術(shù)的課堂教學(xué)應(yīng)用為我們教師教學(xué)方式的多元化、多樣化提供了技術(shù)支撐
通過信息技術(shù)手段，我們可以讓學(xué)生通過教師提供的模擬實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行自主探究，也可以在講解某些知識范圍較廣，需要為學(xué)生提供大量素材內(nèi)容時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并進(jìn)行討論。例如我在講解《生物的多樣性》時(shí)，我就把學(xué)生帶進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教室，分組對其中的某一個(gè)分類進(jìn)行詳細(xì)查詢，看看學(xué)生自己都了解了哪些之前沒有了解過的生物，然后在課堂上展示自己的學(xué)習(xí)成果，從而使學(xué)生真正體會和認(rèn)識到生物的多樣性及其之間的生存平衡關(guān)系。使自己從繁重的講解中解脫出來，把課堂教學(xué)的著力點(diǎn)放在突破教學(xué)難點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)教學(xué)重點(diǎn)、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)上來。
三、信息技術(shù)的高速發(fā)展促使我們必須改變傳統(tǒng)的師生關(guān)系和教學(xué)思想
信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，教師的課堂地位和知識的權(quán)威性受到了極大的挑戰(zhàn)，學(xué)生通過電腦、手機(jī)、電視等各種各樣的傳播媒介接受了大量方方面面的信息和知識，而不再局限于教材上的內(nèi)容，這就要求我們教師要自覺與學(xué)生形成教學(xué)相長，相互促進(jìn)的新型師生關(guān)系，教學(xué)中遇到一時(shí)解決不了的問題，我們應(yīng)該用實(shí)事求是的精神和科學(xué)的求知態(tài)度師生一起來解決問題。我們教師也應(yīng)該注重自身的學(xué)習(xí)，做到終身學(xué)習(xí)，不斷更新自己的知識結(jié)構(gòu)，做一名稱職的教師。
在我們生活的今天，知識更新速度很快，就要求我們要有授之以漁的教學(xué)思想，既要教會學(xué)生知識，更要在此過程中教會學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法，這樣才能使學(xué)生真正受益終身。
關(guān)鍵詞:信息技術(shù)；初中物理；實(shí)驗(yàn)
1前言
初中物理教學(xué)滲透信息技術(shù)，符合課堂教學(xué)發(fā)展趨勢。但部分教師選取的學(xué)習(xí)內(nèi)容在與信息技術(shù)結(jié)合時(shí)，超出了學(xué)生的接受水平，將教學(xué)的主動權(quán)交給了多媒體技術(shù)，整堂課都是多媒體在發(fā)揮作用，教師的主導(dǎo)地位被多媒體取代，導(dǎo)致課堂教學(xué)效率低下。鑒于這種狀況，本文就如何科學(xué)、合理使用多媒體技術(shù)提高教學(xué)品質(zhì)進(jìn)行探討。
2創(chuàng)設(shè)媒體情境，激活學(xué)生探究欲望
物理是人們在長期實(shí)踐中，對自然界基本規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行認(rèn)知、總結(jié)形成的一門特殊學(xué)科[1]。要想對自然界基本規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行認(rèn)知，深入學(xué)習(xí)物理學(xué)知識，必須引進(jìn)多媒體技術(shù)。教師要利用多媒體的播放、展示功能，采用多種恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)入方式，吸引學(xué)生興趣。只有導(dǎo)入環(huán)節(jié)能夠吸引學(xué)生的注意力，學(xué)生才會積極投入物理知識的學(xué)習(xí)中，激活學(xué)生探究欲望。在教學(xué)“光的傳播”時(shí)，教師創(chuàng)設(shè)媒體情境，利用多媒體播放夜晚城市五顏六色的燈光視頻，導(dǎo)入新課：“這些色彩繽紛的燈光將城市打扮得分外迷人，你對光了解多少？你知道它是從哪里發(fā)出來的嗎？日常生活中，還有哪些物體會發(fā)光？你認(rèn)為這是一種天然光源還是人造光源？”于是學(xué)生之間開展熱烈的討論。有的學(xué)生說：“這個(gè)問題太簡單了，我知道生活中手電筒能夠發(fā)光；如果家里停電，可以點(diǎn)燃蠟燭，蠟燭也會發(fā)光；太陽也是會發(fā)光的。手電筒和蠟燭都屬于人造光源，而太陽則屬于天然光源。”有的學(xué)生說：“我記得在一本課外讀物上見過一種叫夜光藻的生物，當(dāng)它受到外界刺激時(shí)會發(fā)出淡藍(lán)色的光。夜光藻發(fā)出的光也是天然光源，因?yàn)槟鞘且构庠逄赜械墓δ埽皇侨祟愘x予的。不僅如此，我還知道，磷蝦也是具有發(fā)光器的多細(xì)胞動物，它也會發(fā)出光。我認(rèn)為磷蝦也屬于天然光源?！边€有的學(xué)生說：“水母也是會發(fā)光的，我認(rèn)為水母屬于天然光源。城市的霓虹燈是人類制造出來的光，所以霓虹燈屬于人造光源?！薄處煾鶕?jù)學(xué)生的討論情況，引導(dǎo)學(xué)生理解何謂天然光源，何謂人造光源，讓學(xué)生理解相關(guān)概念的差別。同時(shí)，教師讓學(xué)生做激光射向天花板的實(shí)驗(yàn)，了解光是如何傳播的，并引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。在這樣的學(xué)習(xí)氛圍和情境中，學(xué)生會主動探究光的傳播路徑。
3利用媒體引導(dǎo)，提高學(xué)生認(rèn)知水平
常見的物理課堂教學(xué)，都是依靠教師的講解進(jìn)行知識傳授和學(xué)習(xí)，教師口頭講解雖然較細(xì)致，但也存在很多弊端。如教師一味講解，初中學(xué)生識記能力有限，還未等學(xué)生思維反應(yīng)過來，很多知識點(diǎn)已經(jīng)講解完畢。這就導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下，課堂教學(xué)效率也不高。要改變教師單純講解的弊端，可以利用媒體進(jìn)行課堂教學(xué)引導(dǎo)。利用媒體展示思考問題，讓學(xué)生透過問題主動探索教材中存在的物理現(xiàn)象和規(guī)律，幫助學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、主動探究的好習(xí)慣。在教學(xué)“聲音的特性”時(shí)，教師由蕭乾散文《吆喝》入手，引入新課：“每個(gè)人發(fā)出的聲音都是很獨(dú)特的，你能根據(jù)聲音識別出人物嗎？今天讓我們走進(jìn)聲音的世界，去聆聽街頭小販帶給我們的聲音盛宴，聽一聽他們的聲音有何不同，你能根據(jù)聲音辨別他們的職業(yè)嗎？”教師播放多媒體，學(xué)生聆聽各種吆喝聲音。有的學(xué)生說：“這些聲音好獨(dú)特，有些聲音我第一次聽到，不同的職業(yè)有不同的吆喝聲，同樣都是人發(fā)出的聲音，為什么區(qū)別那么大呢？”學(xué)生提出疑問，教師引導(dǎo)學(xué)生在問題中進(jìn)行新課學(xué)習(xí)。教師利用多媒體出示問題：“你認(rèn)為聲音的強(qiáng)弱與什么有關(guān)？”學(xué)生紛紛討論。有的學(xué)生說：“如果打小鼓，鼓聲震動越大，聲音越響，所以我認(rèn)為聲音的強(qiáng)弱與聲音震動的幅度有關(guān)?！苯處煘閷W(xué)生講解振幅的內(nèi)涵，同時(shí)幫助學(xué)生了解振幅與響度的關(guān)系。教師順勢播放《中國好聲音》演唱片段，出示問題：“不同學(xué)員聲音特質(zhì)不同，哪些因素影響到聲音高低？”學(xué)生開始思考。教師讓學(xué)生到講臺體驗(yàn)展示，發(fā)出高低不同的聲音。有的學(xué)生說：“我發(fā)出的音調(diào)越高，我感覺喉嚨震動得越快，因此，我猜想生源振動的頻率越快，聲音的音調(diào)越高，反之，音調(diào)越低?！边€有的學(xué)生說：“雖然我沒參加講臺體驗(yàn)活動，在平時(shí)的說話中，我感覺到說話聲音越大，音調(diào)越高，喉嚨震動越快，聲音振動的頻率會直接影響到音調(diào)的高低。”學(xué)生在討論探究中得到答案。利用媒體設(shè)置思考問題，可以改變教師單純講解的弊端。利用媒體進(jìn)行問題設(shè)置和引導(dǎo)，能夠讓學(xué)生主動探索教材中存在的物理現(xiàn)象和規(guī)律，學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣被規(guī)范，學(xué)習(xí)效率不斷提升，認(rèn)知水平被優(yōu)化。
4啟動媒體展示，引發(fā)學(xué)生多元思維
很多物理概念具有抽象性，學(xué)生在學(xué)習(xí)概念時(shí)會有一定困難，如果理解不透相關(guān)概念，很難將理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中，那么這樣的學(xué)習(xí)就是低效甚至無效的[2]。物理學(xué)科不僅包含豐富的理論知識，教材中還有很多動手操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要學(xué)生在夯實(shí)理論知識的基礎(chǔ)上參與其中、動手操作。教師需要借助多媒體進(jìn)行展示，利用多媒體展示能夠高效完成實(shí)驗(yàn)展示任務(wù)。學(xué)生直接觀看實(shí)驗(yàn)操作步驟，仿佛能夠置身其中，讓學(xué)生有一種切實(shí)體驗(yàn)。在進(jìn)行“串聯(lián)電路各點(diǎn)電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師利用多媒體展示圖片，圖片中兩個(gè)小燈泡被串聯(lián)在電源上。接著教師引導(dǎo)學(xué)生開展猜想：“兩個(gè)小燈泡同時(shí)亮起，兩個(gè)燈泡的電壓之和與電源的電壓是否相等？”學(xué)生大膽猜測，有的學(xué)生說：“我認(rèn)為肯定相等，因?yàn)槟莾蓚€(gè)燈泡是串聯(lián)起來的，它們的電壓之和肯定與總電壓相等，這就相當(dāng)于1+1=2?！庇械膶W(xué)生說：“我不這么認(rèn)為，雖然兩個(gè)燈泡的連接方式是串聯(lián)，但它們的電壓之和有可能小于總電壓?！痹诖嘶A(chǔ)上教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生操作圖片中的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填到表格中。有的學(xué)生觀看完多媒體實(shí)驗(yàn)操作動畫后，感嘆道：“這樣的操作真是又實(shí)用，又安全，又方便，以前老師在講臺展示操作步驟，只有坐在前排的人能看到，坐在后排的人根本看不到，時(shí)間長了，就會對實(shí)驗(yàn)失去興趣?！庇械膶W(xué)生說：“以前還沒等我反應(yīng)過來，老師已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)步驟和方法講解完了，我只記住了一小部分?，F(xiàn)在好了，多媒體演示到關(guān)鍵的地方，老師一按暫停鍵，視頻停下來，我們記錄知識點(diǎn)，真是太棒了?！边€有的學(xué)生說：“以前我坐在前排，可是當(dāng)老師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示的時(shí)候，我只能記住前面幾個(gè)操作步驟，當(dāng)我思考下一步該怎么做時(shí)，老師的演示已經(jīng)結(jié)束了，這讓我很苦惱，又不好意思問老師。現(xiàn)在可以反復(fù)觀看錄像，真是非常方便?！倍嗝襟w展示功能的作用不可小覷，進(jìn)行媒體展示實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生清晰地觀看到實(shí)驗(yàn)全過程，在觀察中思考，化抽象為具體，發(fā)展學(xué)生的思維能力、邏輯能力，引發(fā)學(xué)生全方位思考。教師在這一過程中可以運(yùn)用多媒體的動畫演示功能，還可以借助多媒體的實(shí)物投影功能，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行局部放大處理，使全體學(xué)生都能準(zhǔn)確觀察到實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵部分。
5設(shè)置媒體訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成長
作為一門實(shí)用性極強(qiáng)的學(xué)科，鞏固訓(xùn)練在物理教學(xué)中顯得格外重要。如果只是學(xué)習(xí)純粹理論知識而不進(jìn)行鞏固訓(xùn)練，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果將大打折扣，物理素養(yǎng)培養(yǎng)也會受到影響，也體現(xiàn)不出物理學(xué)科的實(shí)踐性、科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的特點(diǎn)。利用媒體訓(xùn)練，不僅可以訓(xùn)練學(xué)生口算、心算能力，當(dāng)堂檢驗(yàn)學(xué)生物理知識點(diǎn)識記情況，還能在訓(xùn)練中突破學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，為學(xué)生實(shí)踐操作以及知識體系的構(gòu)建提供保障。在教學(xué)“生活中的透鏡”時(shí)，教師復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課：“上節(jié)課，我們了解了透鏡相關(guān)知識，它通過折射光，為我們展現(xiàn)了神奇的一面。今天我們來尋找生活中有哪些事物運(yùn)用到了透鏡，感受透鏡在生活中的具體應(yīng)用?！痹诮處煹闹笇?dǎo)下，學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。教師利用多媒體展示照相機(jī)、投影儀和放大鏡圖片，讓學(xué)生逐一認(rèn)識這些事物。在觀察照相機(jī)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，并通過多媒體出示觀察過程；學(xué)生觀察后得出結(jié)論，接著教師創(chuàng)設(shè)小組活動，讓學(xué)生制作照相機(jī)模型。學(xué)生在動手操作中體會到透鏡在照相機(jī)中的應(yīng)用。教師運(yùn)用同樣的方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、觀察投影儀和放大鏡。在當(dāng)堂訓(xùn)練環(huán)節(jié)，教師出示練習(xí)題，練習(xí)題目都是常識，學(xué)生很快就做出來?；A(chǔ)練習(xí)后，教師利用多媒體設(shè)計(jì)一個(gè)圖表，教師將照相機(jī)、投影儀和放大鏡三者的成像特點(diǎn)、鏡頭、像距與物距比較、像與物在透鏡的同側(cè)或異側(cè)等內(nèi)容進(jìn)行比較，學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行填空。在訓(xùn)練結(jié)束后，有的學(xué)生說：“我覺得多媒體展示的這個(gè)圖表非常好，我要把它畫下來，記在課本上。雖然表格的內(nèi)容課本上都有，可是圖表內(nèi)容一目了然，識記的時(shí)候很方便?！边€有的學(xué)生說：“我本來以為老師用多媒體展示的練習(xí)題一定會很難，沒想到都是課本中最基礎(chǔ)的內(nèi)容。不過，看起來簡單，做起來還是要將知識整合，這樣才能得出答案?！倍嗝襟w技術(shù)所具有的訓(xùn)練功能是獨(dú)特的，教師要充分利用多媒體這一特色，開展物理實(shí)踐訓(xùn)練[3]。精選練習(xí)題目是運(yùn)用媒體訓(xùn)練的前提，媒體不可能承載過多的練習(xí)題，如果媒體承載的練習(xí)題目過多，會導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)接不暇，學(xué)生的思維被淹沒在題海中。因此，教師利用多媒體展示的練習(xí)題必須適當(dāng)，不能過多，要精選本節(jié)課的重難點(diǎn)，圍繞重難點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn)開展訓(xùn)練。這樣既達(dá)到訓(xùn)練的目的，又能促進(jìn)學(xué)生的全面成長。
6結(jié)語
教師要利用多媒體技術(shù)的引導(dǎo)功能、展示功能和訓(xùn)練功能，不斷激活學(xué)生探究物理知識的欲望，提升學(xué)生認(rèn)知水平，在此基礎(chǔ)上引發(fā)學(xué)生對元認(rèn)知的思考。在思考中，學(xué)生思維得到發(fā)散，最終使學(xué)生的物理水平和綜合素養(yǎng)得到提升。
參考文獻(xiàn)
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1傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核存在的弊端
1．1考前準(zhǔn)備工作繁重，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，包括考核標(biāo)本的編號、顯微鏡的挑選與調(diào)試、實(shí)驗(yàn)室預(yù)約、學(xué)生考核分組等諸多準(zhǔn)備工作需要完成。
1．2考核時(shí)間冗長，由于高校招生規(guī)模的擴(kuò)增，學(xué)生人數(shù)劇增，因此只能根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室所能容納學(xué)生的規(guī)模分輪次對學(xué)生進(jìn)行考核。實(shí)際實(shí)驗(yàn)考核時(shí)間包括考核前的準(zhǔn)備、考核過程的具體實(shí)施以及每輪考核后整理考場所需的時(shí)間，再加上臨時(shí)處理一些意外情況所需的時(shí)問，導(dǎo)致考核時(shí)間冗長。
1．3考核過程容易受干擾，各種外界因素均有可能影響實(shí)驗(yàn)考核的結(jié)果。例如，顯微鏡發(fā)生故障致使考核中斷；部分標(biāo)本片長期反復(fù)使用，其質(zhì)量難免下降，可能影響到學(xué)生的辨認(rèn)；由于實(shí)驗(yàn)考核處于動態(tài)之中，標(biāo)本片及顯微鏡的移動對后續(xù)的考生也將會造成影響；此外，已完成考核的學(xué)生與還未參加考核學(xué)生之間的交流也存在試題泄露的可能。
2多媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核中的應(yīng)用
2．1考核內(nèi)容首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)考核大綱的要求確定不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容，內(nèi)容可涵蓋微生物形態(tài)及機(jī)能學(xué)相關(guān)知識，包括微生物的形態(tài)、生理、生化、免疫等方面的內(nèi)容?？赏ㄟ^不同的渠道來獲取各類實(shí)驗(yàn)考核素材，例如充分利用網(wǎng)絡(luò)資源收集不同微生物的圖片；使用顯微數(shù)碼攝像系統(tǒng)拍攝微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)圖片；利用電腦軟件將實(shí)驗(yàn)原理制作成線條圖、動畫等，再將實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容以圖片、線條圖、Flas及文字的形式進(jìn)行展現(xiàn)。
2．2考核試題形式將實(shí)驗(yàn)考核試題制成課件，題型包括辨圖、填空、簡答等形式，每張幻燈片分A區(qū)和B區(qū)，分別供A卷和B卷學(xué)生同時(shí)作答，每題均有箭頭、文字及畫外音提示。
2．3考核方法
2．3．1人員及場地安排不同專業(yè)的學(xué)生以實(shí)驗(yàn)室為單位同時(shí)進(jìn)行考核，每實(shí)驗(yàn)室安排考生20人一25人，同時(shí)安排監(jiān)考老師1人，考場設(shè)置于配有多媒體設(shè)施的教室或?qū)嶒?yàn)室中。
2．3．2考核實(shí)施使用同一套實(shí)驗(yàn)考核PPT課件對同一專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行考核，同一考場的學(xué)生進(jìn)入考場后通過隨機(jī)抽簽的方式確定其座位號及試卷類型，考核開始時(shí)監(jiān)考人員打開考核課件，課件即可按預(yù)先設(shè)置的速度、時(shí)間及次序進(jìn)行自動播放，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成答題，考核結(jié)束后PPT課件停止播放。
2．4實(shí)施效果
對2008級、2009級臨床醫(yī)學(xué)、口腔、預(yù)防、護(hù)理等專業(yè)的1348名本科學(xué)生就多媒體實(shí)驗(yàn)考核進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)果顯示：有76．4％的學(xué)生認(rèn)同此種考核方式，17．2％的學(xué)生基本認(rèn)同，而4．5％的學(xué)生認(rèn)為無所謂，另有1．9％的學(xué)生并不認(rèn)同該考核方式。采用新的實(shí)驗(yàn)考核模式后，2008級、2009級不同專業(yè)本科生的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成績較往屆學(xué)生成績相比均有不同程度提高。以l臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)為例：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核改革前的2006級、2007級學(xué)生中，其實(shí)驗(yàn)平均成績分別為68．8分和69．3分，及格率分別為84．7％和85．3％；而2008級、2009級學(xué)生的實(shí)驗(yàn)平均成績分別為74．6分和78．4分，及格率分別為91．1％和93．5％。
3應(yīng)用多媒體技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核改革的體會
多媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核中的實(shí)際應(yīng)用，得到了教師及學(xué)生的普遍認(rèn)可。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核方法相比，其優(yōu)勢有以下幾方面。
3．1完善與豐富了實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容：傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容多局限于微生物的形態(tài)學(xué)方面。而應(yīng)用多媒體技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核，其考核內(nèi)容不僅涉及形態(tài)學(xué)知識，而且還可將考核內(nèi)容擴(kuò)展到微生物的生理特性、生化鑒定、免疫反應(yīng)及致病機(jī)理等諸多方面，并能夠全面考察學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力。
3．2省時(shí)省力，節(jié)約教學(xué)資源：采用此種考核模式，不再需要花費(fèi)大量的時(shí)間與精力去進(jìn)行考前準(zhǔn)備，可將教師從繁重的準(zhǔn)備工作中解放出來，節(jié)省了人力與物力。另外，由于采用了多媒體技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)大批量學(xué)生同時(shí)開考，有效地縮減了考核時(shí)間，也減輕了教師監(jiān)考工作的負(fù)擔(dān)。
3．3利于體現(xiàn)考核的客觀、公正性由于在考前根據(jù)大綱的要求，針對不同專業(yè)、不同班級的學(xué)生準(zhǔn)備了多套不同的試題，并在考核中相同專業(yè)的學(xué)生可進(jìn)行同步考核，而且考生座位、試卷類型通過隨機(jī)抽簽確定，這些措施使得考場內(nèi)外學(xué)生舞弊的可能性降至最低。另外此種考核方式通常不會受到客觀因素的影響，有效保證了實(shí)驗(yàn)考核的客觀性與公正性。
3．4增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，真實(shí)地反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果因?yàn)榭己朔秶鷱V、內(nèi)容豐富、考核嚴(yán)格公正，使得學(xué)生意識到只有平時(shí)認(rèn)真扎實(shí)地學(xué)習(xí)，才有可能在考核中取得理想成績，因此使得學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性顯著增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)課堂效率明顯提高，教學(xué)效果在實(shí)驗(yàn)考核中得到真實(shí)的體現(xiàn)。
