ＭＣＡＩ在生物學教學中的應用

摘 要 多媒體計算機輔助教學（MCAI）是目前國內外教育技術領域中最重要、最活躍的組成部分之一，將MCAI應用于生物學教學使得教學信息更為豐富，教學過程更加生動有趣，教學目標更易達成。

關鍵詞 MCAI 生物學教學

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

1 MCAI簡介

Multimedia多媒體是通過計算機交互綜合處理文本、圖形、圖像、聲音、動畫和影視等多種媒體信息，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統并具有交互性。

CAI是計算機輔助教學（Computer Assisted Instruction）的簡稱，是一種用計算機進行教學的嶄新形式。它以計算機為媒介，通過計算機與學生之間的交互作用實現教學過程。CAI可以用來代替教師進行課堂教學，也可作為常規課堂教學的輔助手段。

多媒體技術的發展對CAI產生了巨大的影響。在CAI模式中運用多媒體技術，使得教學信息更為豐富，教學過程更加生動有趣，教學效果更趨明顯，即為多媒體計算機輔助教學，簡稱MCAI（Multimedia Computer Assisted Instruction）。

2 MCAI的優勢

多媒體計算機輔助教學是目前國內外教育技術領域中最重要、最活躍的組成部分之一。它利用多媒體教學課件將教學內容和教學策略以計算機作為教學媒體加以體現，其特點是在教學上通過采用這種更為靈活、更易接受的方式來調動學生學和教師教的積極性，使教師能夠輕松地處理大量的教學信息，通過生動的語言講解、活潑的動畫以及演示錄像，無疑使教學的直觀性、活潑性、豐富性大大提高；學生通過易操作的人機界面與計算機進行交互操作，增加了他們的參與感，計算機能夠對學生的操作做出評價，從而提高課堂教學的質量。

具體說來利用多媒體輔助教學具有如下的優勢：

優勢一：直觀形象。圖文聲像并茂，易于吸引學生注意力，使學生能夠從多角度觀察對象并能夠突出重點，有助于概念的理解和方法的掌握。

優勢二：動態交互。MACI創設探究學習的環境，能實時反映學生的學習情況，鼓勵學生的積極參與，有利于概念的構建。

優勢三：對實驗的擴充。多媒體輔助教學通過對真實情景的再現和模擬，實現了對普通實驗的擴充，進一步培養學生的探索和創造能力。

優勢四：容量大、效率高、靈活性強。教師可重復使用或者針對不同的學生設計不同的方案。

優勢五：課堂教學的延伸。隨著電腦在家庭中的普及，多媒體教學軟件的發展，學生的學習時間不再局限于課堂上的幾十分鐘，他們可以隨時利用電腦用多媒體課件或網絡進一步學習，消化在課堂上沒有完全消化的知識和方法。

3 MCAI在生物學教學中的應用實例

3.1 教學實例一

教師應創設生動有趣的情境，激發學生濃厚的學習興趣和強烈的學習動機。

建構主義認為“情境”是學習環境中的要素之一。情境會激發學生學習興趣，誘發他們學習動機，使他們產生強烈的求知欲望。教師運用MCAI課件進行教學，在課堂教學中可以把視、聽、說融于一體，把聲、形、光、影等安排在不同界面上并進行組合流通，以形式多樣化的信息吸引學生注意，創設良好的學習氛圍。

在人教版義務教育新課程標準實驗教科書七年級上冊“致同學們”一節中教師可先用幾段生物生活的錄像引入新課，然后讓學生大聲說出在片中看到的生物的名稱。通過學生的回答，教師引導學生思考什么是生物。然后通過人機交互，讓學生自己判斷計算機中給出的圖片哪些是生物那些不是，由學生自己得出結論。接著再通過大量的圖片和影像，介紹當今世界面臨的重大問題，喚起學生的憂患意識；介紹當今生物學領域的最新進展，在開闊學生眼界的同時激發他們的學習興趣；介紹我國古今生物科學領域的重要成就，培養學生的民族自豪感。最后通過幾道交互式習題檢測教學效果。從課后反饋來看，七年級學生學習生物學的興趣被極大激發，普遍認為生物學是一門有趣且重要的科學，為今后的教學帶奠定良好的基礎。

3.2 教學實例二

MACI較強的交互、及時的反饋功能體現了學生的自主學習。

傳統教學手段都是單項傳播信息，學生被動接受，很難主動發揮，而MCAI課件使學生可以根據自己的情況，自由選擇學習內容，自行控制學習節奏，屏幕上的任何一個對象（如菜單、按鈕、圖形、文字等）都可以作為交互對象，可將界面轉移為你所需要的教學內容，促進學生眼、耳、手、腦并用，學、思、練相結合，發揮學生學習的主動性。學生在學習過程中，可以通過計算機信息反饋，對正確的給與肯定，對錯誤的給予更正，有利于自己自學，為開發學生的創造性思維提供了必要條件。在這種激勵機制影響下，學生心中不斷產生一種成功的喜悅，進而增強了學習的自信心。

在高中生物必修第二冊（人教版）“神經調節”一節中我采用學生在MCAI課件幫助下自學的方式，學生可以在每個教學內容間自主切換，以下是課件簡介。

3.2.1 創設情景

教師通過生動、有趣的Flash動畫，引出“神經調節”一節，可以很快地激發起學生的好奇心和迫切了解知識的欲望，使學生在一上課就進入學習和探究的氛圍中，并為課堂教學奠定了一個輕松、和諧的基調。然后引導學生思考：神經是如何進行調節的？興奮是如何傳導的？

3.2.2 新課教學

第一部分：復習神經傳導的基本方式、神經元的結構。

考慮到學生在初中已經學習了關于神經調節的部分知識，教師通過開篇設疑，喚醒學生的記憶，讓學生在回憶舊知識的同時，去領會新知識的意義，達到溫故而知新的目的。

第二部分：興奮在神經纖維上的傳導。

考慮到學生對神經纖維這個概念可能已經模糊，所以在本部分內容學習前，教師先用視頻短片復習神經元的結構，充分運用課件的動畫功能，將興奮的傳導這一重點具體化、形象化，使知識具有更強的可接受性，并在階段性小結中突出興奮在神經纖維上的傳導的特點。

第三部分：興奮在神經元之間的傳遞。

首先設置一個疑問“當興奮傳導到神經纖維的末梢時，是怎樣到達下一個神經元的呢？”這樣自然、流暢地過渡到“興奮在神經元之間的傳遞”，培養了學生善于發現問題的能力，引起學生探究下一個問題的欲望。然后在問題的引導下，利用多媒體形象展現出突觸的結構，同時為了克服興奮在此傳遞過程中的抽象性，再利用動畫展示興奮在2個神經元之間的傳遞過程，突出興奮傳導的單方向性。通過這種形式學生能夠較輕松地理解難點內容。

3.2.3 總結

列表比較興奮在神經纖維上的傳導與在細胞間傳遞區別與聯系。

3.2.4 鞏固練習

學生通過交互式具有針對性的練習，進行知識鞏固和教學效果反饋，及時糾正錯誤的理解和片面的認識。

3.3 教學實例三

MACI的靈活多樣的演示、模擬起到化繁為易的作用。

對一些在普通條件下無法實現或無法用肉眼觀察到的，用語言難以表達的現象，將一些抽象的理論、復雜的變化過程和運動形式，以內容生動、圖像逼真、聲音動聽的教學信息展現在學生面前，加深學生對抽象事物的理解和認識，這樣教學便于引導學生探索事物的本質和聯系，有利于學生知識的遷移。

在人教版義務教育新課程標準實驗教科書七年級下冊“人體的呼吸”一節中體內氣體的擴散及其變化沒法通過肉眼看到，使用Flash動畫演示呼吸道對空氣的處理和發生在肺內的氣體交換過程，可以使學生一目了然、生動形象且記憶深刻。

4 MCAI研究進展

從目前的實踐來看，“計算機輔助教學”的范圍遠遠大于英語中Computer Assisted Instruction的本義，而隨著現代教育技術的不斷深化，這一領域的概念的內涵和外延還在發生著變化。

4.1 CAI（Computer-Assisted Instruction，計算機輔助教學）

一項重要的教育技術，代表一個十分廣闊的計算機應用領域，包括將計算機直接用于為教學目的服務的各類應用。

4.2 CAL（Computer-Assisted Learning，計算機輔助學習）

通?？勺鳛镃AI的同義詞，但在某種程度上反映出教育思想上的差別，CAL強調用計算機幫助“學”的方面甚于“教”的方面。

4.3 CBI（Computer-Based Instruction，計算機化教學）

作為CAI的同義詞或作為較高程度的計算機支持教學應用。

4.4 CBL（Computer-Based Learning，計算機化學習）

作為CAI的同義詞或作為較高程度的計算機支持學習應用。

4.5 CAT（Computer-Assisted Training，計算機輔助訓練）

主要指計算機在職業技能訓練中的應用，如操作訓練、軍事訓練等。

4.6 CBE（Computer-Based Education，計算機化教育，國內譯為計算機輔助教育）

計算機的各類教育應用的統稱。

4.7 CMI（Computer-Managed Instruction，計算機管理教學）

計算機用于實現教學管理任務的各類應用的統稱。

4.8 CSLR（Computer-Supported Learning Resources，計算機支持的學習資源）

例如校內建設計算機化圖書館和教學資料庫；在校外采購各類電子出版物作為教學輔助材料；利用WWW網絡教師備課等。

隨著素質教育改革的進一步推進，以學生素質提高為中心的教育思想得以加強，可以預見MCAI應用于生物學教學具有廣泛的前景。