信息技術與中學生物教學的有效整合

【摘要】信息技術與生物教學的整合是當前生物教育領域的一個熱點問題。本文首先分析了信息技術與中學生物教學整合的內涵與目標，接著論述了信息技術與中學生物教學有效整合的四個特征及常用的三種整合模式，最后，對如何做好有效整合提出三點建議。

【關鍵詞】信息技術；生物教學；課程整合；教學模式

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009—8097 (2007) 12—0085—05

隨著信息技術的快速發展，它與課程的整合運用越來越成為基礎教育課程改革中一個非常值得關注的話題。《國家基礎教育課程改革綱要（試行）》中明確指出：“大力推進信息技術在教學過程中的普通應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生的互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。” 顯而易見，現代信息技術也必將對新一輪的中學生物教學改革起到積極的促進作用。在信息技術與中學生物教學的整合和實施過程中，既有很多有益的實驗研究，也存在一些誤區和問題。本文基于信息技術與中學生物教學整合的內涵、目標、特征，同時結合中學生物學科教學特點，對如何做好信息技術與中學生物教學的有效整合作探索性研究。

一 信息技術與中學生物教學整合的內涵與目標

目前，關于信息技術與課程整合的研究視角可分為“大整合論”和“小整合論”。持“大整合論”的一般是偏重于理論研究的專家學者，而一線教師和教研人員更多的認同“小整合論”，他們更加關注信息技術如何有效應用于教學實踐層面。

“大整合論”這種觀點主要是指將信息技術融入到課程的整體中去，從而改變課程內容和結構，變革整個課程體系，創立信息化課程文化。它認為信息技術與課程整合實質上是一種基于信息技術的課程研制理論和實踐，即課程信息化，實際上它包括兩個方面：信息技術課程化和學科課程信息化。這種觀點有助于我們從課程整體的角度去思考信息技術的地位和作用。

“小整合論”則將課程等同于教學。這種觀點將信息技術與課程整合等同于信息技術與學科教學整合，信息技術主要作為一種工具、媒介和方法融入到教學的各個層面中，運用教學設計的方法將教師、學生、內容、媒體系統地加以考慮，使學習內容的組合更加合理、清晰，課堂教學結構的設計更加優化。信息技術既是教師的教學工具，也是學生學習的認知工具，信息技術同學科教學有機地融為一體，是提高教與學的質量與效率的有效手段。這種觀點是目前信息技術與課程整合實踐中的主流觀點。本文所闡述的整合也是這種觀點。

信息技術與中學生物教學的整合，是將信息技術有機地融合在中學生物教學過程之中，使信息技術與中學生物課程結構、課程內容、課程資源以及課程實施等融為一體，成為課程內容和課程實施高度和諧自然的有機部分，以便更好地完成課程目標，提高學生的信息獲取、分析、加工、交流、創新、利用的能力，使學生掌握在信息社會中應有的思維方法和解決問題的方法。

信息技術與中學生物教學的整合，不應是一種簡單的形式上的整合，也不是在生物教學中機械地運用計算機輔助教學，整合的本質是在先進的教育思想、教育觀念和教育理論的指導下，尤其是“主導——主體”(教師的主導作用——學生的主體地位)教學理論、建構主義學習理論、協作學習理論、認知主義學習理論等的指導下，把信息技術作為促進學生自主學習的認知工具、情感激勵工具和豐富教學環境的創設工具，并將這些工具全面應用到中學生物教學的過程之中，使各種教學資源、各個教學要素和教學環節經過整理、組合而相互融合，在整體優化的基礎上產生聚集效應，從而促進傳統的中學生物教學方式的根本變革，充分發揮學生作為學習者的主體地位，發揮他們直接參與、主動進行學習的主觀能動性，全面提高課堂教學效果和學生的學習效率，從而實現培養學生良好的信息素養與生物學素養、較強的創新能力、實踐能力及學習能力的目標，更好的完成教學目標與任務。

由于生物課程學習研究的對象是各種生物體的特征及其新陳代謝、自我繁殖、生長發育、遺傳變異以及應急性等生命運動特點，要想把復雜的生物運動過程與特征等生動形象的表現出來，單靠傳統的掛圖、模型、標本、幻燈片等媒體形式，是遠遠不夠的，因為它們都不能生動直觀的、動態的展示生命運動的過程與特點。如果能運用視頻、動畫、課件等現代教育技術手段，就可以產生非常好的直觀效果。即便那些微觀的、抽象的概念與規律等也可以非常形象生動地展現在學生面前，可以把學生不能親自完成的生物學實驗很好的展示出來，有利于突破教學的重點與難點，比如，光合作用、呼吸作用的過程，有絲分裂和減數分裂的過程，遺傳的基本規律等。所以，對中學生物學來說，運用信息技術進行教學，不僅可促進教學內容呈現方式的變革，而且可促進教學方式和學習方式的變革，使教學內容更加豐富，教學準備更豐富多樣，師生之間的溝通交流更加暢通、便捷，學生能更快進入學習狀態，更好地開展自主性學習、探究性學習，教與學的效率都得到極大提高。可以說，要想全面貫徹、實施《國家基礎教育課程改革綱要》與《生物課程標準》，廣大生物教師必須將信息技術與生物教學有效整合，否則，將難以完成生物教學的目標。

二 信息技術與中學生物教學有效整合的特征

1 “整合”必須有助于更好地完成中學生物課程教學目標

信息技術整合于課程教學，其主體是課程，而非信息技術，二者整合的目的是為了更好的完成中學生物課程教學的目標，為了促進學生自主學習、協作學習，培養學生的創新精神與實踐能力。如果在實際教學中出現為使用信息技術而使用信息技術，甚至不惜以犧牲生物課程教學目標的實現為代價，比如，課件設計與制作過分追求“精美”與好看，信息技術手段的運用過分追求形式上的多樣性與花哨，結果是課堂教學形式生動有余，而實際教學目標反而沒有達到。這種整合不是有效整合，違背了整合的初衷。

2 “整合”必須能充分體現“主導—主體”的教學思想

在有效的“整合”中，教師不僅是知識的傳播者，而且是學生學習的指導者、能力的培養者、發展的促進者。教師重在啟發、貴在引導、妙在點撥、巧在幫助學生設計學習線路和方式，使學生有自己的空間去探索、合作、體驗和創造，促進學生學習的正向遷移。“整合”的目的就是要在教學媒體的作用下，既要實現既定的教學目標，又要凸顯教師的主導作用和學生的主體地位，構建和諧、合作的師生關系，培養學生的協作、探究和創新的能力。

在“主導一主體”的教學結構下，教材不再是學生唯一的知識來源，學生利用多媒體多層次、多角度地獲取文獻資料，教師更加關注如何利用包括網絡環境在內的信息資源有效地擴大學生的認知范圍，使自己在教學中的主導形象日益豐滿，同時也使得“整合”成為學生積極投入、成就體驗樂園的多元互動的教學形態。如果在實際教學中，運用信息技術只是為了更好的呈現知識信息，方便教師講授知識，教師的主導作用得到充分發揮，而學生的認知主體作用得不到充分體現，學習的積極性、自主性、協作性、探究性等沒有被充分調動起來，那么，這種“整合”就不是有效的整合。

3 “整合”要能體現教師創設情境、營造氛圍、激發情趣和有利學生自主探究學習

建構主義學習理論認為知識是學習者在一定的情境下，借助其他人(包括教師和學習伙伴等)的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得；教學不是知識的傳遞(transmission)，而是知識的處理(transaction)和轉換 (transformation)。建構主義提倡在教師指導下、以學習者為中心的學習，它一方面要求學生由外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者，而另一方面也要求教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構意義的幫助者、促進者，成為學生學習的高級合作者。同時，教師必須創設一種良好的學習環境，學生在其中可以通過實驗、獨立探究、合作等方式學習。生物學作為一門實驗性極強的學科，更需要創設有利于學生實驗探究的學習情境，激發學生自主學習、探究學習的情趣，從而培養學生的創新精神。

信息技術和基于Internet網絡環境所具有的多種特性特別適合于創設建構主義學習環境。在中學生物教學中，教師要能根據教學目標、教學內容、學生已有的知識結構和認知水平等制定恰當的教學策略，整合運用多種信息技術手段，創設有利于學生學習的情境，激發學生學習、探究的熱情與興趣，或者營造一種好的信息環境，使學生能自主學習、主動探索、合作交流，同時師生之間、學生之間、資源之間能進行多重交互，實現多方溝通和資源共享，從而改變傳統的教學方式和學習方式，提高教師的教學效率，培養學生的創新能力和實踐能力。

4 “整合”要能夠使學生有積極的情感體驗和深層次的認知體驗

有效的整合要能夠使全體學生受益，學生要有廣泛的參與度，要有積極的情感投入，并能體驗到愉悅的成就感。同時學生能獲得深層次的認知體驗，比如，具有一定的質疑能力、自主組織信息的能力等。這就要求教師能將書本知識還原為實際生活經驗；能夠關注課堂的弱勢群體，并給予鼓勵和幫助；能夠按照“最近發展區”的原則，在教學設計上注意層次和梯度，促進學生共同進步；注重培養學生對信息的獲取、甄別、加工和整理能力，將外在的信息內化為自己的知識結構之中。

三 信息技術與中學生物教學整合模式的構建

信息技術的發展極大地拓展了教育的時空界限，改變了傳統的教學模式，使教育資源共享成為可能，學習信息來源和學習方式選擇的自由度也得到極大提高，個別化和個性化教學成為可能。要使信息技術與中學生物學有效整合運用，其中關鍵是根據生物課程特點和具體的教學內容、教學目標及學生學習基礎、認知能力等科學構建生物學的教學模式。

信息技術與中學生物教學的整合，從模式上來看，常用的主要有三種類型：一是以教師使用信息技術為主的“講解演示”型模式，二是以學生使用信息技術為主的“自主學習”型的網絡課模式，三是學生自主學習與教師演示相結合的整合課模式。

1 以教師使用信息技術為主的“講解演示”型模式

以教師使用信息技術為主的 “講解演示”型模式，是在班級授課形式的課堂教學中，由教師在課堂上通過計算機和多媒體向學生動態的展示生物教學內容，營造教學情境，激發學習興趣，是一種面對全體學生的計算機輔助教學模式，是信息技術與學科整合中最基本的層次。

該模式基本步驟為：備課時教師研究教學內容，利用現成的CAI課件，或者一些多媒體制作工具，綜合各種教學素材，制作有關教學內容的演示文稿和CAI課件，當然也可以從網上、生物學資源庫里挑選適當的課件；課堂上教師利用課件創設情境，調動學生的學習興趣，利用課件展示教學信息，引導學生思考并接受信息；最后教師總結整個教學內容。其基本流程如圖1所示：

這種模式的教學充分體現教師在教學過程中的主導地位，適合教師向學生傳授系統的生物知識，如細胞的有絲分裂、減數分裂、基因的分離規律和自由組合規律、基因的表達等。計算機多媒體的應用，可以突破時間、空間、微觀、宏觀的限制，將教學內容中的生物事物、情景、過程全部再現于課堂，因而它不但能充分調動學生的興趣，改變課堂呆板的狀況，而且有利于突破教學重點和難點，有利于學生理解生物知識，認識生物規律。其次，計算機多媒體簡單、易操作，有利于快速、及時地呈現教學內容，節省了傳統媒體所消耗的時間，增加了教學容量，提高了教學效率。當然這種模式有其自身的不足之處。首先學生作為信息的被動接受者，缺乏自主性；其次過于關注學生群體，而缺乏對學生個性的關注，易出現“好學生吃不飽、差學生吃不了”的情況；多種信息技術手段的介入雖然會使課堂生動活潑起來，但有時候會分散學生注意力，而且把各種應由抽象得出的結論轉變為直觀的過程，客觀上可能會影響學生抽象思維能力的發展。

該模式適用于教學中最常見的新授課、復習課和習題課。

2 以學生使用信息技術為主的“自主學習”型的網絡課模式

以學生使用信息技術為主的“自主學習”型的網絡課模式，實際上是網絡環境下，基于網絡運用的一種生物教學模式。具體分為兩種，一是基于網絡教室和校園網的網絡自主學習模式，二是基于Internet網絡自主學習和協作學習模式。

基于網絡教室和校園網的網絡自主學習模式是在網絡教室中開展的，基于校園網，以學生的學習為中心，以情境創設為前提，以問題驅動為導向，圍繞某一學習主題，教師提供一些生物教學資源，學生根據需要查閱某些信息資料，進行分析判斷，師生之間、同學之間通過網絡進行信息的交流、協作，完成對問題的理解、知識的應用和意義的建構。在教學過程中，教師通過教師機觀察每一臺學生機的屏幕信息，以達到對教學的反饋和監控；學生利用教師提供的資源進行自主學習，學習中的問題可通過網絡向教師或同學提問，并進行網絡對話和交流；同時設計問題進行分組協同討論，并將討論結果進行匯總。這種網絡化教學營造了和諧寬松的教學環境氛圍，真正實現了教學民主，使師生角色意識發生了根本性轉變，學生成了學習的主體，而教師主要是學生學習的輔導者、合作者和促進者，同時真正實現了由“知識中心”向“資源中心”的延伸。它的不足之處表現在其運用受到多方面的限制。首先它對硬件設備、教學軟件要求都比較高，要求學校建有健全的高配置的信息網絡系統，有專門的足夠數量的網絡教室，上課時每個學生都有一臺電腦。其次，生物教師要充分熟悉、了解、占有大量的生物網絡教學資源，或者學校建立了豐富的生物資源中心，包括大量的數字圖書期刊、教學軟件資源、權威的教育信息檢索中心，甚至能根據生物學教與學的需要建立生物學系列主題學習網站，比如，“營養物質”、“細胞的分化、癌變和衰老”、“人體系統（含消化系統、呼吸系統、泌尿系統等）”系列主題學習網站，為學生開展“網絡自主學習”提供充足的學習資源。第三，要求教師及時監控學生自主學習狀況，如果班級人數比較多，監控的力度就會大大減弱，教師主導作用的發揮就會受到限制。最后，這種模式的教學對于學生的自學能力有一定要求，比較適合中高年級學生的學習。

該模式適用于新授課和復習課。其基本流程如圖2所示：

基于Internet網絡的自主探究學習模式，屬于全開放性的教學模式，其教學內容主題不脫離生物課本，但更多的是課本內容的延伸和補充，教師將教學內容以網頁的形式制成網站，然后發布到網上。同時教師將教學任務進行分解，讓學生根據自己的愛好選擇任務，學生獲取了某項任務以后，直接進入網站進行資源搜集、信息處理，并將信息發布到BBS論壇上，在BBS論壇與自己具有相同任務的同學進行交流和協作，共同完成該任務，最后由各任務小組在全班進行交流，從而使其他同學也共享學習結果。學生還可在課后到該教學網站繼續學習所需要的知識，并將疑問放在BBS論壇上。教師要做好對學生的引導和監控，保證學生的討論和發言能符合教學目標的要求，防止偏離主題。在學生討論過程中，教師要認真傾聽學生發言，善于發現閃光點，及時給予鼓勵，對學生提出的問題要及時答疑，對學生討論的問題要及時作出總結、評價。這種教學模式突破了教學的時空限制，更強調情境和協作，重視直觀操作，提倡學生學習的主動性，突出了學生學習的主體地位，可以說是將信息技術與課程進行了全方位的整合，充分體現了學生學習的自主性和選擇性，實現了個別化教學和開放性教學。其基本流程如圖3所示：

3 學生自主學習與教師演示相結合的整合課模式

在實際的中學生物教學中，并不是純粹的教師教或是學生學，在以教為主的演示型課中，也要充分創造條件讓學生使用信息技術自主探究；在以學生自主學習為主的網絡課中也需要教師的引導。不能把二者割裂開來，要根據實際情況綜合運用。該類型課的教學環境就是要既能充分體現教師的引導作用，又給學生一定的使用信息技術的機會。它一般是在網絡教室中進行的，根據教學需要來確定教師何時演示教學，何時學生自主學習。它是目前應用比較多的一種教學模式。

四 信息技術與中學生物教學整合過程中應注意的三個問題

1 教師平時要注意對生物學資源的收集和整理，不要追求自己開發所有的教學軟件

信息技術與生物教學有效整合的關鍵之一是做好生物教學課件，多收集、整理各類生物教學資源。沒有豐富的高質量的教學課件和教學資源，不可能做好信息技術與生物教學的整合，不可能讓學生搞好自主學習、探究學習。所以，學校和任課教師都要高度重視教學資源的建設。由于制作教學課件需要耗費大量的時間，加上有些課件制作技術比較復雜，所以，對中學生物學教師來說，最好的方法是平時能通過多種渠道，或購買，或從網上下載，或向同行討要等，收集、整理各方面的生物教學軟件、課件、視頻、資料，然后根據需要再整理、改編、制作。當然，如果確實需要自己制作課件，不要過分強調課件的完整性而充斥過多內容，更不能刻意講究完美，不要過分追求形式。對于一些簡單的內容，或需要強調的內容，也可以利用板書的形式，不一定將所有要講的內容都做成課件。對于各種與生物學有關的網站，教師也要非常熟悉，不僅知道國內、外有哪些網站、論壇，而且要知道每個網站的主要板塊與頁面內容，定期瀏覽、閱讀、下載相關信息資源，充實、更新自己的信息資源庫，必要時放到師生共享的學校網站；同時積極向學生推薦一些適宜學生瀏覽、學習的網站與頁面。

2 教師要有效控制課堂上使用計算機的時間，硬件和軟件環境要相互配合

教師要根據教學的需要，合理分配、控制課堂上使用計算機的時間，提高課堂教學效率。為此，要事先做好各種準備工作，包括硬件與軟件的檢測、試用，并測試好課件使用時間。否則，會經常出現因為硬件與軟件的不匹配，或者計算機某些硬件出現故障，或者課件使用時間過長等，打亂整個教學節奏，浪費大量時間，沒有很好的完成教學任務。

3 精心設計、制作課件，科學設計“整合”模式

有效“整合”的又一個關鍵是根據教學內容與教學目標、學生學習基礎與學習特點等精心設計教學策略與教學過程，合理地選用教學媒體，根據需要設計制作教學課件及其他信息資源。課件的設計，要遵循目標性原則和啟發性原則，既要又有利于教學教、學生學，又要有利于提高教學效率；用戶界面要整潔、美觀，具有感染力，文字、圖片、動畫或VCD、DVD等的設計、鏈接要恰到好處，不要過分追求形式；課件結構要盡量使用超媒體結構，便于課堂使用。

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參考文獻

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On Effective Integration Between Information Technology and High School Biology Teaching

ZHOU Chang-mei

（Life Sciences School of Xuzhou Normal University， Jiangsu， Xuzhou，Jiangsu 221009）

Abstract: In recent years， the integration between information technology and biology teaching is a hot issue in biology education. Firstly this thesis describes the meaning and the target of integration of the information technology and biology teaching. Secondly the thesis explains the four features of the effective integration and three kinds of integration modes between information technology and biology teaching. Finally， the text puts forward three suggestions about how to raise the real results of the effective integration.

Keyword: Information Technology; Biology Teaching， Curriculum Integration; Teaching Mode