生物教學創(chuàng)新體驗:顯微數(shù)碼互動教室

摘要 顯微數(shù)碼互動教室不僅向人們直觀地展示出微觀世界，而且使教師教學與學生探究的過程更加高效、便捷，增強互動性和實踐性，從而提高教學效率，體現(xiàn)“課堂教學首先是個過程”的新課改理念。

關鍵詞 顯微數(shù)碼；互動教室；生物教學

中圖分類號：G482 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2011)18-0118-02

Biology Teaching Innovation Experience: Microscopy Digital Interactive Classroom//Hu Yaojun

Abstract Digital microscope interactive classroom does not only show us with the microworld visually， but also makes the teaching process from teachers and researching process from students more efficient and convenient， strengthening the interactivity and practicality， thereby enhances the teaching efficiency and reflects the new curriculum reforming philosophy of “classroom teaching is a process basically”.

Key words digital microscope; interactive classroom; biology teaching

Author’s address Ningbo School Equipment Management and Audio-visual Instruction Centre， Ningbo， Zhejiang， China 315010

生物是一門基礎性學科，它的產(chǎn)生、形成及發(fā)展都是以實驗為基礎，生物實驗課在教學中具有突出的作用。在傳統(tǒng)的教學模式下，大部分生物實驗課仍采用傳統(tǒng)的演示教學法，這種教學方法嚴重影響學生觀察能力、創(chuàng)造能力和綜合分析能力的培養(yǎng)和發(fā)展。

1 傳統(tǒng)生物實驗教學法存在的弊端

1.1 聽課時間多，操作時間少，不利于學生動手能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的實驗教學中，實驗指導教師在課上講得非常細致，花費的時間較多，但學生一心想動手做實驗，不能專心聽講，導致學生動手做實驗的時間減少，不利于學生實際動手能力的培養(yǎng)。

1.2 重復驗證實驗多，不利于學生創(chuàng)新能力的提高

生物實驗教學一直以來都以驗證性實驗為主，往往是教師先演示，學生按照教師的思路重復操作，造成學生成為單純的觀看者，學一步做一步，他們探究問題的興趣和動手能力得不到充分發(fā)揮，嚴重影響創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

1.3 實驗課多以驗證性實驗為主，不能達到實驗課與理論課相結合

教材中的很多理論性知識應該通過典型實驗總結得出，卻直接以定論的形式出現(xiàn)，其中有些內(nèi)容的呈現(xiàn)又有較大的思想跨度，學生難以理解，只能被動接受，這就不利于發(fā)展學生的思維和培養(yǎng)其研究問題的能力。

2 數(shù)碼互動教室的基本組成及功能設計

數(shù)碼互動教室由數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)、數(shù)碼互動教學圖像系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、語音問答系統(tǒng)組成，是以計算機為基礎的一種新型網(wǎng)絡化教學設施，該系統(tǒng)將學生顯微鏡、教師顯微鏡分別與計算機相連，構成2個視頻通路和4種語言轉換模式，并將計算機與數(shù)碼投影儀相連，實現(xiàn)師生之間有限互動。

1）數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)：由一臺帶高像素（300萬像素或者更高）攝像系統(tǒng)的教師顯微鏡和若干臺內(nèi)置高像素（通常是200萬像素）的學生數(shù)碼顯微鏡構成。

2）數(shù)碼互動教學圖像系統(tǒng)。學生用顯微鏡與教師的計算機相連，可在教師計算機屏幕同步顯示，也可有選擇性地顯示任何一臺學生顯微鏡的圖像。同時該系統(tǒng)可進一步將實時圖像投影到大屏幕，進行共享。此外，該系統(tǒng)還具有視頻的白平衡、除噪與單獨調(diào)整、快速圖像捕捉等功能。

3）計算機軟件系統(tǒng)。數(shù)碼顯微圖像處理系統(tǒng)所使用的圖像軟件，不僅提供對圖像進行各種測量，還可以對選定目標進行過濾處理、分割及自動計數(shù)，能手動、自動拍照、錄像，自動曝光和自動平衡。

4）語音問答系統(tǒng)，包括教師端主控計算機和學生端的操作面板等，具有全通話模式、學生示范模式、師生對講模式、分組討論模式，充分保證交流、學生之間的雙向?qū)υ捯约皩W生分組討論渠道的暢通。

3 數(shù)碼互動教學的優(yōu)勢

顯微數(shù)碼互動教室的推出，借用信息化手段，突出實驗教室的互動性，不僅給人們直觀地展示出微觀世界，而且使教師教學與學生探究的過程更加高效、便捷，提高課堂教學的有效性與過程實踐性。這種信息化的顯微教學裝備在生物教學中的應用，特別是用在生物學科的微觀部分的教學，優(yōu)越性更為明顯。

3.1 優(yōu)越的示教功能

在數(shù)碼互動教室中，教師使用多功能數(shù)碼顯微鏡，將所示教標本圖像投影至大屏幕，或傳輸于各學生的電腦，讓學生同時觀察、交流、學習，避免造成認識上的誤差。同時，教師可以任意選擇一位學生所觀察到的圖像，進行共享，使學生在有限的實驗時間學到更多的知識。

3.2 實時監(jiān)控指導

在數(shù)碼互動教室中，教師可以清楚地看到每個學生顯微鏡下的動態(tài)變化，隨時掌握學生的研究和實驗情況，及時發(fā)現(xiàn)實驗中存在的問題，并予以指導和解決，提高實驗教學效率。

3.3 溝通互動功能

在數(shù)碼互動教室中，學生可以通過提問系統(tǒng)及時主動地向教師尋求幫助，問題在顯微鏡畫面中一目了然，師生交流得更具體、直接，溝通效果更為順暢和有效。

3.4 圖像處理靈活

在數(shù)碼互動系統(tǒng)的學生端設有拍照鍵，學生隨時可以拍攝圖像并存儲，以便將來進行分析研究。同時，該系統(tǒng)具備圖像處理、分析、長時間數(shù)碼錄像等功能，在實驗過程中隨時可以拍攝并保存有價值的圖片，對不符合要求的圖像或有特殊需求的圖像進行加工處理。

利用數(shù)碼互動教室進行教學，學生在觀察、實驗過程中參與度高，思維活躍、學習興趣濃厚。通過引導和鼓勵，學生能自主地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，從而得出結論，并進行成果交流。在這一過程中，學生學習和掌握一些基本的科學研究方法，研究能力和創(chuàng)造能力得到提高。在小組活動中，學生合作探究意識增強，有利于今后的學習和成長。

【案例】點播版顯微數(shù)碼互動教室

點播版顯微數(shù)碼互動教室，是寧波一家企業(yè)研發(fā)成功的產(chǎn)品，它在輕松實現(xiàn)顯微數(shù)字化的基礎上，根據(jù)教學實際需要在功能上進行多方面的擴展。

首先產(chǎn)品可幫助實現(xiàn)師生互動、生生互動、分組互動。師生互動功能主要表現(xiàn)為：教師在講臺上就可以輕松地看到每個學生顯微鏡的圖像效果，解決了教師逐個到鏡前觀察，費時又費力的問題；13+1的配置解決小班化教學的需要，26+1的配置解決大班教學的需要，并實現(xiàn)圖像瞬間傳輸，授課效率提高10倍以上。師生互動的另一途徑是語音互動，獨立的語音互動系統(tǒng)使音頻互動同樣流暢。生生互動功能有助于學生之間的探究交流，進一步延伸到分組探究討論。此種功能設計，不僅提高課堂效率和質(zhì)量，同時拓展了教學空間，促進探究性學習。

其次，電子放大鏡、學生典型廣播和典型對比等功能設計，幫助解決教學中遇到的一攬子示教難題。動態(tài)課件制作功能、同屏/全屏/局部瀏覽功能、手動/自動拍照和錄像功能、動態(tài)圖像采集/處理/測量/分析功能，可為教師備課提供支持和方便。

整套系統(tǒng)由高品質(zhì)數(shù)碼一體化顯微鏡、系統(tǒng)主控電腦、圖像高速傳輸處理器、音視頻智能控制終端、雙控光電指示器、17寸液晶顯示屏、師生語音交流系統(tǒng)、實驗桌凳、水槽、系統(tǒng)控制軟件、圖像處理軟件、專業(yè)教學軟件等組成，還可根據(jù)需要選配電子白板、液晶投影機、防靜電地板等。

此外，《高中生物學數(shù)碼互動教學軟件》還提供多種教學模式，既可以與“顯微數(shù)碼互動生物教室”實現(xiàn)無縫對接，又可以應用于平常的生物教學，從而使該軟件的應用價值不只局限于顯微實驗。

實踐證明，借助數(shù)碼顯微鏡或數(shù)碼互動教室不僅很好地解決了傳統(tǒng)生物實驗教學中存在的一些問題，還對研究性學習開展、開拓學生思維、激發(fā)學生學習興趣、挖掘?qū)W生潛能起到良好的促進作用。