生物化學教學中多媒體技術運用的現狀及展望

陳穎

摘要：與傳統教學方法相比，多媒體教學能夠將抽象的知識以更加生動的形式傳遞給學生。近些年來，多媒體技術得到了快速發展，然而生物化學教學領域多媒體技術的發展則相對落后，衍生出許多問題。本文就當前生物化學課程中多媒體教學存在的問題、產生原因和解決方法進行了分析和討論，并對多媒體教學的發展進行了展望。

關鍵詞：生物化學；多媒體技術；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）18-0264-02

一、前言

生物化學是醫學和生物學類專業的基礎必修課程，課程開設的目的旨在讓學生從分子層面認識生命現象的化學本質，掌握基礎的生物化學實驗技能，并為深入學習其他醫學和生物學相關知識奠定基礎。由于生物化學涉及的知識點多、知識面廣、內容抽象且包含大量專業名詞和錯綜復雜的代謝途徑，使得教學內容生澀枯燥，學生的學習積極性不高。

二、多媒體技術的優點

多媒體技術是一種運用計算機對文字、圖像、聲音和視頻等多種信息進行綜合處理，并將這些信息系統有序的整合在特定的交互界面中的技術，該技術運用在教學中具有諸多優勢。在課堂教學中使用多媒體技術能夠節省板書和繪圖的時間，增加授課的信息量。多媒體技術運用于生物化學教學能將抽象的概念形象化、生動化，讓內容便于學生理解，同時提高學生的學習興趣。

近年來，隨著網絡技術的快速發展，多媒體技術也被廣泛運用于多種形式的移動教學中，如微課教學和慕課教學。微課和慕課同時兼具互聯網和多媒體技術的優點，打破了傳統教學地域和時間上的局限性，使不同地區學生共享優秀教育資源變成了可能，并且讓學生在學習時間的安排上獲得了一定的自由度。盡管多媒體技術對提高生物化學教學效果具有諸多優勢，但目前也存在一些問題，使多媒體技術的優勢沒有得到充分的發揮。

三、多媒體教學中的主要問題

多媒體新技術在教學中的應用和推廣緩慢是當前多媒體教學中最主要的問題。隨著技術的不斷進步，手機等個人設備的數據處理速度、傳輸速度、圖像分辨率等性能也在不斷提升，這些技術進步本可以讓多媒體教學的內容變得更加生動，互動更加活躍，然而由于教師、高校和社會等多方面的原因使得許多新技術在教育領域的推廣十分緩慢，多媒體技術推廣滯后這一問題主要有以下表現。

1.教師的教學方式受限。當前國內高校課堂教學工具通常包括臺式電腦、投影儀和Power Point軟件，盡管這樣的配置能夠將豐富的多媒體信息展示在學生面前，但由于教學用的電腦通常沒有配備多點觸摸屏、觸控筆和與之配套的軟件，使得教師無法對課件上的內容進行縮放和板書，這從一定程度上限制了教師的教學手段。

縮放和板書功能是生物化學課堂教學中不可或缺的組成。縮放功能不但可以方便學生觀看課件內容，也可以增強學生對知識的宏觀掌握程度。而在課件上進行原位的標注和板書能夠便于學生觀看，同時也為學生消化知識提供了緩沖的時間。例如講解糖酵解途徑的時候，可以將整個代謝途徑做成一張片子，局部放大后配合板書講解每一步反應的細節，縮小后可以講解糖酵解中的哪些反應屬于產能步驟，哪些屬于耗能步驟，讓學生從整體角度對糖酵解途徑有個宏觀的認識。

2.課件和微課的質量偏低。課件和微課是課堂教學和網絡教學中信息的主要載體，直接影響學生的學習效率，目前生物化學課程的課件和微課質量問題主要存在兩個方面：（1）教學素材缺乏一致性和連貫性。生物化學課程中的許多內容前后貫通、相互交織，需要形式和風格統一的圖像和動畫素材，以便學生認識、記憶和深入理解。如靜態生物化學部分主要介紹了幾種生物大分子，如蛋白質、核酸、糖類和脂類的結構和功能，動態部分對應地介紹了這四類物質的代謝過程，如果在制作課件或微課的過程中能夠使用外觀和樣式統一的分子式或者分子模型來代表這些物質，那么在講授不同章節知識內容的時候，相同的分子式或分子模型就能夠多次出現，有助于加強知識點的記憶和融會貫通。由于制作樣式統一的圖像和動畫等教學素材需要投入大量的心力，且許多教師缺少制作多媒體素材的能力，使得很多課件和微課中的多媒體素材直接來源于網絡。這些素材的制作風格不同，很有可能會讓學生在學習過程中感到困惑。（2）動態素材匱乏。生物大分子是運動的分子，生物化學反應也是動態的進程，然而目前大部分生物化學相關的多媒體教學素材都是靜態的圖像，這極大地降低了課程內容的生動性，增大了教學的難度。比如在講解糖酵解和三羧酸循環這類由一系列化學反應組成的代謝途徑時，教師向學生展示的常常是代謝通路中局部或者整體的靜態示意圖，掌握這類知識點需要充分調動學生的抽象思維能力，而動態的展示形式是將每一步反應過程中化學鍵的形成、電子的傳遞以及原子和基團的轉移動態的呈現出來，逐步展示葡萄糖分子轉變成丙酮酸，并最終變為二氧化碳的過程。制作動畫素材比靜態的圖像需要投入更多的時間和精力，目前市面上缺少一種操作簡單且具有課程針對性的動畫制作工具。Power Point和Adobe公司的Flash制作軟件可以制作簡單的動畫，然而涉及到比較復雜的動畫時，工作量往往比較大，這使得制作一些生物學過程的動畫變得復雜。例如制作多肽鏈折疊成蛋白質的過程，包含了圖像的變形這個動作，只能先制作一系列定幀畫面，每一幀畫面包含圖像的一個微小改變，然后將這些畫面連接在一起播放做成動畫。

四、多媒體教學技術發展滯后的原因和解決建議

當前多媒體教學技術相對落后的主要原因是企業的市場導向性和教師能力意愿的不足。企業擁有專業的研發和生產多媒體設備的能力，應當是多媒體教學工具的生產主體，但是在市場經濟環境下，產品的研發和生產是以市場為導向，科技公司（特別是實力雄厚的大公司）更傾向于將精力和資源投入到滿足大眾娛樂消費市場的研發和生產當中，以實現利潤最大化。教師是多媒體教學工具的使用者，教師對多媒體設備和軟件的運用能力及個人意愿直接影響著課程中多媒體部分的質和量，然而目前許多生物化學教師只掌握了基本的電腦操作，不具備三維建模和動畫制作等能力。

要縮小教學用多媒體技術和多媒體前沿技術之間的差距，必須加強高校教師和企業間的合作。政府應當做好企業和教師之間的紐帶，出臺一些適當的鼓勵政策，為企業和高校教師間的合作營造適宜的環境；而高校應當為教師提供必要的多媒體技術培訓，加強軟硬件設施的建設和更新，為多媒體新技術的推廣和應用提供必要的條件。只有高校教師和企業兩者緊密合作，才能創造出高質量的多媒體教學工具。

五、多媒體教學技術的展望

增強現實技術是一種將現實世界的一切景象同虛擬的多媒體信息相互疊加、相互補充的技術。使用者透過頭盔等可穿戴設備上的顯示器，可以觀察到真實世界事物與電腦圖形交互的影像，并且可以同時跟真實事物和虛擬影像進行互動。這項技術目前主要運用于電子游戲、工程、醫療和文物修復等領域，并逐漸在大眾中普及，未來很有可能成為多媒體教學中的主要方式。可能的應用方式包括：增加生物化學虛擬實驗的真實感以及增加情境表演教學中的趣味性和真實性。

綜上所述，多媒體技術在幫助提高生物化學教學效果方面具有廣闊的應用前景。為持續推進生物化學的多媒體教學改革，有必要加強企業和高校的合作，促進多媒體技術發展的成果服務于教育事業。

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