运用CAI技术突破高中生物教学难点

1、江 阴 市 2009 年教育教学论文评比运用CAI技术突破高中生物教学难点江苏省江阴高级中学 汤向荣摘要：多媒体辅助教学CAI技术具有传统的教学手段所无法比拟的优势，尤其是在突破教学难点方面能够最大效果地发挥它的教学优势。正确选用多媒体，突出教学重点和教学难点，缩短学生从形象思维到抽象思维的发展距离，达到“启其所感，导其所难”的目的，从而提高生物课堂教学的质量和效率。关键词：CAI技术 教学难点 高中生物教学一、研究背景 基础教育课程改革纲要（试行）第十一条明确提出：“大力推进技术在教学过程中的普遍应用”，并对这种应用的立足点作了明确的阐述：“促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈

2、现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革”；“充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”作为信息技术中重要组成部分的计算机辅助教学CAI（Computer Aided Instruction），是教师常用的教学辅助手段，计算机辅助教学过程可以说是从简单复杂，从低级高级的过程，它使课堂教学更加多样性、花样性、生动性、实效性、先进性，并赋予了课堂教学一股时代气息。同时多媒体辅助教学CAI技术具有传统的教学手段所无法比拟的优势，尤其是在突破教学难点方面能够最大效果得发挥它的教学优势，因此，它必将会在新课程理念指导下的各学科课程的土壤中发芽、

3、生根并茁壮成长。二、概念界定CAI：ComputerAssisted(aided) Instruction的缩写，即计算机辅助教学。是一种利用计算机作为教学手段的教学系统。教学难点：是指学生不易理解的知识，或不易掌握的技能技巧。难点不一定是重点。也有些内容既是难点又是重点。难点有时又要根据学生的实际水平来定，同样一个问题在不同班级里不同学生中，就不一定都是难点。在一般情况下，使大多数学生感到困难的内容，教师要着力想出各种有效办法加以突破，否则不但这部分内容学生听不懂学不会，还会为理解以后的新知识和掌握新技能造成困难。 三、研究目标正确选用多媒体，突出教学重点，突破教学难点，缩短学生从形象思维到

4、抽象思维的发展距离，达到“启其所感，导其所难”的目的，从而提高生物课堂教学的质量和效率。四、理论依据1最优化原则：在选用各种媒体组合时，就必须把它放到课堂教学过程的整体系统中去设计、去构建，充分考虑与教学过程中的其他要素的相互联系、相互作用，在综合各种因素的基础上，选用最优效果的媒体(包含传统媒体)，从而实现多媒体的最优化组合。2戴尔的“经验之塔”理论：美国视听教育家戴尔（DELL）把各种视听教学手段与方法概括为一个“经验之塔”。戴尔认为，如果学习者有具体经验，他们就会更容易理解和掌握抽象的符号和概念。“经验之塔”是教学方法和教学资源的具体与抽象程度水平的视觉类比，它的目的是提供一个经验范围，

5、从直接传递到符号传递，它的基础是一个由具体到抽象的连续体。由“经验之塔”得到启示，在教学过程中，越是直接具体的经验，就越易于学习，所以，生物教学应从具体经验人手，逐步到抽象。生物教材中，许多难点与抽象概念有关，由于学习抽象经验有难度，因此，可借助宝塔中层的视听媒体，配合比较具体、生动的“替代经验”，使难以接受的内容易于理解和接受。这同样符合了人们认识事物由具体到抽象、由个别到一般的规律。3.“刺激反应”理论：研究学习问题的教育心理学家提出了此理论。其基本观点是：学习过程就是在刺激与反应之间建立某种稳固联系的过程。学习过程中的学习情景、外部条件、学习变量控制十分重要。强化在“刺激反应”联系建立过

6、程中起着十分重要的作用。人所以会在某一刺激与反应之间建立联系，破坏某一已经建立的“刺激反应”系统，就是由于受到了不同的强化。生物学科内容涉及面广，大到宏观宇宙，小到微观世界，有学生能直接感受的生物特征，也有较抽象难以理解的生物事象。在教学中，教师除了自身生动的语言功效和其他直观教具刺激学生，以强化学生的“学”，电脑的辅助教学则更显其独特的优势。4建构主义的教学观：建构主义的教学模式强调以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神最终达到使学生实现对当前所学知识的意义建构。信息技术的优势正在于可

7、为学生提供一个知识建构的学习环境，教师作为教学过程的组织者可通过媒体技术向学生提供大量学习资源和建构知识的丰富素材。5现代教学设计理论：多媒体教育系统，把多种媒体信息集成于一体，并与其他教育要素（教师、学生等）共同作用，构成合理的教育系统结构，使整体功能大于各部分功能之和，达到系统优化的目标。着眼于信息加工的学习理论认为，人是能动的信息加工者，人的认识是由外界刺激和认识主体内部心理过程相互作用的结果，学习过程可解释为每个人根据自己的态度、需要、兴趣和爱好并利用过去的知识与经验对当前的学习内容作出主动的、有选择的信息加工过程。由于信息的多媒体化，为学习者提供了丰富多彩的刺激，可促使学习者多种感官

8、参与并发挥作用。五、研究内容1关于生物学概念性强的教学难点的突破概念是抽象思维的起点，是判断推理的基础，生物教学中的概念亦是如此。科学认识的成果首先是通过概念来概括和总结的，科学中的原理、规律等都是以概念为基本组成单位的。学生在学习过程中经常会出现一系列判断、推理及结论的错误，究其原因，都是由于没有掌握概念学习的要领，而出现“概念不清楚”、“概念掌握不完整”或“概念理解错误”等问题，尤其是抽象性概念，如有丝分裂、减数分裂、遗传规律等，通过设计制作形象的多媒体课件进行教学，学生就能正确而全面的认识、理解和掌握。2关于生物世界微观性强的教学难点的突破生物学知识，有的抽象性强，有的综合复杂，有的时空

9、跨度大，难就难在这些知识信息不能直接被学生感知。而利用多媒体计算机，可以把这些信息通过转换变成光、电、磁等信号，并以一种直观的形式，使事物真实地再现于课堂，让学生耳闻目睹、身临其境。这种直观性主要表现在下面三个方面：（1）化微观为宏观：由于条件的限制，学生不能够观察到一些生物学现象。如：噬菌体侵染细菌的实验，是要通过电子显微镜才能够观察到的，一般中学根本就没有这种条件，但我们使用多媒体系统来进行模拟就可以实现。（2）化快速为慢递：一些生物学现象是非常快速的，学生不容易观察。这时，采用计算机动画技术，就能根据需要进行控制，可使图像化快速为慢速，甚至可以暂停下来。如物质的跨膜运输，整个过程是瞬间完

10、成的，而且肉眼是看不见的，但用计算机模拟，可以慢慢地播放出来，让学生观察清楚。运用多媒体计算机同样能够化慢为快，把持续几小时甚至几天的生物学过程在几分钟内播放出来，如花的开放过程、孟德尔遗传规律的解释等等。（3）化抽象为形象：自然学科中的很多规律是抽象的，但往往是学习重点和难点所在。学生在观察时，无法看到这些规律的变化和事物的演变，不利于教学。如：光合作用，主要让学生理解光合作用，即在太阳光的照射下，植物体内的叶绿体把根吸收的水分和从气孔吸进的二氧化碳，合成植物需要的养料，同时放出氧气的过程。这一过程，对于学生而言，是很难想象和理解的。而使用多媒体课件，可以帮助我们营造一个形象的光合作用过程，

11、设计成一个动画，将这一个过程可视化、拟人化。把叶绿体描述成一个“工厂”，水和二氧化碳是这个“工厂的原料”，当这些“原料”地进入“工厂”加工后，出来的是“工厂的产品”：氧气和养料。学生通过这个贴近他们生活的动画，很快就能理解光合作用，认识光合作用对于植物的重要性。这种学习方式，易被学生接受。3关于生物生理性强的教学难点的突破生物生理学知识内容抽象、实验操作难度较大，对教师来说，传统的课堂讲授方法很难将其中涵盖的内容完全用语言讲授清楚；对学生而言，没有实践经验，学习理解比较吃力。此外，生物学是一门以实验为基础的学科，许多规律或结论都是通过实验得出的，在实验过程中强调实验能力和科学素质的培养，通过实

12、验可以培养学生的动手能力和观察能力，也是培养学生创新思维和创新能力的主要阵地。由于大多生物实验需要一定的周期，无法在课上当场演示，如果只凭传统的教学手段（黑板、粉笔、挂图）很难达到最佳教学效果。在这种情况下，生物生理学方面的知识教学和生物实验就需要新的技术手段和方法来展现其教学内容，此时，CAI技术就大有用武之地了。如一些在课堂上无法完成的演示实验或生理现象，以及在现有的条件下无法完成的一些经典实验，则可以通过电脑模拟来实现，帮助解决问题。如：光合作用、呼吸作用的过程、噬菌体侵染细胞的实验、生命活动调节等知识和内容，通过多媒体的展示，能收到良好的效果。 六、实践体会实践结果证明，利用多媒体技术

13、，有利于中学生物教学难点的突破，归纳起来可得出三点体会： 体会一：多媒体教学调动了多感官学习，提高了学习效率。 多媒体教学注重现代视听媒体的充分合理应用，强调教师依托直观图像讲解，真正做到视听组合，动脑、动口、动手相结合，全方位地调动学生的多感官参与学习，更加符合学生学习与认识事物的规律，促进了学生对知识技能的理解掌握与应用，可以显著促进难点的突破，提高学习效率。 体会二：多媒体教学使课堂形式灵活多样，丰富多彩，调动了学生的非智力因素。 多媒体教学优化了课堂教学结构，它既有教师的精讲启发，又有现代电教媒体的适时、适量参与；既有学生质疑，讨论，又有学生的动手操作，加强了学生自主参与过程。它从根本上改变了传统教学单调呆板的形式，强化了师生的双边活动，体现了学生的主体作用，从而激发了学生热情，调动了大脑功能，提高了注意比率。而多方面的刺激、丰富多彩的直观形式，则可直接引起学