信息技术与中学生物教学的有效整合，本文主要内容关键词为：信息技术论文,中学生物论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009-8097(2007)12-0085-05
随着信息技术的快速发展，它与课程的整合运用越来越成为基础教育课程改革中一个非常值得关注的话题。《国家基础教育课程改革纲要（试行）》中明确指出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式的变革，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。”显而易见，现代信息技术也必将对新一轮的中学生物教学改革起到积极的促进作用。在信息技术与中学生物教学的整合和实施过程中，既有很多有益的实验研究，也存在一些误区和问题。本文基于信息技术与中学生物教学整合的内涵、目标、特征，同时结合中学生物学科教学特点，对如何做好信息技术与中学生物教学的有效整合作探索性研究。
一 信息技术与中学生物教学整合的内涵与目标
目前，关于信息技术与课程整合的研究视角可分为“大整合论”和“小整合论”。持“大整合论”的一般是偏重于理论研究的专家学者，而一线教师和教研人员更多的认同“小整合论”，他们更加关注信息技术如何有效应用于教学实践层面。
“大整合论”这种观点主要是指将信息技术融入到课程的整体中去，从而改变课程内容和结构，变革整个课程体系，创立信息化课程文化。它认为信息技术与课程整合实质上是一种基于信息技术的课程研制理论和实践，即课程信息化，实际上它包括两个方面：信息技术课程化和学科课程信息化。这种观点有助于我们从课程整体的角度去思考信息技术的地位和作用。
“小整合论”则将课程等同于教学。这种观点将信息技术与课程整合等同于信息技术与学科教学整合，信息技术主要作为一种工具、媒介和方法融入到教学的各个层面中，运用教学设计的方法将教师、学生、内容、媒体系统地加以考虑，使学习内容的组合更加合理、清晰，课堂教学结构的设计更加优化。信息技术既是教师的教学工具，也是学生学习的认知工具，信息技术同学科教学有机地融为一体，是提高教与学的质量与效率的有效手段。这种观点是目前信息技术与课程整合实践中的主流观点。本文所阐述的整合也是这种观点。
信息技术与中学生物教学的整合，是将信息技术有机地融合在中学生物教学过程之中，使信息技术与中学生物课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融为一体，成为课程内容和课程实施高度和谐自然的有机部分，以便更好地完成课程目标，提高学生的信息获取、分析、加工、交流、创新、利用的能力，使学生掌握在信息社会中应有的思维方法和解决问题的方法。
信息技术与中学生物教学的整合，不应是一种简单的形式上的整合，也不是在生物教学中机械地运用计算机辅助教学，整合的本质是在先进的教育思想、教育观念和教育理论的指导下，尤其是“主导——主体”（教师的主导作用——学生的主体地位）教学理论、建构主义学习理论、协作学习理论、认知主义学习理论等的指导下，把信息技术作为促进学生自主学习的认知工具、情感激励工具和丰富教学环境的创设工具，并将这些工具全面应用到中学生物教学的过程之中，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节经过整理、组合而相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，从而促进传统的中学生物教学方式的根本变革，充分发挥学生作为学习者的主体地位，发挥他们直接参与、主动进行学习的主观能动性，全面提高课堂教学效果和学生的学习效率，从而实现培养学生良好的信息素养与生物学素养、较强的创新能力、实践能力及学习能力的目标，更好地完成教学目标与任务。
由于生物课程学习研究的对象是各种生物体的特征及其新陈代谢、自我繁殖、生长发育、遗传变异以及应急性等生命运动特点，要想把复杂的生物运动过程与特征等生动形象地表现出来，单靠传统的挂图、模型、标本、幻灯片等媒体形式，是远远不够的，因为它们都不能生动直观地、动态地展示生命运动的过程与特点。如果能运用视频、动画、课件等现代教育技术手段，就可以产生非常好的直观效果。即便那些微观的、抽象的概念与规律等也可以非常形象生动地展现在学生面前，可以把学生不能亲自完成的生物学实验很好地展示出来，有利于突破教学的重点与难点，比如，光合作用、呼吸作用的过程，有丝分裂和减数分裂的过程，遗传的基本规律等。所以，对中学生物学来说，运用信息技术进行教学，不仅可促进教学内容呈现方式的变革，而且可促进教学方式和学习方式的变革，使教学内容更加丰富，教学准备更丰富多样，师生之间的沟通交流更加畅通、便捷，学生能更快进入学习状态，更好地开展自主性学习、探究性学习，教与学的效率都得到极大提高。可以说，要想全面贯彻、实施《国家基础教育课程改革纲要》与《生物课程标准》，广大生物教师必须将信息技术与生物教学有效整合，否则，将难以完成生物教学的目标。
二 信息技术与中学生物教学有效整合的特征
1 “整合”必须有助于更好地完成中学生物课程教学目标
信息技术整合于课程教学，其主体是课程，而非信息技术，二者整合的目的是为了更好地完成中学生物课程教学的目标，为了促进学生自主学习、协作学习，培养学生的创新精神与实践能力。如果在实际教学中出现为使用信息技术而使用信息技术，甚至不惜以牺牲生物课程教学目标的实现为代价，比如，课件设计与制作过分追求“精美”与好看，信息技术手段的运用过分追求形式上的多样性与花哨，结果是课堂教学形式生动有余，而实际教学目标反而没有达到。这种整合不是有效整合，违背了整合的初衷。
2 “整合”必须能充分体现“主导—主体”的教学思想
在有效的“整合”中，教师不仅是知识的传播者，而且是学生学习的指导者、能力的培养者、发展的促进者。教师重在启发、贵在引导、妙在点拨、巧在帮助学生设计学习线路和方式，使学生有自己的空间去探索、合作、体验和创造，促进学生学习的正向迁移。“整合”的目的就是要在教学媒体的作用下，既要实现既定的教学目标，又要凸显教师的主导作用和学生的主体地位，构建和谐、合作的师生关系，培养学生的协作、探究和创新的能力。
在“主导—主体”的教学结构下，教材不再是学生唯一的知识来源，学生利用多媒体多层次、多角度地获取文献资料，教师更加关注如何利用包括网络环境在内的信息资源有效地扩大学生的认知范围，使自己在教学中的主导形象日益丰满，同时也使得“整合”成为学生积极投入、成就体验乐园的多元互动的教学形态。如果在实际教学中，运用信息技术只是为了更好地呈现知识信息，方便教师讲授知识，教师的主导作用得到充分发挥，而学生的认知主体作用得不到充分体现，学习的积极性、自主性、协作性、探究性等没有被充分调动起来，那么，这种“整合”就不是有效的整合。
3 “整合”要能体现教师创设情境、营造氛围、激发情趣和有利学生自主探究学习
建构主义学习理论认为知识是学习者在一定的情境下，借助其他人（包括教师和学习伙伴等）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得；教学不是知识的传递(transmission)，而是知识的处理(transaction)和转换(transformation)。建构主义提倡在教师指导下、以学习者为中心的学习，它一方面要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，而另一方面也要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者，成为学生学习的高级合作者。同时，教师必须创设一种良好的学习环境，学生在其中可以通过实验、独立探究、合作等方式学习。生物学作为一门实验性极强的学科，更需要创设有利于学生实验探究的学习情境，激发学生自主学习、探究学习的情趣，从而培养学生的创新精神。
信息技术和基于Internet网络环境所具有的多种特性特别适合于创设建构主义学习环境。在中学生物教学中，教师要能根据教学目标、教学内容、学生已有的知识结构和认知水平等制定恰当的教学策略，整合运用多种信息技术手段，创设有利于学生学习的情境，激发学生学习、探究的热情与兴趣，或者营造一种好的信息环境，使学生能自主学习、主动探索、合作交流，同时师生之间、学生之间、资源之间能进行多重交互，实现多方沟通和资源共享，从而改变传统的教学方式和学习方式，提高教师的教学效率，培养学生的创新能力和实践能力。
4 “整合”要能够使学生有积极的情感体验和深层次的认知体验
有效的整合要能够使全体学生受益，学生要有广泛的参与度，要有积极的情感投入，并能体验到愉悦的成就感。同时学生能获得深层次的认知体验，比如，具有一定的质疑能力、自主组织信息的能力等。这就要求教师能将书本知识还原为实际生活经验；能够关注课堂的弱势群体，并给予鼓励和帮助；能够按照“最近发展区”的原则，在教学设计上注意层次和梯度，促进学生共同进步；注重培养学生对信息的获取、甄别、加工和整理能力，将外在的信息内化为自己的知识结构之中。
三 信息技术与中学生物教学整合模式的构建
信息技术的发展极大地拓展了教育的时空界限，改变了传统的教学模式，使教育资源共享成为可能，学习信息来源和学习方式选择的自由度也得到极大提高，个别化和个性化教学成为可能。要使信息技术与中学生物学有效整合运用，其中关键是根据生物课程特点和具体的教学内容、教学目标及学生学习基础、认知能力等科学构建生物学的教学模式。
信息技术与中学生物教学的整合，从模式上来看，常用的主要有三种类型：一是以教师使用信息技术为主的“讲解演示”型模式，二是以学生使用信息技术为主的“自主学习”型的网络课模式，三是学生自主学习与教师演示相结合的整合课模式。
1 以教师使用信息技术为主的“讲解演示”型模式
以教师使用信息技术为主的 “讲解演示”型模式，是在班级授课形式的课堂教学中，由教师在课堂上通过计算机和多媒体向学生动态地展示生物教学内容，营造教学情境，激发学习兴趣，是一种面对全体学生的计算机辅助教学模式，是信息技术与学科整合中最基本的层次。
该模式基本步骤为：备课时教师研究教学内容，利用现成的CAI课件，或者一些多媒体制作工具，综合各种教学素材，制作有关教学内容的演示文稿和CAI课件，当然也可以从网上、生物学资源库里挑选适当的课件；课堂上教师利用课件创设情境，调动学生的学习兴趣，利用课件展示教学信息，引导学生思考并接受信息；最后教师总结整个教学内容。其基本流程如图1所示：
图1 以教师使用信息技术为主的“讲解演示”型模式
这种模式的教学充分体现教师在教学过程中的主导地位，适合教师向学生传授系统的生物知识，如细胞的有丝分裂、减数分裂、基因的分离规律和自由组合规律、基因的表达等。计算机多媒体的应用，可以突破时间、空间、微观、宏观的限制，将教学内容中的生物事物、情景、过程全部再现于课堂，因而它不但能充分调动学生的兴趣，改变课堂呆板的状况，而且有利于突破教学重点和难点，有利于学生理解生物知识，认识生物规律。其次，计算机多媒体简单、易操作，有利于快速、及时地呈现教学内容，节省了传统媒体所消耗的时间，增加了教学容量，提高了教学效率。当然这种模式有其自身的不足之处。首先学生作为信息的被动接受者，缺乏自主性；其次过于关注学生群体，而缺乏对学生个性的关注，易出现“好学生吃不饱、差学生吃不了”的情况；多种信息技术手段的介入虽然会使课堂生动活泼起来，但有时候会分散学生注意力，而且把各种应由抽象得出的结论转变为直观的过程，客观上可能会影响学生抽象思维能力的发展。
该模式适用于教学中最常见的新授课、复习课和习题课。
2 以学生使用信息技术为主的“自主学习”型的网络课模式
以学生使用信息技术为主的“自主学习”型的网络课模式，实际上是网络环境下，基于网络运用的一种生物教学模式。具体分为两种，一是基于网络教室和校园网的网络自主学习模式，二是基于Internet网络自主学习和协作学习模式。
基于网络教室和校园网的网络自主学习模式是在网络教室中开展的，基于校园网，以学生的学习为中心，以情境创设为前提，以问题驱动为导向，围绕某一学习主题，教师提供一些生物教学资源，学生根据需要查阅某些信息资料，进行分析判断，师生之间、同学之间通过网络进行信息的交流、协作，完成对问题的理解、知识的应用和意义的建构。在教学过程中，教师通过教师机观察每一台学生机的屏幕信息，以达到对教学的反馈和监控；学生利用教师提供的资源进行自主学习，学习中的问题可通过网络向教师或同学提问，并进行网络对话和交流；同时设计问题进行分组协同讨论，并将讨论结果进行汇总。这种网络化教学营造了和谐宽松的教学环境氛围，真正实现了教学民主，使师生角色意识发生了根本性转变，学生成了学习的主体，而教师主要是学生学习的辅导者、合作者和促进者，同时真正实现了由“知识中心”向“资源中心”的延伸。它的不足之处表现在其运用受到多方面的限制。首先它对硬件设备、教学软件要求都比较高，要求学校建有健全的高配置的信息网络系统，有专门的足够数量的网络教室，上课时每个学生都有一台电脑。其次，生物教师要充分熟悉、了解、占有大量的生物网络教学资源，或者学校建立了丰富的生物资源中心，包括大量的数字图书期刊、教学软件资源、权威的教育信息检索中心，甚至能根据生物学教与学的需要建立生物学系列主题学习网站，比如，“营养物质”、“细胞的分化、癌变和衰老”、“人体系统（含消化系统、呼吸系统、泌尿系统等）”系列主题学习网站，为学生开展“网络自主学习”提供充足的学习资源。第三，要求教师及时监控学生自主学习状况，如果班级人数比较多，监控的力度就会大大减弱，教师主导作用的发挥就会受到限制。最后，这种模式的教学对于学生的自学能力有一定要求，比较适合中高年级学生的学习。
该模式适用于新授课和复习课。其基本流程如图2所示：
图2 基于网络教室和校园网的网络自主学习模式
基于Internet网络的自主探究学习模式，属于全开放性的教学模式，其教学内容主题不脱离生物课本，但更多的是课本内容的延伸和补充，教师将教学内容以网页的形式制成网站，然后发布到网上。同时教师将教学任务进行分解，让学生根据自己的爱好选择任务，学生获取了某项任务以后，直接进入网站进行资源搜集、信息处理，并将信息发布到BBS论坛上，在BBS论坛与自己具有相同任务的同学进行交流和协作，共同完成该任务，最后由各任务小组在全班进行交流，从而使其他同学也共享学习结果。学生还可在课后到该教学网站继续学习所需要的知识，并将疑问放在BBS论坛上。教师要做好对学生的引导和监控，保证学生的讨论和发言能符合教学目标的要求，防止偏离主题。在学生讨论过程中，教师要认真倾听学生发言，善于发现闪光点，及时给予鼓励，对学生提出的问题要及时答疑，对学生讨论的问题要及时作出总结、评价。这种教学模式突破了教学的时空限制，更强调情境和协作，重视直观操作，提倡学生学习的主动性，突出了学生学习的主体地位，可以说是将信息技术与课程进行了全方位的整合，充分体现了学生学习的自主性和选择性，实现了个别化教学和开放性教学。其基本流程如图3所示：
图3 基于Internet网络的自主探究学习模式
3学生自主学习与教师演示相结合的整合课模式
在实际的中学生物教学中，并不是纯粹的教师教或是学生学，在以教为主的演示型课中，也要充分创造条件让学生使用信息技术自主探究；在以学生自主学习为主的网络课中也需要教师的引导。不能把二者割裂开来，要根据实际情况综合运用。该类型课的教学环境就是要既能充分体现教师的引导作用，又给学生一定的使用信息技术的机会。它一般是在网络教室中进行的，根据教学需要来确定教师何时演示教学，学生何时自主学习。它是目前应用比较多的一种教学模式。
四 信息技术与中学生物教学整合过程中应注意的三个问题
1 教师平时要注意对生物学资源的收集和整理，不要追求自己开发所有的教学软件
信息技术与生物教学有效整合的关键之一是做好生物教学课件，多收集、整理各类生物教学资源。没有丰富的高质量的教学课件和教学资源，不可能做好信息技术与生物教学的整合，不可能让学生搞好自主学习、探究学习。所以，学校和任课教师都要高度重视教学资源的建设。由于制作教学课件需要耗费大量的时间，加上有些课件制作技术比较复杂，所以，对中学生物学教师来说，最好的方法是平时能通过多种渠道，或购买，或从网上下载，或向同行讨要等，收集、整理各方面的生物教学软件、课件、视频、资料，然后根据需要再整理、改编、制作。当然，如果确实需要自己制作课件，不要过分强调课件的完整性而充斥过多内容，更不能刻意讲究完美，不要过分追求形式。对于一些简单的内容，或需要强调的内容，也可以利用板书的形式，不一定将所有要讲的内容都做成课件。对于各种与生物学有关的网站，教师也要非常熟悉，不仅知道国内、外有哪些网站、论坛，而且要知道每个网站的主要板块与页面内容，定期浏览、阅读、下载相关信息资源，充实、更新自己的信息资源库，必要时放到师生共享的学校网站；同时积极向学生推荐一些适宜学生浏览、学习的网站与页面。
2 教师要有效控制课堂上使用计算机的时间，硬件和软件环境要相互配合
教师要根据教学的需要，合理分配、控制课堂上使用计算机的时间，提高课堂教学效率。为此，要事先做好各种准备工作，包括硬件与软件的检测、试用，并测试好课件使用时间。否则，会经常出现因为硬件与软件的不匹配，或者计算机某些硬件出现故障，或者课件使用时间过长等，打乱整个教学节奏，浪费大量时间，不能很好地完成教学任务。
3 精心设计、制作课件，科学设计“整合”模式
有效“整合”的又一个关键是根据教学内容与教学目标、学生学习基础与学习特点等精心设计教学策略与教学过程，合理地选用教学媒体，根据需要设计制作教学课件及其他信息资源。课件的设计，要遵循目标性原则和启发性原则，既要有利于教师教、学生学，又要有利于提高教学效率；用户界面要整洁、美观，具有感染力，文字、图片、动画或VCD、DVD等的设计、链接要恰到好处，不要过分追求形式；课件结构要尽量使用超媒体结构，便于课堂使用。
收稿日期：2007年10月11日