ＭＣＡＩ在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要 多媒體計算機輔助教學(xué)（MCAI）是目前國內(nèi)外教育技術(shù)領(lǐng)域中最重要、最活躍的組成部分之一，將MCAI應(yīng)用于生物學(xué)教學(xué)使得教學(xué)信息更為豐富，教學(xué)過程更加生動有趣，教學(xué)目標更易達成。

關(guān)鍵詞 MCAI 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

1 MCAI簡介

Multimedia多媒體是通過計算機交互綜合處理文本、圖形、圖像、聲音、動畫和影視等多種媒體信息，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個系統(tǒng)并具有交互性。

CAI是計算機輔助教學(xué)（Computer Assisted Instruction）的簡稱，是一種用計算機進行教學(xué)的嶄新形式。它以計算機為媒介，通過計算機與學(xué)生之間的交互作用實現(xiàn)教學(xué)過程。CAI可以用來代替教師進行課堂教學(xué)，也可作為常規(guī)課堂教學(xué)的輔助手段。

多媒體技術(shù)的發(fā)展對CAI產(chǎn)生了巨大的影響。在CAI模式中運用多媒體技術(shù)，使得教學(xué)信息更為豐富，教學(xué)過程更加生動有趣，教學(xué)效果更趨明顯，即為多媒體計算機輔助教學(xué)，簡稱MCAI（Multimedia Computer Assisted Instruction）。

2 MCAI的優(yōu)勢

多媒體計算機輔助教學(xué)是目前國內(nèi)外教育技術(shù)領(lǐng)域中最重要、最活躍的組成部分之一。它利用多媒體教學(xué)課件將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略以計算機作為教學(xué)媒體加以體現(xiàn)，其特點是在教學(xué)上通過采用這種更為靈活、更易接受的方式來調(diào)動學(xué)生學(xué)和教師教的積極性，使教師能夠輕松地處理大量的教學(xué)信息，通過生動的語言講解、活潑的動畫以及演示錄像，無疑使教學(xué)的直觀性、活潑性、豐富性大大提高；學(xué)生通過易操作的人機界面與計算機進行交互操作，增加了他們的參與感，計算機能夠?qū)W(xué)生的操作做出評價，從而提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

具體說來利用多媒體輔助教學(xué)具有如下的優(yōu)勢：

優(yōu)勢一：直觀形象。圖文聲像并茂，易于吸引學(xué)生注意力，使學(xué)生能夠從多角度觀察對象并能夠突出重點，有助于概念的理解和方法的掌握。

優(yōu)勢二：動態(tài)交互。MACI創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)的環(huán)境，能實時反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，鼓勵學(xué)生的積極參與，有利于概念的構(gòu)建。

優(yōu)勢三：對實驗的擴充。多媒體輔助教學(xué)通過對真實情景的再現(xiàn)和模擬，實現(xiàn)了對普通實驗的擴充，進一步培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)造能力。

優(yōu)勢四：容量大、效率高、靈活性強。教師可重復(fù)使用或者針對不同的學(xué)生設(shè)計不同的方案。

優(yōu)勢五：課堂教學(xué)的延伸。隨著電腦在家庭中的普及，多媒體教學(xué)軟件的發(fā)展，學(xué)生的學(xué)習(xí)時間不再局限于課堂上的幾十分鐘，他們可以隨時利用電腦用多媒體課件或網(wǎng)絡(luò)進一步學(xué)習(xí)，消化在課堂上沒有完全消化的知識和方法。

3 MCAI在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實例

3.1 教學(xué)實例一

教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)生動有趣的情境，激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強烈的學(xué)習(xí)動機。

建構(gòu)主義認為“情境”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的要素之一。情境會激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，誘發(fā)他們學(xué)習(xí)動機，使他們產(chǎn)生強烈的求知欲望。教師運用MCAI課件進行教學(xué)，在課堂教學(xué)中可以把視、聽、說融于一體，把聲、形、光、影等安排在不同界面上并進行組合流通，以形式多樣化的信息吸引學(xué)生注意，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)氛圍。

在人教版義務(wù)教育新課程標準實驗教科書七年級上冊“致同學(xué)們”一節(jié)中教師可先用幾段生物生活的錄像引入新課，然后讓學(xué)生大聲說出在片中看到的生物的名稱。通過學(xué)生的回答，教師引導(dǎo)學(xué)生思考什么是生物。然后通過人機交互，讓學(xué)生自己判斷計算機中給出的圖片哪些是生物那些不是，由學(xué)生自己得出結(jié)論。接著再通過大量的圖片和影像，介紹當(dāng)今世界面臨的重大問題，喚起學(xué)生的憂患意識；介紹當(dāng)今生物學(xué)領(lǐng)域的最新進展，在開闊學(xué)生眼界的同時激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣；介紹我國古今生物科學(xué)領(lǐng)域的重要成就，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感。最后通過幾道交互式習(xí)題檢測教學(xué)效果。從課后反饋來看，七年級學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣被極大激發(fā)，普遍認為生物學(xué)是一門有趣且重要的科學(xué)，為今后的教學(xué)帶奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 教學(xué)實例二

MACI較強的交互、及時的反饋功能體現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

傳統(tǒng)教學(xué)手段都是單項傳播信息，學(xué)生被動接受，很難主動發(fā)揮，而MCAI課件使學(xué)生可以根據(jù)自己的情況，自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，自行控制學(xué)習(xí)節(jié)奏，屏幕上的任何一個對象（如菜單、按鈕、圖形、文字等）都可以作為交互對象，可將界面轉(zhuǎn)移為你所需要的教學(xué)內(nèi)容，促進學(xué)生眼、耳、手、腦并用，學(xué)、思、練相結(jié)合，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，可以通過計算機信息反饋，對正確的給與肯定，對錯誤的給予更正，有利于自己自學(xué)，為開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維提供了必要條件。在這種激勵機制影響下，學(xué)生心中不斷產(chǎn)生一種成功的喜悅，進而增強了學(xué)習(xí)的自信心。

在高中生物必修第二冊（人教版）“神經(jīng)調(diào)節(jié)”一節(jié)中我采用學(xué)生在MCAI課件幫助下自學(xué)的方式，學(xué)生可以在每個教學(xué)內(nèi)容間自主切換，以下是課件簡介。

3.2.1 創(chuàng)設(shè)情景

教師通過生動、有趣的Flash動畫，引出“神經(jīng)調(diào)節(jié)”一節(jié)，可以很快地激發(fā)起學(xué)生的好奇心和迫切了解知識的欲望，使學(xué)生在一上課就進入學(xué)習(xí)和探究的氛圍中，并為課堂教學(xué)奠定了一個輕松、和諧的基調(diào)。然后引導(dǎo)學(xué)生思考：神經(jīng)是如何進行調(diào)節(jié)的？興奮是如何傳導(dǎo)的？

3.2.2 新課教學(xué)

第一部分：復(fù)習(xí)神經(jīng)傳導(dǎo)的基本方式、神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)。

考慮到學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了關(guān)于神經(jīng)調(diào)節(jié)的部分知識，教師通過開篇設(shè)疑，喚醒學(xué)生的記憶，讓學(xué)生在回憶舊知識的同時，去領(lǐng)會新知識的意義，達到溫故而知新的目的。

第二部分：興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。

考慮到學(xué)生對神經(jīng)纖維這個概念可能已經(jīng)模糊，所以在本部分內(nèi)容學(xué)習(xí)前，教師先用視頻短片復(fù)習(xí)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)，充分運用課件的動畫功能，將興奮的傳導(dǎo)這一重點具體化、形象化，使知識具有更強的可接受性，并在階段性小結(jié)中突出興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)的特點。

第三部分：興奮在神經(jīng)元之間的傳遞。

首先設(shè)置一個疑問“當(dāng)興奮傳導(dǎo)到神經(jīng)纖維的末梢時，是怎樣到達下一個神經(jīng)元的呢？”這樣自然、流暢地過渡到“興奮在神經(jīng)元之間的傳遞”，培養(yǎng)了學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題的能力，引起學(xué)生探究下一個問題的欲望。然后在問題的引導(dǎo)下，利用多媒體形象展現(xiàn)出突觸的結(jié)構(gòu)，同時為了克服興奮在此傳遞過程中的抽象性，再利用動畫展示興奮在2個神經(jīng)元之間的傳遞過程，突出興奮傳導(dǎo)的單方向性。通過這種形式學(xué)生能夠較輕松地理解難點內(nèi)容。

3.2.3 總結(jié)

列表比較興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)與在細胞間傳遞區(qū)別與聯(lián)系。

3.2.4 鞏固練習(xí)

學(xué)生通過交互式具有針對性的練習(xí)，進行知識鞏固和教學(xué)效果反饋，及時糾正錯誤的理解和片面的認識。

3.3 教學(xué)實例三

MACI的靈活多樣的演示、模擬起到化繁為易的作用。

對一些在普通條件下無法實現(xiàn)或無法用肉眼觀察到的，用語言難以表達的現(xiàn)象，將一些抽象的理論、復(fù)雜的變化過程和運動形式，以內(nèi)容生動、圖像逼真、聲音動聽的教學(xué)信息展現(xiàn)在學(xué)生面前，加深學(xué)生對抽象事物的理解和認識，這樣教學(xué)便于引導(dǎo)學(xué)生探索事物的本質(zhì)和聯(lián)系，有利于學(xué)生知識的遷移。

在人教版義務(wù)教育新課程標準實驗教科書七年級下冊“人體的呼吸”一節(jié)中體內(nèi)氣體的擴散及其變化沒法通過肉眼看到，使用Flash動畫演示呼吸道對空氣的處理和發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換過程，可以使學(xué)生一目了然、生動形象且記憶深刻。

4 MCAI研究進展

從目前的實踐來看，“計算機輔助教學(xué)”的范圍遠遠大于英語中Computer Assisted Instruction的本義，而隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷深化，這一領(lǐng)域的概念的內(nèi)涵和外延還在發(fā)生著變化。

4.1 CAI（Computer-Assisted Instruction，計算機輔助教學(xué)）

一項重要的教育技術(shù)，代表一個十分廣闊的計算機應(yīng)用領(lǐng)域，包括將計算機直接用于為教學(xué)目的服務(wù)的各類應(yīng)用。

4.2 CAL（Computer-Assisted Learning，計算機輔助學(xué)習(xí)）

通常可作為CAI的同義詞，但在某種程度上反映出教育思想上的差別，CAL強調(diào)用計算機幫助“學(xué)”的方面甚于“教”的方面。

4.3 CBI（Computer-Based Instruction，計算機化教學(xué)）

作為CAI的同義詞或作為較高程度的計算機支持教學(xué)應(yīng)用。

4.4 CBL（Computer-Based Learning，計算機化學(xué)習(xí)）

作為CAI的同義詞或作為較高程度的計算機支持學(xué)習(xí)應(yīng)用。

4.5 CAT（Computer-Assisted Training，計算機輔助訓(xùn)練）

主要指計算機在職業(yè)技能訓(xùn)練中的應(yīng)用，如操作訓(xùn)練、軍事訓(xùn)練等。

4.6 CBE（Computer-Based Education，計算機化教育，國內(nèi)譯為計算機輔助教育）

計算機的各類教育應(yīng)用的統(tǒng)稱。

4.7 CMI（Computer-Managed Instruction，計算機管理教學(xué)）

計算機用于實現(xiàn)教學(xué)管理任務(wù)的各類應(yīng)用的統(tǒng)稱。

4.8 CSLR（Computer-Supported Learning Resources，計算機支持的學(xué)習(xí)資源）

例如校內(nèi)建設(shè)計算機化圖書館和教學(xué)資料庫；在校外采購各類電子出版物作為教學(xué)輔助材料；利用WWW網(wǎng)絡(luò)教師備課等。

隨著素質(zhì)教育改革的進一步推進，以學(xué)生素質(zhì)提高為中心的教育思想得以加強，可以預(yù)見MCAI應(yīng)用于生物學(xué)教學(xué)具有廣泛的前景。