知識搜索引擎在中學生物學教學及實驗中的應用

摘要：介紹了可用于中學生物實驗教學的典型知識搜索引擎，通過案例闡述其在中學生物教學的教師備課、實驗準備、開展互動教學等方面的應用。

關鍵詞：知識搜索引擎 生物實驗教學 互聯網資源

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1、知識搜索引擎

隨著國際互聯網技術的發展與普及，互聯網已成為我國中學生物教師獲取新知、展開創新教學的重要途徑。國際互聯網的內容浩瀚，信息品質良莠不齊，要從如此巨量的信息中汲取出可供中學生物教師利用的信息通常必須借助各類互聯網工具。近年來，互聯網上出現了一種全新的搜索引擎——知識搜索引擎，正逐漸成為的我國中學教師利用互聯網資源的得力工具。

知識搜索引擎是一種以特定的知識性資源為檢索對象、以自然語言智能查詢技術為基礎的的網絡檢索工具。在使用時用戶只需要輸入簡單的疑問句，知識搜索引擎便通過對問句的詞法、句法和內容分析直接給出提問的答案，或引導用戶從幾個可選擇的問題中進行再選擇，若仍沒有另用戶滿意的解答，知識搜索引擎會自動將用戶的提問提交，在整個網絡范圍內提出解答邀請，歡迎其他用戶對該問題作答，如圖1所示。

知識搜索引擎已不是一種簡單的信息檢索，它包含了知識的創造、評價、利用、共享、積累五個要素，將隱性知識顯性化，是一種先進的知識管理理念與工具，承擔了“知識匯聚、知識發現、知識分類、知識聚類、知識門戶的構建”，通過搜索引擎技術完成知識管理的使命。

目前常用的知識搜索引擎主要有：百度“知道”、新浪“愛問”、互動百科等。這些知識搜索引擎可直接服務于中學生物實驗教學的概念查證、多媒體資源獲取等多個方面，下面擬對該方面的教學應用做較為具體的探討，拋磚引玉，以期對我國的中學生物信息化教學提供參考。

2、利用知識搜索引擎展開生物實驗課的準備工作

初中生的形象思維仍然占據相當重要的地位，利用知識搜索引擎可以檢索到豐富多彩、生動具體的生物學圖片與視頻，可在實驗課開始前幫助學生理解課程中的各類抽象概念，事先學習實驗中所必須的基本知識，提前預習實驗操作的整個步驟，了解實驗過程中需要觀察的現象，做好記錄實驗數據的準備等。例如：北師大版七年級教材的中的第一個實驗就是練習使用顯微鏡，學生之前幾乎從未接觸過，會感覺特別陌生。因此，可以引導學生充分利用知識搜索引擎，例如在百度“知道”中依次輸入“顯微鏡”、“載玻片”、等檢索詞，知識搜索引擎立即就呈現出對應的顯微鏡實體照片，點擊相關鏈接可直接下載相關的照片，同時知識搜索引擎還給出了顯微鏡各部件的名稱、基本的操作方法，甚至還有顯微鏡使用的演示視頻等信息內容，可大大提高學生的學習興趣。

3、利用知識搜索引擎探索生物實驗發展史

生物學是一門非常典型的實驗科學，生物學的發展史也是生物實驗的發展史，生物學的重大發現、發明均直接或者間接地來自實驗研究。讓學生了解生物實驗發展史是激發學生學習興趣、培養實事求是科學精神、激勵學生大膽探索的有效途徑。但現行的教材對生物學發展史涉及內容較少、不成體系。利用知識搜索引擎可非常便利地搜索并整理出生物實驗發展史上的重要人物和重大發現，可有效引導學生閱讀和學習。例如，生物實驗發展史中有一個重要人物哈維，他最重要的發現之一是證明了心臟是一個可以泵出血液的肌肉實體，血液以循環的方式在血管系統中不斷流動，而這個發現是哈維用定量思想、邏輯分析和生物測試根據大量事實，冒著生命危險向權威挑戰而得出的結論。學生在閱讀哈維的發現時，經常會產生疑惑：①科學發現為何要冒生命危險；②哈維的發現有哪些直接證據。對于問題①，在教學閱讀安排上首先請學生運用知識搜索引擎檢索一系列的相關人物：蓋侖，他認為血液在人體內像潮水一樣流動之后，消失在人體四周。由于蓋侖是一個名望極高的學者，他的血液理論被奉為真理，不容懷疑。在16世紀歐洲文藝復興時期，比利時醫生維薩里和西班牙醫生塞爾維特認為蓋侖的理論是錯誤的，相繼向權威進行挑戰，但他們被宗教裁判所裁定為“異教徒”處以死刑，付出了生命代價。因此，哈維展開這方面的研究并公開其有悖于權威的研究成果在當時是非常危險的。對于問題②，為了找到心血循環理論的直接證據，可通過知識搜索引擎檢索哈維當時所做的實驗。哈維在一些比較瘦的人（容易在身上找到血管）做無傷害的實驗。把他們手臂上的大動脈用繃帶扎緊，結果發現靠近心臟的一段血管癟下去，而另一端卻鼓起來，又扎住動脈血管，發現離心臟端的幾乎發現不到跳動，而另一端則很快鼓了起來。通過大量的事實證明了他的理論。

4、利用知識搜索引擎開展探討式地教學

知識搜索引擎具有互動性和可編輯性，在生物實驗的教學中，可以利用知識搜索引擎這一特點，引導學生發現、思考、探究、討論、總結。譬如，可事先設定一個實驗教學主題或者實驗教學任務，讓學生在知識搜索引擎上提問、搜索、討論、相互，從而使得學生主動地、互助地、高效率地完成學習任務。筆者以初中八年級教學內容“生命的延續”為例在知識搜索引擎上精細構建了一個互動教學實例。“生命的延續”在教學目標上要求能使學生能正確識別男女性生殖系統的結構和功能，描述人的生殖過程，能概述青春期的特點等。對于正處于青春期的青少年，上述的內容涉及到性教育的等敏感內容，他們往往很難在傳統的課堂教學完全掌握這些內容。因此，教師甄選若干人類生殖繁育的一系列關鍵問題，如：青春期發育指標的出現順序等，將這些問題提交至“互動百科”等知識搜索引擎，之后邀請學生們在網上作答，要求他們提供符合實際的解答方案。在解答的過程中教師有意識地引導學生展開討論，并對積極作答且提供優秀答案者給予積分獎賞。這一教學方式極大的激發了學生參與討論、解答問題的學習熱情，最終也幫助學生們深入地學習。

5、利用知識搜索引擎幫助構建生物學鄉土教材

生物學的鄉土教材能使學生了解家鄉，培養學生熱愛家鄉的情感，擴大知識視野，增強勞動意識，在培養勞動技能諸方面，有著重要的意義。知識搜索引擎的內容作者來自全世界各地，是知識生產、融合和交流的場所，通過知識搜索引擎可以檢索到各地的生物信息，它是構建各地生物學鄉土教材的重要信息資源。以筆者所在的惠州市為例。惠州位于廣東省東南部，珠江三角洲東北端，南臨南海大亞灣，地處炎熱潮濕多雨的亞熱帶，生物資源十分豐富。為了保護這些寶貴的生物資源，在惠州市境內建設有國家級自然保護區兩個（象頭山自然保護區、港口海龜自然保護區），省級自然保護區五個（古田自然保護區、南昆山自然保護區、羅浮山自然保護區、蓮花山白盆珠自然保護區、大亞灣水產資源自然保護區）。在編寫鄉土教材時，編寫者需要充分介紹各個自然保護區的地理位置、主要保護對象、主要生物資源、保護區成立意義、保護區現狀、規劃等信息。若采取傳統的信息采集渠道，例如去檔案館調閱相關文獻，通常這些文獻反映的信息存在著滯后性，常易導致信息失真，影響鄉土教材的編寫質量。運用知識搜索引擎，直接輸入各自然保護區的名稱進行檢索，可立即獲得各保護區的現狀文字資料及其圖片等信息，再結合傳統文獻，可對鄉土教材的編寫提供有力的信息支撐。

6、結語

知識搜索引擎是科技發展的新事物，隨著它的發展與成熟，它正成為教育現代化的重要工具。科學合理地使用知識搜索引擎能使是廣大中學生物教師在浩如煙海的信息海洋中準確、及時地找到有價值的信息資料，獲取最新科技情報和文獻，為中學生物教師的教學與研究提供有力的幫助。事實上，知識搜索引擎在各學科都有很大的應用前景，人們展開進一步的工作探討深入利用搜索引擎的方式。