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CAI在高中生物探究式教学模式中的应用
东乡一中 李瑞坚摘要：探究式教学模式是一种能充分体现学生在教学过程中的主体地位和教师主导地位的教学模式。在这种教学模式中，学生不仅为追求发现而学习，而且为追求自身的发展而学习，教师在整个教学过程中只起到一种“催化剂”的作用。多媒体计算机辅助教学是近年来兴起的一种现代教学手段，其图文声像并茂的动态传播，能最大限度地调动学生的主动性和积极性，为高中生物学科教学实施探究式教学模式提供了契机。
关键词：多媒体计算机辅助教学、高中生物、探究式教学模式、应用
随着现代科技的不断进步，近年来，多媒体计算机辅助教学（简称 CAI）走进了中学课堂，广泛地为各教师所应用，对传统的教学模式带来了巨大的冲击，也为中学生物课堂教学注入了新的生机和活力。如何打破传统的教学观念，将现代教学技术与传统的教学模式进行有机结合，使之更好地为教学服务，有效提高教学质量和效率，成为摆在各教师前面的一大课题。本文就CAI应用于高中生物科探究式教学模式谈谈笔者的一些体会。
一、CAI 应用于生物科探究式教学模式的可行性
CAI 开辟了课堂教学感受与教学方式多样化的广阔空间，提供了教学创新与发展的物质基础，由于MCAI集文字、图片、声效、动画于一体，使传统的“粉笔加黑板，教师一言堂”的静态灌入式课堂教学变为图文声像并茂的动态传播，使深奥、抽象的理论具体化、形象化，使复杂艰难的认知活动变得简单而轻松，增强了感染力，拓展了学生的知识面，从而最大限度地调动了学生学习的积极性和主动性，也为高中生物学科实施探究式教学提供了契机。
生物科探究式教学模式是建立在布鲁纳的“发现式学习”理论基础和生物实践性、实验性、直观性、综合性的特色与教学实践基础上的。这是一种以问题解决为中心，注重学生独立钻研，着眼于思维能力和创造能力培养的教学模式。其教学过程结构为“课题——背景——探索——评价”，它通常是在“问题中心，自主探索，重在发现”中展开的。较之其他教学模式，探究式教学模式的学生具有最大的自主性和独立性，他们不仅为追求发现而学，而且为追求自身发展而学，教师在整个教学过程中只起到一种“催化剂”的作用。将CAI 应用于探究式教学模式，可以有效地促进课堂教学，取得较好的教学质量和效益。
二、CAI 应用于生物科探究式教学模式的一般程序
1、利用CAI 课件创设问题情景，激发学生的学习兴趣，引导学生积极探究
爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”兴趣作为一种个性心理特征，在人们的认识过程中具有积极的促进作用，它是学生主动学习、积极思考、勇于创新的内在动力。心理学研究表明：学生对某种事物的兴趣越浓厚，其学习时的注意力就越集中，致使其观察细致、记忆深刻，从而呈现最佳的学习状态。教学过程中只有积极地引导学生最大限度地参与知识的探究过程，才能使学生把课本的知识结构转化成学生头脑中的认识结构，同时促进智能的发展和基本素质的形成。在传统的教学模式中，教师任何形象生动的语言和丰富的形体动作及简单的挂图、模型或标本都难以将各种生物的鲜活形象和复杂的生态展现给学生。因此也就难以激发起学生的学习兴趣。而CAI 课件能够提供界面友好、形象直观的交互式学习环境和图文声并茂的多种感官综合刺激，还能按超文本方式组织各种教学信息。它可以将不同时间、不同空间的不同生物同时展现给学生，也可以把肉眼看不见的东西表现出来，把不便于感知的东西以可以感知的方式表现出来，因而创设出的情境有很强的真实感和表现力，能够营造出课堂上良好的情感状态、思维状态，强化课堂内各种状态的协同效应，容易使学生动情入境，有利于激发他们对新知识的强烈兴趣和渴望探究的动机，促使学生的思维从形象思维过渡到抽象逻辑思维。
如在进行“基因工程的基本内容”这个环节的教学时，教师演示幻灯或利用多媒体课件列举几种生物的不同性状，如青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素、豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气、家蚕能够吐出丝。以上几种生物各自有其特定的性状，这些性状都是基因特异性表达的结果，但是人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？例如，让禾本科植物能够固定空气中的氮气；让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既节省了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。这种设想能实现吗？回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在20世纪70年代终于创立了一种能定向改造生物的新技术——基因工程。这样根据具体实例提出假设，激发学生的学习兴趣，引导学生思考，激发学生求知、探究的欲望。
2、利用MCAI课件提供直观材料，为学生的积极探究创设条件
传统的“注入式”教学，教师只注重向学生灌输知识，学生则处于被动接受知识的地位，阻断了学生的分析、综合、概括、抽象等心理过程，妨碍了学生对学习材料的正确加工和转化，剥夺了学生自由思维的空间。一堂课下来，教师讲得口干舌燥，学生却听得味同嚼蜡，兴趣全无。而探究式教学模式特别强调了教学方法的优化组合，重视学生的主动学习，强调放手让学生自己思索、探究和发现事物，把学习知识的过程和探究知识的构成统一起来，教师的主导作用主要在于对事物原有的发现地过程从教学的需要加以编制，以缩短、减少发现过程的难度，使之沿着最简捷的路线进行。而且，探究式教学既肯定了学生的认识前提、情感前提和教学的“质”这三个变量对教学的影响，更注重知识获得和运用过程中的学习行为和学习心理的变化，运用一切教学手段，给学生创作自由的学习氛围和广阔的思维空间，使他们的个性心理得到自由发展，独立性、自主性和创造性得到充分发挥。此外，心理学研究表明：人类的认识活动是从感性认识到理性认识的，中学生的认识活动也不例外。生动、直观、形象的感性材料最容易被中学生接受，能使其从事物现象中找出规律，形成正确的概念，进而转化为学习的动力。因此，CAI 技术的应用，可以提高学生感受事物的质量，让学生获得更生动直观的事物形象，它可以变抽象为具体、变静态为动态、将微观过程加以宏观模拟、把宏大场景做微观处理、使瞬间变慢、历史重现。化枯燥为生动，图、文、声、像并茂，调动学生多种感官参与，给学生自主探究提供了充足的感性材料，使学生能在最短的时间内达到探究的目标，切实提高教学质量。
如“减数分裂和有性生殖细胞的形成”既是生物的生殖的教学重点，同时也是教学的难点。在传统的教学中，教师多用挂图、板图进行讲解，但由于再生动的讲解也无法表现出减数分裂的动态过程，故此使到讲解的内容往往过于抽象而导致学生一知半解，印象不深。而CAI课件可以很好地解决这一难题。教师可以在课件中将减数分裂过程以动画的形式表现出来，动态的演示可以让学生一目了然，帮助学生获得丰富的感性认识，快速掌握相关知识，从而突出重点，突破难点。在这个过程中，学生是教学的中心，教师只起着组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，充分发挥了学生学习的主动性、积极性和首创精神，而学生在教师的指导下，积极进行探索实践，逐步做到从感性认识上升到理性认识再指导实践。
3、利用CAI课件进行当堂考核，对学生的探究进行评价
探究式教学模式是一种比较复杂的教学模式，因为探究式教学是一种双重的教学过程：探究者对所研究的课题的学习，同时也是对探究过程的学习。因此“评价”这个环节就显得必不可少了。评价的目的是让学生回顾假设是如何验证的，知识结构和科学规律是怎样发现的，使学生学会分析自己的思维过程和思考方法，以提高学生分析问题和解决问题的能力。组织学生总结探究的过程并进行评价，可以维持学生内在的探索动机，增强学生探究的自信心，提高探求能力，并促使他们把获取的知识应用于新情景，解决实际问题。而CAI 课件可以很好地帮助教师完成“评价”这个环节的教学。
如在完成“减数分裂和有性生殖细胞的形成”这个环节的教学后，教师可以用多媒体课件展示克隆与克隆动物技术发展史、受精的过程，既加强了学生应用所学知识解决实际问题能力的培养，又加深了学生的印象，还可以拓宽学生的知识面。此外，教师还可以精心设计一些形成性练习，在完成教学后调出来让学生进行思考并且回答，进一步巩固学生自主探究的效果，使学生分析问题和解决问题的能力得以锻炼。
三、CAI应用于生物科探究式教学模式的优点
1、能很好地调动学生学习的自主性。由于CAI课件能够很好地将教师课前准备的各项教学材料呈现给学生，其声、色、光、形兼备的特点，能很好地引起学生的有意注意，激发学生积极思维，主动探究，充分发挥了学生在教学过程中的主体作用，使学生对科学产生热爱的感情，激发学生探索问题的强烈愿望，达到培养学生创造性思维的目的。
2、让学生真正学会学习。俗话说：“授之以鱼，不如授之以渔。”探究式教学模式因对问题探求的过程性、参与性和责任感，学生头脑中形成的表象带有感性和理性的双重性，便于学生的再造想象，也有利于创造想象的培养。通过探究结果的分析、概括和抽象。培养了学生创造性发现能力。而CAI课件为学生的自主探究提供了充足的感性材料，为其自学创造了条件。在学生自主学习、积极探索的过程中，教师对学生进行科学方法的训练，真正让学生学会学习。
3、能够促进学生人格的完善。生物教学模式要把发展学生个性作为教育的最重要的目标，好的教学模式能促成学生个性心理的良好发展。将CAI应用于探究式教学模式的整个过程中，教师的作用是及时将CAI课件中的相关材料在适合的时机呈现给学生，引导学生主动、积极地探索，并为学生的探索创造条件，而学生则在教师创设的情境下，发现问题，积极主动地探索问题，以至最终解决问题，得出结论。这种课堂结构的改革，充分发挥了教师的主导作用，也充分体现了学生的主体作用，使学生在这种自由、宽松的学习气氛中，学习兴趣、各项能力和人格个性都得到良好的发展。
所有的教学模式和教学技术都有自身的价值和存在的意义，任何教学模式和教学技术的运用都是为完成教学目标服务的。探究式教学模式强调了学生在学习过程中对问题探求的过程性和参与性，教师通过创设情境让学生进行观察来发现问题，进而解决问题，得出结论，让学生在探究过程体验中发展以思维能力为核心的各种能力，使学生能自觉运用所学的科学方法调节和控制学习活动，逐步形成一套科学的行之有效的学习方法的研究方法。而CAI以其生动的形式、丰富的画面，加大了知识的密度，增加了课堂教学的信息量，为学生积累信息开拓了广阔的视野空间，为学生创新意识、创新能力的形成做好了物质准备。
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