生物技術和信息技術范文

導語：如何才能寫好一篇生物技術和信息技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：信息技術 生物課程 有機整合

所謂信息技術與生物課程的整合，就是將信息技術廣泛地應用于生物教學中，充分發揮信息技術的優勢，使得信息技術與生物課程的內容、課程結構、課程資源和課程實施有機地融合在一起，成為一個和諧互動的課程整體。其中，生物科學知識是學習的載體，而信息技術作為工具和手段滲透生物教學中，既能幫助學生學習信息技術，又能培養學生收集和處理各種生物信息，解決生物科學問題的能力。在信息技術與學科教學的整合過程中把信息技術、信息資源、信息方法與課程的教學目的、任務、內容有機結合在一起，可實現信息素養與學科素養互惠雙贏。

一、結合生物學科的特點，創設情境，激發興趣，使信息技術與傳統教學媒體共同為教學服務。

生命現象和生命活動是豐富多彩、生動活潑的，生物教學要體現學科特點，堅持生物教學的直觀性實物性原則，在制作課件的過程中要注意技術的服務性及技術的運用，要為學科教學服務，符合心理學、教育學和學科教學規律，使技術的運用恰到好處。我們制作的課件應注重簡捷性、實效性和必要性，必須考慮生物教學特點，才能與信息技術形成有效的融合。如“植物對水分的吸收”的教學重、難點是根毛吸水過程和細胞吸水原理，但它們既看不到，又摸不著。教學前，我從網上下載了一個“細胞吸水、失水過程”的動畫和一個“根毛吸水過程”的三維立體動畫整合到教學課件中。教學時，大屏幕上的動畫形象細致地模擬細胞吸水、失水的過程，三維立體動畫更是將“根毛吸水過程”表達得清晰有趣。活潑的動畫感染了學生，一組組生動、形象的畫面吸引了學生的興趣。我適時發問：“植物細胞在什么情況下吸水？”“根毛細胞是如何吸水的？水分又是如何到達植物體內各部分的？”……精心創設的問題情境活躍了課堂氣氛，學生情緒很快高漲。創設情境，使原本微觀、抽象、看不見、摸不著的生理過程被轉化為宏觀、形象、有趣的運動過程，降低了教學的難度，學生易于掌握，更激活了學生的思維，激發了興趣。

二、注重學生實踐，通過多邊互動，調動積極性，凸顯信息技術在教學中的應用。

實踐能力與創新精神的培養是素質教育的核心內容，與信息技術有效整合是高效教學的必由之路，但信息技術并不能代替學生豐富多彩的實踐活動，學生的實踐活動是認識的直接來源，必須親自觀察生物學現象的演示，親自參與到探究活動中，才能將所學的變成自己的東西。所以，信息技術的應用應與學生的實踐活動有機結合起來，特別是實驗性學科的生物學，要不斷加大實驗教學的總量，創造條件，開展實踐活動，只有豐富的實踐活動才能為學生提供創新的環境，學生才有發現和創新的舞臺，認知才能深入發展。在“環境保護”一節教學時，我把學生帶到網絡教室，讓學生以小組為單位，圍繞“環境保護”這一內容，在局域網和因特網中搜尋有關環境污染事件及對人類造成的影響的信息。很快，學生就了解到“日本水俁病事件”“切爾諾貝利核電站事故”和“英國倫敦煙霧事件”等震驚世界的公害事件，還獲得了環境保護的文字資料、圖片和與環境保護相關的知識。運用所學的信息技術知識，各小組馬上對信息進行加工和處理，并做成幻燈片在網上展示、交流，我及時進行輔導和點評。學生都投入到學習中，并各有所得。教師與學生，學生與學生，教師與教師利用網絡充分交流，可最大限度地發揮相互作用的潛能，學習的過程也由消極的接受轉變為主動的觀察、探索與思考，大大地調動學生學習的積極性。

三、根據學生差異，分層教學，依靠信息技術實現自主學習。

利用網絡海量的信息資源，同步異步的交流方式，超越時空的信息傳遞途徑等特點，充分體現個人的自主性，把信息技術作為學習的工具，學生作為積極主動的學習者，以類似科學探究的方式，獲取信息、交流信息、處理信息，可以達到教學目的。如“蒸騰作用”一節教學時，我制作了資源豐富的課件，學生們帶著“什么是蒸騰作用？”“蒸騰作用的部位在哪里呢？”“為什么氣孔能完成蒸騰作用？”“植物的蒸騰作用有什么意義？蒸騰作用的原理在農業生產上有什么應用？”等問題投入學習，按照自己的方式和速度進行。這樣學習有困難的同學可以反復調看所需內容，完成教學目標；學有余力的同學可以進行更深層次的探究：目前學校大部分樹木的葉子正在脫落，這對樹木有何意義？校園綠化管理最佳模式是什么？初中生物教學與信息技術的整合，實現了分層教學，使學習有困難的同學得到了幫助，不至于越來越差，失去信心，原本的長處也得到發揮；使學有余力的同學能力得到滿足和培養，不至于停留在一般水平上，造成人才浪費，形成多元化、個性化學習行為。

四、在課程資源應用中，發揮教師集體作用，集體合作開發課件。

教學媒體是進行教學活動的載體與中介，各種媒體在教育教學過程中都能產生一定的教學作用，對學生的認知發展產生深遠影響。傳統的教學媒體，如粉筆、黑板、音像資料、錄像、投影等，對動物的生活習性、植物的開花結果等不能真實地有規律地展現出來。多媒體課件能彌補這些不足，但課件的可塑性很大，不同的人在開發課件時體現的教學策略、教學方法、教學思想是不同的，且生物教師教學任務重、技術水平欠缺，因此教師可以發揮集體的作用，分工合作，通過校際不斷優化形成課件素材庫，讓信息技術為生物教學服務。

五、在整合過程中應注意的問題。

生物教學與信息技術的整合不僅僅是一種形式，而要注意適時、適量，不能每堂課都強求整合，根據教學目標和媒體效率，“取長補短”和“嫁接”，才能提高教學效率。

信息化的學習環境容易忽略個別學生，教師應充分面向不同學習水平的學生，盡可能調動全體學生參與，充分體現信息化教學的互動式，教師作適當的點評、引導和鼓勵，形成以學生探討為主的多元化、個性化學習行為。

課件制作的操作性、交互性要強，在適當的時候應有適當的操作提示，能任意地進入各個環節，便于人機交互，使用時要適可而止，留有空間，使學生能夠充分展示自己的思維和想象。

參考文獻：

篇2

關鍵詞：信息技術；高中生物；有機融合

隨著信息技術在各個領域的滲透，高中生物教學正由傳統的繁雜枯燥的學科逐漸轉變為運用現代信息技術平臺、生動有趣的學科。信息技術有其特有的生動直觀、形象的特點，在輔助高中生物教學過程中具有很大的優勢。

一、信息技術在高中生物教學中的實際運用

1.在教學中運用軟件教學

計算機軟件教學具有生動形象、互動性強的特點，同時，自己設計開發的教學軟件能夠充分表達教師的教學思路和方法，使學生更容易接受，并能形成自己的風格和特色。像PowerPoint，Authorware，Frontpage等軟件，都具有很好的教學效果。教師應該多運用這些軟件制作大量多媒體教學課件，并在網上實現資源共享和交流。

2.交流—反饋—改進

在信息技術與高中生物進行有機融合的過程中，并不是一蹴而就的，需要進行大量的摸索和實踐。在日常的多媒體教學過程中，教師應加強師生交流，并取得學生的及時反饋，對多媒體教學進行改進。

二、信息技術與高中生物進行有機融合的條件

信息技術與高中生物進行有機融合的過程中，需要有一定的條件。

1.必須遵循實用的原則

運用現代信息技術進行高中生物的教學，就是為了達到更好的教學效果。在對二者進行有機融合的過程中，不能為技術而技術，只用一些花哨的圖片和動畫來取悅學生，而缺少實際的內容。

2.必須發揮信息技術的高效性

信息技術可以以其獨有的特點將大量的教學信息同時傳送給學生，并且能夠調動學生學習的積極性，使教學效果高效率實現。

3.必須能夠提高學生的學習能力

信息技術在高中生物教學中的運用，能夠培養學生的探索性和創造性思維，提高學生自我學習的能力和水平。

三、如何進行信息技術與高中生物的有機融合

1.針對記憶型的知識點

記憶型的知識點一般都是最為基礎的，學生一般對這部分知識的學習興趣不高，也有學生只會死記硬背，導致事倍功半。將信息技術與這部分知識進行融合，利用計算機給學生一定的視聽語言上的刺激，利用一些影像資料、圖片解說、音頻動畫等，從而使學生在心理上對它產生濃厚的興趣，提高學習和記憶的積極性。同時，在多媒體課件中配套相應的課后練習題，當場進行知識的強化訓練，從而達到鞏固記憶的目的。

2.針對理解型的知識點

理解型的知識點需要學生進行積極思考，教師可以提供相關的多媒體教材來啟發學生的思維，通過分析和比較來掌握新的知識點。同時，配以相應的練習題鞏固知識。

3.針對應用型的知識點

應用型的知識點一般都需要學生活學活用，可以運用多媒體創設情境，使學生設身處地地從問題的角度出發，自主地了解、探究問題的根源和解決辦法，啟發學生的發散性思維。

四、信息技術與高中生物進行有機融合的形式

1.探索形式

教師在課堂上應多準備一些學習的資料，大量的背景資料等，使學生可以根據自己的興趣愛好和特點來自行安排學習，這樣能夠充分發揮學生的主體性，提高學生的獨立學習能力。

2.虛擬形式

利用信息技術生動、形象、具體的特性，多制作一些小動畫或小視頻，利用音像圖片的組合，對生物中一些抽象的概念或知識進行模擬和說明，虛擬生物的生存狀態及其生活的微觀世界，從而激發學生的學習積極性和樂趣。

3.引導形式

這是一種與傳統教學形式結合比較密切的教學形式。教師可以以課件的形式將自己的教學思路和知識點進行梳理，并根據學生的接受程度循序漸進地講授課程。

4.訓練形式

這種形式一般用于強化知識的訓練。利用計算機存儲大量的練習題，在課堂上提供各種類型的訓練。

五、運用信息技術進行高中生物教學的優勢

運用信息技術進行高中生物教學有利于激發學生的學習積極性和學習樂趣。信息技術圖、文、聲、像并茂，表現形式豐富多樣，具有生動的畫面和悅耳動聽的音樂，能夠激發學生的學習興趣，進而引導學生積極地進行問題的思考和解決。同時，將信息技術運用到高中生物教學中，能夠使學生的主體性凸顯出來，使師生的互動性加強，為互動交流提供一個有效的平臺。

總之，信息技術與高中生物的有機融合能夠提高生物教學的有效性，更高效地完成教學目標。教師應該不斷根據信息技術的變化，正確認識信息技術與高中生物有機融合的重要性。

參考文獻：

潘天士.中學生物課件制作實例與技巧.機械工業出版社，

篇3

    關鍵詞:信息技術;生物學教學;多媒體;整合

    信息技術與生物課程整合,就是把信息技術與生物學科教學有機地結合起來,將信息技術與生物學科課程的教與學融為一體。其中,生物科學知識是學習的載體,信息技術作為工具和手段滲透到生物教學之中。

    實驗心理學家赤瑞特拉作過兩個著名的心理實驗。一個是關于人類獲取信息的來源,即人類獲取信息主要通過哪些途徑。他通過大量的實驗證實:人類獲取的信息83%來自視覺,11%來自聽覺,這兩個加起來就有94%。還有3.5%來自嗅覺,1.5%來自觸覺,1%來自味覺。信息技術既看得見,又聽得見,還能用手操作,這樣通過多種感官的刺激所獲取的信息量,比單一地聽老師講課更有效。另一個實驗是關于知識保持,即記憶持久性的實驗。結果是這樣的:人們一般能記住自己閱讀內容的10%,自己聽到內容的20%,自己看到內容的30%,自己聽到和看到內容的50%,在交流過程中自己所說內容的70%。這就是說,如果既能聽到又能看到,再通過討論、交流,用自己的語言表達出來,知識的保持將大大優于傳統教學的效果。

    因此,將信息技術與生物課堂教學有機地整合起來,這種教學方式與傳統教學相比較存在著巨大的優勢。

    一、提供豐富的多媒體信息

    教師在準備教案時,需要大量的資料及信息源。在傳統的教學中,教師只能通過書本、掛圖、模型等有限手段向學生傳授信息,這樣的信息來源是非常有限的。而在多媒體教學中,師生可以搜集大量的資料信息,這些資料信息的獲取途徑是多種多樣的,教師可以通過電腦從網絡中得到的文字、圖像、聲音、動畫、視頻,甚至三維虛擬現實等多方位信息用于課件制作,使教學內容更豐富多彩,教學方法更靈活多樣。

    二、全面優化課堂教學

    生物學是一門自然科學,它反映的是千姿百態的生物界、變幻莫測的生物體。傳統的教學方法和固有的教學手段,如掛圖、模型等較為枯燥、抽象、呆板,難以表現其動態變化過程,難以激發學生的學習興趣。如果運用信息技術于課堂教學,借助電腦、數碼投影機和視頻展示臺等多媒體工具,在屏幕上向學生展示圖、文、聲、像相結合的精彩內容,吸引力大,渲染性強。教師向學生講授時,還可以借助擴音系統使同學們聽得更清楚,若配上優美的輕音樂,則可欣賞性更強。

    1.改善教學環境與教學方法

    通過信息技術與生物課程的有效整合,可以為生物教學構建一個多媒體、網絡和智能有機結合的個別化、交互式、開放性的動態教學環境,為創建新型的學科教學模式提供了最理想的教學環境和切實可行的道路。教學方法可由原來單純的基于歸納或演繹的講解轉變為基于“情境創設”、“主動探索”、“協作學習”、“會話商討”和“意義建構”等多種新型教學方法的綜合運用。學生置身于這樣一個輕松、和諧的教學情境中,學習興趣會得到極大的提高,學習的主動性也將得到更大的激發。

    2.使教學變得高效輕松

    多媒體輔助教學,能使抽象的內容具體化、形象化,使學生能較好地理解教師難以用語言講清的事物原理,縮短了授課時間,有效地提高了課堂教學效率。比如,利用Word寫成的電子教案,只要調整一下字體大小就可以在網絡平臺的屏幕上一幕幕地清晰投影出來;利用簡易的PowerPoint制作的課件進行教學,可以把標準的文字以動態的效果一幕幕地展示,需要時還可以把一些反映重點和難點的動畫反復地、有選擇地加以觀看;利用Flash制作的課件,動感更強,更有吸引力和渲染性;運用網頁課件進行教學,界面美觀、導航清晰、操作方便、效果顯著。因此,充分運用信息技術于課堂教學,可使教學變得高效輕松。

    3.提高教與學的效率,改善教與學的效果,改變傳統的教學模式

    傳統的生物教學,往往是教師講、學生聽,進行的是生物學信息的單向傳遞,學生缺少了獨立思考的空間,缺少獨立活動的機會和獨立自學的方法,其結果往往是教師講得辛苦,學生聽得厭煩,根本適應不了生物學技術日新月異的迅猛發展。在新的教學環境中,教師應放下權威者的架子,從知識的傳授者轉變為“課程的組織者、情感的支持者、學習的參與者、信息的咨詢者”。教師的任務不再只是講授和歸納,而是對學生的多種學習活動進行指導、計劃、組織、協調,促進學習網絡的形成,加強對學生學習能力的培養。學生從被動接受的知識容器和知識受體轉變為主動建構的知識主宰、教學活動的積極參與者。實施生物學教學與信息技術的有機整合,在多媒體、網絡的教學環境下,以“學”為中心的交互式教學方式有了得天獨厚的土壤。教學方式由傳統的以“教”為中心逐漸向以“學”為中心轉變,既能幫助學生學習信息技術,又能培養學生收集和處理各種生物信息,解決生物科學問題的能力,提高教與學的效率,改善教與學的效果,改變傳統的教學模式。

    4.教學過程的轉變

篇4

關鍵詞：高中生物；信息技術；激發興趣；突破難點

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2015）10-0422-01

全國中小學信息技術教育工作會議指出："信息技術極大地拓展了教育的時空界限，空前地提高了人們學習的興趣、效率和能動性。"強調"要努力推進信息技術與學科教學的整合，鼓勵在學科的教學中廣泛應用信息技術手段，并把信息技術教育融合在學科的學習中"。《基礎教育課程改革綱要（試行）》也指出："大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式以及師生互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。"信息化社會呼喚教育信息化，教育信息化勢在必行。

近年來，筆者將信息技術與高中生物教學進行整合，利用信息技術對圖像、圖形、動畫等綜合處理來制作課件，將高中生物課程內容整合到一起進行課堂教學。在對信息技術與生物教學整合研究中，筆者發現，大多數課結合信息技術上效果很好，學生對知識的掌握比較好；但有些課結合信息技術上反而比傳統教學效果差。如何將信息技術與高中生物教學進行有效整合，提高課堂效率呢？

1.利用信息技術創設情景，激發學生的學習興趣

"興趣是最好的老師"。通過信息技術與生物教學整合，利用網絡的視聽互動功能，通過大量的文字、圖片、聲音、影視資料等素材，教師創設教學情境，向學生展現各種生命現象、過程和規律，激發學生對生物知識產生濃厚的興趣。教師因勢利導，提出問題，讓學生思考各種解決問題的可能性，調動學生的學習熱情，有助于學生掌握知識、提高創新能力。

如，在必修3《生態系統的信息傳遞》一課的教學中，教師播放"蜜蜂采蜜"影音視頻短片作為導入，吸引學生的注意力，激發學生興趣。在講解"信息傳遞的作用"時，除了通過信息技術Powerpoint課件展示相關圖片以外，還使用Flas軟件播放"蝙蝠的回聲定位""植物在光照刺激下開花"等動畫，并在適當時候使用暴風影音來播放小的影音視頻剪輯，如"孔雀開屏"等多彩的動態信息。這樣的課堂教學，教師教得輕松，學生學得輕松，使探究性教學順利展開。

2.現代信息技術為生物課堂教學提供更多的資源環境

用信息技術提供生物資源環境就是要突破書本是知識主要來源的限制，用各種相關資源來豐富封閉的、孤立的課堂教學，極大擴充教學知識量，使學生不再只是學習課本上的內容，而是能開闊思路，接觸到百家思想。在豐富資源環境下學習，可以培養學生獲取信息、分析信息的能力，讓學生在對大量信息進行篩選的過程中，實現對事物多層面的理解。教師可以在課前將所需的資源整理好，保存在某一文件夾下，讓學生訪問該文件夾來選擇有用的信息；也可以為學生提供適當的參考信息，如網址、搜索引擎、相關人物等，由學生自己去Internet或資源庫中去搜索素材。

例如，《減數分裂》一課是高中生物的重難點，學生普遍反映較難掌握。該課所涉及的知識較為抽象，雖然可以在顯微鏡下觀察到細胞分裂的裝片，但在顯微鏡下看到的只是細胞分裂過程中某一個時期的圖形，而減數分裂本身是一個連續的動態過程。教師在教學中利用計算機來進行模擬試驗，設計制作了減數分裂中"的形成過程"的多媒體課件，整個過程可控性強，讓學生自己操作，體驗"細胞連續分裂兩次"的含義，幫助學生做出正確的理解，提高學生自主學習的能力。更為重要的是，通過整合，學生真切地認識到信息技術應用的重要性和學習方式改革的緊迫性。

3.解釋復雜的生命過程，突破教學難點

生命過程是復雜的動態過程，在教學過程中，僅用圖片、語言是難以準確、生動、形象的表述的。應用生物學多媒體課件輔助教學后，就可以把復雜的生命過程簡單化，把內部的生命過程表象化，如血液循環、植物開花、受精、母體內胚胎發育的過程、胎兒與母體間的物質交換、細胞分裂、生物的生長等等。還可以利用動畫把抽象的過程具體化，如光合作用的過程、細胞吸水的原理和過程等。這樣就把生命過程準確、生動、形象的揭示了出來，讓學生真切感受生命的真諦，感知鮮明，印象深刻，并突破了教學難點。

篇5

【關鍵詞】信息技術；生物；課程；整合；途徑

“信息技術與課程整合”就是把信息技術與學科課程有機地結合起來，把信息技術與學科課程的教與學融為一體，利用計算機，網絡，多媒體等現代教育技術，視聽結合，多方位刺激教學的一種教育模式。它給我們帶來了一套全新的教育教學思想，提供了一種全新的教學模式，大大提高了教學效率，改善了教學效果。

一、創設情境，導入新課

創設情境，充分激發學生的學習興趣。興趣是最好的老師，只要在上課前激起學生的求知欲，調動起學生的學習興趣，在學習起來就會起到事半功倍的效果。然而傳統課堂上僅僅靠簡單的掛圖，色彩變幻等手段來刺激學生的學習興趣，顯然是很不夠的，有了現代信息技術，課前通過多媒體播放與本節課有關的動畫、錄像、圖片、聲音等，可以有效的激發學生的求知欲，使其產生濃厚的學習興趣。

二、應用多媒體突破教材的重難點

多媒體課件可以很好地突破教學重難點，提高課堂效率。生物課堂上很多生命現象，生化反應，代謝途徑等，教師難以用語言表達清楚，而多媒體課件集聲音、圖象、文字、動畫、視頻等多種媒體于一體，化靜為動，生動有趣，直觀形象，虛實結合，可以盡最大限度地滿足學生的視聽等感官需求，在學生頭腦中建構理論模型和知識結構，輕而易舉的突破重難點。

三、利用計算機技術模擬試驗

生物是一門以實驗為基礎的自然科學，生物教學離不開實驗教學，真實的實驗在生物教學中有著舉足輕重的作用，是必不可少的。但有時利用計算機模擬實驗會收到意想不到的效果，主要用于：

1.由于有些實驗結果不夠清晰或受到時空條件限制的原因，不能滿足教學的實際需求，需教師在真實實驗的基礎上再模擬予以補充。

2.中學不可能做出的實驗，完全可以用模擬實驗進行教學。

當然計算機模擬是要有限度的，不可一味地追求，過分依賴模擬，生物科學畢竟是以真實的實驗、學生自己探索為主，強調“現象教學”的一門實驗科學，計算機模擬只是一個有益的補充。

四、利用internet適當開放學習環境

我們正處于知識爆炸的年代，知識更新非常快，教給學生簡單固定的知識的做法早就被社會所淘汰，我們要教給學生學習的方法，培養學生自主學習，自主探究的自我學習能力。在知識上的傳授上要遵循大綱，在能力培養上不要拘泥于大綱，我們在教學中要適當拓寬學生的知識面，有助于學生能力的提高，這就需要“開放式”的教學環境，“開放式”教學。

1.“小環境”開放教學

“小環境”開放教學僅僅是教師搜尋，整理，綜合有關某課題知識、素材，建立鏈接，搭建相對封閉的生物教學平臺。它可以為學生創造一個有利于系統學習的情境，幫助學生在頭腦中建構一個完善系統的知識體系。特點是：網絡不與外部連接，有效控制學生上網，知識體系完整清晰。條件是：教師搭建的教學平臺資源必須要豐富，完全可以達到教學目標。

2.“大環境”開放教學

在“小環境”開放教學的基礎上，教師再從網上搜尋整理有關網站，建立鏈接，利用internet的開放性搜索和資源共享等功能，創建一個完全開放的教學環境，然后引導學生自己去查詢、搜索指定的課題再加以必要的實驗實踐、觀察、體驗、感知、探究，解決問題獲取新知識。特點是：資源豐富，良莠不齊。條件是：教師一定要做好學生的指導工作，加強引導保證課堂效率。

五、利用網絡上的交流工具進行討論交流

師生可以利用網絡上的交流工具，如電子公布牌（BBS）、在線聊天系統（CHAT）等，實現在線討論或離線討論。課堂上在明確目的之后，給學生20―30分鐘的時間進行自主學習。通過問題的設置使每個學生有自己的任務，學生可以隨意地進入任何一種環境下進行學習，可以針對任何問題進行研究，并提出自己的觀點。

六、課程復習，高效迅捷

在生物復習課中，教師借助計算機網絡和投影技術，把預先準備好的一個完整的知識網絡體系投到大屏幕上或是投到學生計算機的屏幕上，這樣既節約了時間，又加大了課堂的容量，而且便于教師精講。在復習中利用信息技術展示知識網絡體系，可以使學生在瞬間勾起學生對以前所學大量知識的回憶，省時高效，而且還利于分層教學、自主復習。實際上每位學生所掌握的知識是不同的，教師把知識網絡交給學生以后，學生根據已有知識水平對未掌握的知識有側重點地復習或重新學習，有的放矢，新舊結合，大大提高了復習的效率。

七、課程評價，反饋調節

以計算機和網絡為核心的現代信息技術，可以給教師提供交互性和智能化很強的人機對話系統。利用這個系統，我們對學生反饋的信息進行快速的智能分析，以取代傳統的評價手段中相當繁瑣重復的工作。

1.開發即時測試系統。利用一些計算機軟件的交互性，制作一些可以自我測試的網頁，學生可以自我測試，根據系統反饋，及時發現問題，自我調節學習。

篇6

關鍵詞:XML;半結構化;異構數據集成;數據模型;數據集成

中圖分類號:Q811.4;TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1004-373X(2009)20-160-03

Data Integration Model of Biological Information Based on XML

PAN Xuefeng

(Wuhan Bioengineering Institute,Wuhan,430415,China)

Abstract:In Internet biological information database,among the major research institutions and bio-informatics data is remote,heterogeneous,high degree of autonomy,and the stored information is scattered between the disorder.In order to full use resource,integration model of biological information data is built.A new XML-based and orderly expression of data-level fractal model of the existing data structure is proposed,through the use of internal models BXEEM pointer references and external links to the method of data integration,it is more conducive to bio-informatics data integration and fusion.

Keywords:XML;semi-structure;heterogeneous data integration;data model;data integration

0 引 言

生物信息學(Bioinformatics)是通過對生物學實驗數據的獲取、加工、存儲、檢索與分析,達到揭示數據所蘊含生物學意義的目的[1,2]。

生物信息數據源的主要特點是:國際化生物數據庫相互獨立而又利用協議統一維護原始數據,而各實驗室的數據庫就各有特色;數據量龐大且增長速度很快;數據通過Internet進行,格式復雜多樣[3,4]。目前非常必要的課題之一是將各自的、獨立的、分散的基因組信息整合到一起,并且可以最大限度地消除冗余數據,保證數據的可靠性和準確性[5]。

本文重點討論將XML作為中間媒介,建立新的生物信息公共數據模型,使異構生物信息數據的提取與集成更方便。

1 XML的特點

擴展標記語言(eXtensible Markup Language,XML)是一門新興的面向Internet應用的標記語言,它將數據信息本身的存儲和關聯與表現形式相分離,且具有強大的可擴展性[6]。生物信息學的發展同樣引入了XML技術。XML的特點如下:

(1) XML數據的自描述性。它指XML中的語義標識,一方面限定了元素的層次結構,另一方面也說明了元素的含義[7,8]。

(2) 內容的獨立性。它將成為跨平臺數據交換和操作的標準模式。實現異構數據集成中數據的互操作性。

(3) 能描述不同復雜程度的數據。XML提供了數據的結構化表示,并且易于操作。

(4) 可擴展性。XML可以在不破壞現有結構和系統的情況下增加新的數據字段。應用服務器利用XML對所有數據建模,若要改變數據模型只需改變數據模型定義。

(5) 結構性。數據存儲格式不受顯示格式制約。一般包括三要素:數據、結構以及顯示方式。

因此,運用XML可以有效地解決新舊系統、不同應用系統之間或數據源之間的數據共享與交互問題。XML和數據庫之間是互補的關系,在不同的場合有不同的優勢[9,10]。可以很方便地交換復雜數據在不同平臺上的瀏覽。

2 基于XML的生物信息數據模型

實際上,在此提出的半結構化數據模型是一種基于帶標簽、帶根的有向有序樹(An Labeled Rooted Directed Ordinal Tree)數據模型BXEEM(Based XML Extensible Exchange Model)。下面給出相關定義:

定義1 有向圖G是一個有序四元組,G=(V,E,vr,Ψ)。其中:V是一個非空的有向圖中根結點的所有結點集合;E V×V是此有向圖中邊的集合;(V,E)代表一個有向多重圖(Directed Multi-graph);vr∈V表示根結點,并且滿足該結點的入度為0;d(vr,vi)>0,vi∈(V-{ vr }),i=0,1,2,…,n,即vr到V中任意一個結點vi都有一條通路;Ψ為關聯函數,是邊集合E到(V×V)的一個映射,是帶信息標簽約束的映射。稱G為帶標簽、帶根的有向連通圖,表示為G(V,E,vr,Ψ)。

定義2 在帶標簽、帶根的有向連通圖G(V,E,vr,Ψ)中,根結點(vr∈V)~V中任意一結點vi都恰有一條單向通路,稱此有向圖為有向樹,記為T(V,E,vr,Ψ),vr為T的根結點。其中,如果結點的度d(vi)>1,vi∈(V-{ vr }),i=0,1,2,…,n,則稱vi為內點或分支點;如果結點的度d(vj)=1,vj∈(V-{ vr }),j=0,1,2,…,n,則稱其為葉結點。Ψ為關聯函數,是邊集合E到(V×V)的一個映射,是帶信息標簽約束的映射。

定義3 在帶標簽、帶根的有向樹T(V,E,vr,Ψ)中,存在vi∈(V-{ vr }),i=0,1,2,…,n。從vi出發的帶標簽連通的最大有向樹,記為T′(Vi,Ei,vr,Ψi)。其中,Vi表示T(Vi,Ei,vr,Ψi)樹的結點集;Ei表示T(Vi,Ei,vr,Ψi)樹的邊集;Ψi為關聯函數,是邊集合Ei到(Vi×Vi)的一個映射,是帶信息標簽約束的映射,稱T′為T的子樹。當T′的出度數為0時,T′是個結點;當T′的出度數不為0時,T′是個復雜樹。

定義4 在帶標簽、帶根的有向樹T(V,E,vr,Ψ)中,T={t1,t2,…,tn},ti{i=0,1,2,…,n}是T的子樹。當t1,t2,…,tn是按照一定順序規則排列時,則稱T為有序樹。

定義5 在帶標簽、帶根的有向樹T(V,E,vr,Ψ)中,v0,v1,…,vn∈V,e1,e2,…,en∈E。其中,ei是連接vi-1,vi的邊,交替序列v0 e1v1 e2…vn-1 en vn就稱為聯結v0~vn的路徑。v0與vn分別稱為路徑的起點和終點。

這里的BXEEM(Based XML Extensible Exchange Model)數據模型就是基于帶標簽、帶根的有向有序樹(An Labeled Rooted Directed Ordinal Tree)的數據模型。樹的每一個節點都有一個惟一的標識符(ID)。這個標識符可以顯示用XML文檔中某一元素的ID屬性來標識,也可以為其分配一個惟一的ID來標識。然而點和邊的交替序列可以惟一表示節點之間的路徑。用標簽表示信息的類別、標簽標記標簽之間的信息應如何被處理。

XML文檔的數據模型的示意圖如圖1所示。

圖1 XML文檔的數據模型的示意圖

3 BXEEM數據模型在XML中的應用

XML雖然與HTML屬于半結構化數據,但之所以比HTML更具有數據描述和數據識別能力在于它自身可以定義嚴格的層次結構,如通過XML的DTD或Schema定義。因此在面向XML表達的數據建模過程中,必須具有描述表達XML元數據結構的能力。

模型對XML定義語法描述為:

〈! ELEMENT基元(基元頭體,基元主體,關聯基元)〉

〈! ATTLIST基元標識符ID#REQUIRED名字CDATA#REQUIRED引用IDREFS#IMPLIED

〈! --內部鏈接關系--〉〉

〈! ELEMENT基元頭體(基元指針,(#PCDATA|empty|基元)*)*〉〈! --外部超鏈關系--〉

〈! ELEMENT基元主體(#PCDATA|empty基元描述內容)*〉

〈! ELEMENT基元描述內容(#PCDATA|empty)*〉

〈! ELEMENT關聯基元(#PCDATA|empty|基元主體)*〉〈! --層次分形關系--〉

不同的BXEEM對象,其結構是相似的,其自我嵌套、自我描述的特性使得BXM對象在縱向呈現嚴格的層次樹結構,而對處于同一層次或非同類路徑的BXEEM對象之間關系,橫向是由鏈接關系實現的,由BXEEM模型可知,鏈接關系存在不同類型的鏈接。由此可歸納出這種描述元數據的結構共性,稱之為層次分形-多級超鏈的基元。

各對象之間關系動態改變時,通過基元頭體可動態關聯和建立新的鏈接關系,根據不同的需求實現基元的重組織,從而透明映射到BXEEM對象,重新組合形成新的有向圖。基元指針的指向為一個新的出口,該出口可對應于另一個XML文檔。它可采用物理路徑或采用惟一的ID表示。

此模型建立的基元具有以下特性:

(1) 層次樹自我遞歸生長的特性。一個基元通過其關聯基元能夠衍生出新的子基元,多次遞歸生長成樹型結構的組織,由此形成BXEEM模型的對象層次結構關系。此特性實現了對整個BXEEM對象的描述。

(2) 自我重組織特性。一個基元通過基元頭體實現與外部的動態導航功能,利用其屬性建立內部鏈接關系,從而根據不同的需求實現基元的動態重組織。此特性實現了BXEEM對象間鏈接關系的動態改變。

通過基元的操作,可保證BXEEM對象代數操作的一致性。對XML文檔而言,則確保了該文檔的一致有效性和合法性。

3.1 根據BXEEM模型對象的定義,在描述表達BXM數據模型時,又做了一些規定

規定1 BXEEM模型用有向樹的節點和有向實邊的標識(Label)表示被描述對象(數據)。結點用圓表示。結點必須含有標識符oid以及標記名(Labelname),有向實邊表示對象與其子對象間的嵌套關系,有向實邊的標識表示對象的Labelname。

規定2 BXEEM模型用有向虛邊表示對象屬性以及對象間的鏈接引用關系。

規定3 BXEEM模型的復雜對象結點可以具有多個引出向的實邊,但只能有惟一引入向的實邊表明,該對象僅能有一個父對象來反映XML文檔嚴格的層次嵌套關系。

規定4 BXEEM模型中規定結點在同一層按照從左到右的順序依次排列,以此來表明BXEM數據模型與XML文檔的匹配。

根據BXEEM模型的定義,層次分形-多級超鏈的基元描述了XML文檔的DTD以及XMLSchema,保證了在該基礎上BXEEM模型表達XML文檔的一致有效性和合法性。與XML文檔匹配有如下關系:XML元素采用XOEM對象表達,XML的子元素嵌套關系反映了BXEEM的子對象關系。XML元素之間的順序不是任意的,因此BXM模型中規定各結點按照從左到右的順序作為XML元素表達的順序。

XML的鏈接引用存在兩種方法:一種是內部指針引用,即通過ID與IDREF(S)實現的,在BXM模型中對象的oid與ID相匹配,對象的引用屬性名均可作為IDREF(S)的類型。因此有向虛邊與實圓構成內部鏈接引用。另一種是外部鏈接,即通過Xlink/Xpointer。外部鏈接分為兩級即link=1時表示線性超鏈(簡單鏈接),link=2時表示擴展超鏈。

3.2 實例

以下是一個XML數據文檔實例。以信息為例,其BXEEM有向樹如圖2所示。現以XML描述如下:

1rgf

< list > XVSGTVCLSALPPEATDTLNLIASDGPFPYSQDGVVFQNRESVLPTQSYGYYHEYT

VITPGARTRGTRRIITGEATQEDYYTGDHYATFSLIDQTC

……

cccceeeccccccccchhhhhcccceeccccccccccccceeeeeeecccccccceeeeeccccccceeeccccceeeeeece

…

< reference >

… …

… …

…

… …

… …

…

圖2 蛋白質信息文檔的數據模型的示意圖

4 結 語

異構數據集成是一項復雜的技術,由于異構數據源和異構數據之間的眾多差異,使得異構數據集成成了一個難以解決的問題。這里建立的基于XML的生物信息模型,為各異構生物信息數據的集成奠定了基礎,提供了一條有效的解決途徑。

參考文獻

[1]王偉平,陳松喬,陳建二.基于XML的Web異構數據庫操作模型的研究[J].計算機工程與應用,2002,38(7):50-52.

[2]高明,陳晰,李煒,等.基于XML實現異構數據源的聯合使用[J].計算機科學,2002,29(3):83-84.

[3]孫宏偉,張樹生,周競濤,等.基于模型驅動的XML與數據庫雙向映射技術[J].計算機工程與應用,2002,38(4):25-27.

[4]王照岳,孫建伶,董金祥.XML數據庫管理系統研究[J].計算機科學,2002,29(1):115-118.

[5]吳渝,王成良.基于EAI的企業數據集成技術的研究[J].微計算機信息,2006,22(15):32-34.

[6]袁曉潔,于士濤,李志梁.基于Mediation的異構數據集成系統HDIS設計與實現[J].計算機工程與應用,2006(1):162-165.

[7]何紅波,譚曉超,李斌,等.生物信息學對計算機科學發展的機遇與挑戰[J].生物信息學,2005(1):37-41.

[8]曹順良,張忠平,李榮,等.BioDW一個生物信息學數據集成系統[J].微計算機應用,2005,26(1):59-62.

篇7

 以多媒體計算機和網絡為代表的信息技術在中學教學中越來越得到廣泛的應用。多媒體計算機具有良好的交互性，能夠處理多樣化的信息（包括文字、聲音、圖片、動畫等）；網絡能夠給學習者提供豐富的資源，同時，網絡具有時空不限性，Internet能夠讓學習者隨時上網學習。利用傳統教學手段是難以實現這一切的。信息技術正在給教學帶來一場革命性的變革。 生物學教學非常注重直觀，多媒體技術集動畫、圖像、音樂等媒體于一體，能夠更加有效地實現教學的直觀性。而網絡學習又能夠培養學生的協作精神、探究能力，無疑對于培養學生的生物學能力是非常有利的。如果我們在生物學教學中合理使用信息技術，將大大提高學生的素質。為此，我們從1998年開始開展了“基于信息技術的生物學教學模式”的研究，下面將我們的經驗和思考整理成文，與大家共同討論，以起到拋磚引玉的作用。 一、 信息技術在生物學教學中應用的三種模式 （一）多媒體演播模式 這種教學模式還是一種以教師講，學生聽為主的學習方式，在課堂中，教師借助多媒體計算機系統向學生傳授知識，大量采用講授法和談話法進行教學，因此這種教學模式基本上是傳統教學的延伸（圖1）。

圖1多媒體教學模式 這種多媒體系統比較經濟，只需要一臺電腦和一臺液晶投影就可以裝備一間教室，比較適合我國的國情。因此，多媒體教學模式是目前中小學應用最廣泛的一種模式。  運用這種多媒體系統進行生物學教學，不僅可以加強講授內容的科學性、系統性、直觀性和趣味性，而且可以輕松有效地突破各種生物學教學難點。在生物學教學中的作用主要表現在：

1、 刺激學生的多種感官，從而提高教學效率 多媒體組合，能通過多種渠道、多種方式，刺激學生的多種感官，使學生能利用多種感官分析器進行學習。如用形象生動的圖像信號吸引學生的視覺，用音響適中、悅耳精煉的語言信號吸引學生的聽覺，特別是電教媒體的特技效果突破了信息傳遞中的時間和空間的限制，使學生能直觀地看到宏觀世界、微觀世界、遠方或過去的事物，使信息通道得到了無限的延伸和擴展。  根據心理學關于學習比率、注意比率、記憶比率的研究表明：人們學習，通過視覺獲得的知識，占83％，聽覺占11％；人們在學習時，使用視覺媒體，其注意集中力的比率為81．7％，使用聽覺媒體為54．6％，前者比后者高得多；同樣學習一份材料，讓學生光聽，三小時后能記住60％，采取光看，三小時后能記住70％，視聽并用，三小時后能記住90％。三天后，三種學習方法的記憶率分別為15％、40％、75％，視聽并用的記憶率遠遠大于兩者之和。因此，在教學中，利用多媒體組合，能真正實現視聽的完美結合,有效地提高學生的注意力、記憶力，從而提高教學效率。

2、 改進信息的轉換方式，從而提高教學質量 生物學知識，有的抽象性強，有的綜合復雜，有的時空跨度大，難就難在這些知識信息不能直接被學生感知。而利用多媒體計算機，可以把這些信息通過轉換變成光、電、磁等信號，并以一種直觀的形式，使事物真實地再現于課堂，讓學生耳聞目睹、身臨其境。主要表現在下面三個方面： （1）化微觀為宏觀：由于條件的限制，學生不能夠觀察到一些生物學現象。如：噬菌體侵染細菌的實驗，是要通過電子顯微鏡才能夠觀察到的，一般中學根本就沒有這種條件，但我們使用多媒體系統來進行模擬（hfedu.com/dna/shijunti2.htm），可以很清楚地說明侵染細菌的過程，使學生容易理解和接受，提高教學效率。 （2）化快速為慢遞：一些生物學現象是非常快速的，學生不容易觀察。這時，采用計算機動畫技術，就能根據需要進行控制，可使圖像化快速為慢速，甚至可以暫停下來。如青蛙捕捉害蟲，整個過程只有1/20秒，肉眼是看不清楚的，但用計算機模擬（圖2），可以慢慢地播放出來，讓學生觀察清楚。 運用多媒體計算機同樣能夠化慢為快，把持續幾小時甚至幾天的生物學過程在幾分鐘內播放出來，如花的開放過程、孟德爾遺傳規律的解釋（hfedu.com/dna/mengdeer2.htm）等。

圖2 青蛙捕捉害蟲

（3）化抽象為形象：自然學科中的很多規律是抽象的，但往往是學習重點和難點所在。學生在觀察時，無法看到這些規律的變化和事物的演變，不利于教學。如：《光合作用》，主要讓學生理解光合作用，即在太陽光的照射下，植物體內的葉綠體把根吸收的水分和從氣孔吸進的二氧化碳，合成植物需要的養料，同時放出氧氣的過程。這一過程，對于學生而言，是很難想象和理解的。而使用多媒體課件，可以幫助我們營造一個形象的光合作用過程，設計成一個動畫，將這一個過程可視化、擬人化。把葉綠體描述成一個“工廠”，水和二氧化碳是這個“工廠的原料”，當這些“原料”歡快地進入“工廠”加工后，出來的是“工廠的產品”：氧氣和養料。學生通過這個貼近他們生活的動畫，很快就能理解光合作用，認識光合作用對于植物的重要性。這種學習方式，易被學生接受。

（二）交互模式 交互性是指CAI通過學習者（學生）與計算機之間的直接對話，從而形成一種積極主動的學習環境。交互學習模式可以用圖3來表示： 圖3 交互學習模式 圖4 操作與練習的基本結構

交互模式在生物學教學中主要有以下4種應用： 1 操練與練習  計算機逐個或一批批地向學生提出問題，當學生送入回答后，計算機判斷其正確情況，并根據學生回答的情況給予相應反饋，以促進學生掌握某種知識與技能技巧(圖4)。計算機可以提供的練習方式有填空、選擇、填圖、配伍等。如圖5就提供了一個交互式的圖形組合題：學生就可以使用鼠標把分散的魚的器官拼成一條完整的鯽魚。如果錯誤，所拖動的器官就會返回原來的位置，如果正確，就會給予鼓勵。  

圖5 交互式練習題

2 指導  包括呈現各種形式的教學材料（概念敘述、公式、規則、例子、說明等）和提問、回答與判斷反饋等各個方面。如視覺的形成（網址：league2000.y365.com/視覺的形成.zip）就是這樣一個指導型課件，學生可以通過操縱鼠標選擇學習的內容，也可以選擇使用不同的透鏡來矯正視力，并根據計算機反饋回來的信息再決定學習進程。

3 咨詢  在學習過程中，學生根據需要選擇一定的材料，并發出一定的指示，計算機根據學生給出的各種指令，顯示相應的學習內容（圖6）。如：獸類識別與檢索（animal.ioz.ac.cn/identification/asj.html）就采用了這種方式，根據欲識別動物與條文相應的特征，找到符合于該正反條文中的那一段，再依相符合條文后面所標示的條文號繼續往下，點擊軟件提供相應鏈接，直到最終找到該動物的相應名稱。

圖6 咨詢型課件的常見結構

4 模擬  利用計算機模擬某些規律，產生各種與現實世界相類似的現象，供學生觀察，幫助學生認識（發現）和理解這些規律與現象的本質。這種模式有助于培養學生的能力，成為發展較快的一種課件類型。如：虛擬青蛙解剖（george.lbl.gov/ITG.hm.pg.docs/dissect/dissect.html/），學生可以用鼠標代替解剖刀對青蛙進行解剖，還可以調整角度進行觀察。通過計算機可以反復進行實驗，有助于達到教學的目的。

（三）多媒體網絡模式 多媒體網絡是指由教師機、學生機、服務器和控制網而成的個人計算機系統，可以實現教師和學生、學生和學生之間的點對點、點對面的通訊。在教學過程中，教師除了可以向每臺學生機傳送教學信息之外，還可以通過教師機觀察每一臺學生機屏幕信息，以達到對教學的反饋和監控；學生可利用教師設計的教學軟件自主學習，學習中的問題可通過網絡向教師或同學提問，并進行網絡對話。網絡學習模式可以用圖7來表示。

圖7 多媒體網絡學習模式（仿李克東）

對于多媒體網絡環境下的生物學教學，我們主要采取三種方法： 1支架式教學：支架原本指建筑行業中使用的腳手架，在這里用來形象地描述一種教學方式：兒童被看作是一座建筑，兒童的“學”是在不斷地、積極地建構著自身的過程；而教師的“教”則是一個必要的腳手架，支持兒童不斷地建構自己，不斷建造新的能力。支架式教學是以前蘇聯著名心理學家維果斯基的“最近發展區”理論為依據的。維果斯基認為，在測定兒童智力發展時，應至少確定兒童的兩種發展水平：一是兒童現有的發展水平，一種是潛在的發展水平，這兩種水平之間的區域稱為“最近發展區”。教學應從兒童潛在的發展水平開始，不斷創造新的“最近發展區”。支架教學中的“支架”應根據學生的“最近發展區”來建立，通過支架作用不停地將學生的智力從一個水平引導到另一個更高的水平。  支架式教學的流程可以用圖8來表示：

圖8 支架式教學流程 例如：《黑色的眼睛》（league2000.y365.com /eye）這一課就采取了支架式教學。 （1）搭腳手架——圍繞《眼睛》這個主題，按“最鄰近發展區”的要求建立概念框架提出5個問題，并用大屏幕投影顯示出來：①眼睛的結構是怎樣的？②視覺是怎樣形成的？③眼睛怎樣看清楚遠近不同的物體？④近視和遠視是怎樣形成的？如何進行矯正？⑤檢查你的眼睛。我們如何對眼睛進行衛生保健？ （2）進入情境－－用詩篇導入： “黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它尋找光明”。 讓學生思考為什么眼睛能夠見到光明。 （3）獨立探索－－讓學生根據網站給出的鏈接進行探索，并思考教師提出的問題。探索過程中教師要適時提示，幫助學生沿概念框架逐步攀升。 （4）協作學習－－進行小組協商、討論。在共享集體思維成果的基礎上達到對當前所學概念比較全面、正確的理解，即最終完成對所學知識的意義建構。  （5）效果評價－－通過對學生回答問題的結果對學生的學習效果進行評價。

2  拋錨式教學：這種教學要求建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎上。確定這類真實事件或問題被形象地比喻為“拋錨”，因為一旦這類事件或問題被確定了，整個教學內容和教學進程也就被確定了(就像輪船被錨固定一樣)。由于拋錨式教學要以真實事例或問題為基礎(作為“錨”)，所以有時也被稱為“實例式教學”或“基于問題的教學”或“情境性教學”。 拋錨式教學的流程可以用圖9來表示：

圖9：拋錨式教學流程 例如：《小小營養學家》（hfedu.com/yy）一課就采取了拋錨式教學： （1）創設情境－－提出問題：日本人在古代被稱為“倭”，即矮的意思，但根據北京大學季成葉教授的調查，日本青少年的平均身高已經超過中國。為什么在二戰后日本人的身高會迅速超過中國人呢？以一個兩難問題引導學生進入探究情境。 （2）確定問題－－在學生總結出是“營養”的原因后，提出問題：怎樣的營養才是合理的？營養配餐有怎樣的原則呢？ （3）自主學習－－學生利用教師提供的配餐工具軟件自主探究（圖10），自己總結營養學的原則。教師給予一定的幫助和指導。

圖10 配餐工具軟件

（4）協作學習－－討論和交流自己的配餐心得，通過不同觀點的交鋒，補充、修正、總結出合理的營養學觀點。 （5）效果評價－－對學生的配餐結果進行評價，根據電腦顯示的結果可以顯示學生完成成果的合理性。

3  隨機進入教學：學習者可以隨意通過不同途徑、不同方式進入同樣教學內容的學習，從而獲得對同一事物或同一問題的多方面的認識與理解，這就是所謂“隨機進入教學”。顯然，學習者通過多次“進入”同一教學內容將能達到對該知識內容比較全面而深入的掌握。這種多次進入，絕不是像傳統教學中那樣，只是為鞏固一般的知識、技能而實施的簡單重復。這里的每次進入都有不同的學習目的，都有不同的問題側重點。因此多次進入的結果，絕不僅僅是對同一知識內容的簡單重復和鞏固，而是使學習者獲得對事物全貌的理解與認識上的飛躍。  隨機進入教學的流程可以用圖11來表示：

圖11 隨機進入教學流程 例如：《保護綠色家園》（hfedu.com/green）一課就采取了隨機進入教學： （1）呈現基本情境－－向學生展現黃河上游和中下游的圖片，提出問題：為什么黃河上游清澈明凈，而下游卻污澇混濁呢？ （2）隨機進入學習－－學生可以通過網站導航中的鏈接，進入各個專題（一共有8個專題）進行學習（圖12）。在此過程中教師應注意發展學生的自主學習能力，使學生逐步學會自己學習。

篇8

關鍵詞：信息技術；初中生物；實驗教學；整合

1生物學科的實驗特點

1．1生物科學的特點：生物學科不僅是一門研究生命現象和生命活動規律的基礎理論科學，而且也是實驗性很強的學科，各種生命現象和生命活動規律基本上是人們通過觀察和實驗而獲得的，實驗與觀察是生物學建立和發展的基礎，生物學實驗是生物教學的靈魂和支柱，是驗證、探索、發現新東西最重要最可靠的手段，是培養學生探索能力、創造性思維的重要渠道。1．2生物實驗有特殊的教學功能：生物實驗作為生物教學的基本手段，有著特殊的教學功能；（1）通過實驗可以使生物教學理論聯系實際，引起學生的學習興趣和發掘問題激發求知的欲望，（2）通過加強實驗，不但使學生具備一定的感性認識，而且還能使學生進一步理解生物概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的；（3）通過實驗可以培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力及發現問題、分析問題和解決問題的能力；（4）通過實驗可以培養學生從事科學研究應當具備的嚴格的科學態度，科學的思維方法，嚴謹的科學作風，使學生一步步地學會生物學研究中基本的科學方法。鑒于實驗教學的地位和作用，研究信息技術在實驗教學中的運用顯得尤為重要。

2利用信息技術，優化實驗教學過程

2．1利用信息技術創設情境，激發學生的學習興趣。在教學過程中，教師有目的引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主的生動具體的場景，以引起學生一定的情感體驗，從而幫助學生理解教材，并激發學生的學習興趣，調動學生的學習熱情和學習欲望，使學生產生自主學習的積極性和主動性。2．2利用信息技術放大和呈示功能，給學生提供情境觀察。生物實驗教學中，涉及很多學生經常用到的儀器。例如，在《練習使用顯微鏡》一節的實驗教學中，學生需要全面了解顯微鏡的結構和功能。在教師介紹顯微鏡結構的過程中，由于其立體性，有些部分無法清晰地向學生進行展示，每個結構也很難一一向學生介紹清楚。因此，可以利用信息技術制作課結構有了清晰而深刻的了解，更容易掌握顯微鏡的用法。2．3利用信息技術的模擬功能。模擬實驗過程演示實驗是直觀教學的一種高級形式，演示實驗既可以演示實驗的全過程，也可以演示實驗的一部分；既可通過演示實驗傳授生物學新知識，也可以驗證鞏固生物學知識，或是指導學生進行正確的實驗操作等實踐活動。教師課堂演示實驗由于時間和條件的限制往往存在一定的難度，實驗失敗或者無法使全班同學清楚地觀察實驗現象，影響教學效果。因此在有限的資源下充分利用多媒體演示實驗可有效地解決這些困難。2．4利用信息技術的存儲功能，記錄實驗過程。有些實驗持續時間較長，在課堂教學環境或實驗室中無法完成，教師可以布置學生利用課余時間完成，采用數碼攝像機等儀器記錄整個實驗過程。例錄實驗過程，還可以讓學生把自己的實驗過程與結果制作成PPT，課上和其他同學交流討論。這樣，學生自己主動完成了對種子萌發需要的條件相關內容的學習，效果較好。可見，利用信息技術不僅有助于學生完成實驗，更有利于學生學習方式的轉變。

3加強信息技術與初中生物教學的有效整合

將信息技術與初中生物教學進行有效地整合，很大程度上提高了初中生物教學的高效進行，但仍然有特別值得注意的地方。首先，相互整合并不代表完全利用信息技術進行生物教學，而是在生物教學中合理地進行利用信息技術。其目的是輔助生物教學的開展，而不是完全依賴信息技術手段進行教學活動。對于可以直觀感受到的生物現象，例如在進行植物的光合作用課程內容教學時，就可以在課堂實驗以及課外實踐當中，讓學生自主地對植物光合作用現象進行觀察，近距離體驗，根據實驗當中的實際需要，對于其中發生的微觀現象，可以應用多媒體作為輔助教學進行補充。其次，在生物教學當中合理應用信息技術，結合當前新課改的教學理念，引導學生對生物的自主學習能力。同時，教師也需要加強專業素質，能夠有效地應用信息技術進行教學。信息技術與初中生物教學的整合，不能一味的追求生物教學的進度，向學生傳輸更多的生物知識，往往會欲速則不達，使信息技術教學成為了一種傳統教學工具，反而失去了信息技術教學應有的效果。教師合理利用信息技術，有效地進行教學引導，使學生加強自主學習，實現了信息技術與生物教學方法的有效整合。第三，信息技術并不是萬能的，因此要加強信息技術與初中生物教學的整合，需要與初中生物教學的具體內容緊密聯系在一起，圍繞著教學內容，合理應用信息技術，對生物教學的每個環節進行串聯，以達到最佳的教學效果。例如在講述細胞分裂和血液流動等比較抽象性的內容時，就可以采用多媒體手段進行形象表達。而在介紹人體骨骼結構、器官構造的內容時，實體模型就能夠形象地展現出來。

作者:房奎 單位:山東省濟寧市汶上縣寅寺鎮中學

參考文獻

［1］陳先華淺談信息技術與初中生物教學的有效整合［J］．現代閱讀（教育版），2013，03：159．

［2］鄭毅勝．“任務驅動”與生物學科網絡課堂教學［J］．生物學教學，2005，（5）．

［3］孟咸榮．教育信息理論與生物學教學媒體的優化［J］．生物學教學，2006，（1）．

篇9

一、注重信息技術運用于生物課堂教學，訓練學生的實際操作能力

初中生物不同于其他學科，它一周授課少，中考總分值僅有三十分，為了更好地學好生物，教師只有在課堂教學中每堂課都布置豐富的教學任務。以任務驅動學生鍛煉學生的實際操作能力。比如在探究鼠婦的生活受什么因素影響的時候，教師要在課前錄制鼠婦從光線強的地方爬向陰暗的地方的實驗視頻，然后讓學生總結出鼠婦生活在陰暗潮濕的環境中。這時，教師要根據教材的特點，精心設置教學過程，摸索出一套適合生物教學的經驗和方法。我認為生物教學要結合信息技術，讓相對枯燥的內容通過豐富的教學活動而變得生動，向課堂45分鐘要質量。讓死氣沉沉的課堂變得活躍而有趣，讓每一個學生都想學，愿學，愛學。在學習基本知識的同時又感受到科學的魅力和信息化技術的無窮樂趣，從而在提高教學質量的同時培養學生的基本技能，

二、發揮教師主導作用，引導學生運用信息技術學好生物學科

1.運用信息技術精心備課在電腦普及的今天教師可以通過電腦從網絡中獲得文字，圖像，聲音，動畫，視頻等多方位信息的課件制作，使教學內容更加豐富，教學方法更加多樣靈活。

2.有效運用電教媒體，激發學生學習興趣網絡不僅給教師提供了平臺，也為廣大學生提供了豐富的信息資源和創造精彩的娛樂時空。它可以鍛煉學生思維邏輯能力，又刺激多種感官吸引注意力，激發求知欲，而且能調動起學生的主動性。使每個學生呈現出最佳的學習狀態。比如魚這一節，教師在引入新課之后，進而提問，魚的種類有多少？從而讓學生了解海水魚和淡水魚，然后播放常見的海水魚和淡水魚的幻燈片。再以鯽魚為例，播放鯽魚的幻燈片。請學生觀察思考幾個問題？（1）魚的體表特征，體型特征。（2）歸納魚適于水中生活的特點，懂得魚在水中生活時所產生的前進的動力，前進的方向以及保證魚體的平衡跟魚有什么關系？通過這樣，不僅提高了學生的注意力，激發了他們的學習興趣而且順利地實現了重點和難點的突破。

3.運用電教媒體，增強學生的感知效果電教媒體可以通過其特有性能呈現事物的形象和變化過程等，強化刺激，從而引起學生的注意，增強感知效果。比如魚的呼吸過程，教師可以運用多媒體中形象的感知，逼真的動畫，讓學生留下深刻印象。

三、合理運用電教媒體，增強學生的學習效果

篇10

1 名詞解釋 

職工創新：由公司員工結合本職工作提出并實施，以面向生產現場、強調技術應用、解決實際問題、適合推廣應用為導向，以員工自主創新為原則，以提高公司經營效益、安全水平、工作效率、員工勞動技能或操作水平為目標，通過發明創造、技術革新或技術改進、技術創新與開發、發現并杜絕安全隱患、職工技術創新成果推廣應用等途徑確定的技術創新。 

工作室：是職工技術創新活動的一種組織形式。工作室的建立旨在組建由勞動模范（技術能手）領銜、職工積極參與的工作團隊，凝聚廣大員工的智慧和力量，解決生產現場問題，培養一批創新人才，產生一批創新成果[1]。 

2 具體做法 

2.1 完善工作室的制度建設，提升制度的執行力 

我們首先考慮職工創新工作室應該如何做好制度建設，做到所制定的制度能夠很好地運用于工作室的管理工作，積極有效地推動工作室日常管理以及項目工作。也就是如何規范和提升工作室管理制度的執行力？ 

制度需要科學合理。制度不在于多，在于科學、規范，在于能夠被更好地遵守執行。我們制定的制度需要有明確的標準，必須具備實用性，必須符合國家的法律法規。最終，我們形成了以明確工作室各成員的職責與任務為主，突出工作室的日常管理，包括終端管理、信息系統安全管理、日常工作活動檔案管理、費用管理、項目成果管理等較為全面的管理制度，并通過一段時間的制度執行和反饋，工作室的作為一個鼓勵創新、 落實創新的工作新平臺逐漸得到大家的認可。 

2.2 打造團隊精神，建立明確的目標 

一個高效的團隊需要有一個奮斗目標，工作室各成員在團隊建立初期就達成共識，在工作中必須堅持求真實干、力創效益。團隊成員共有32人，其中高級工程師9位、技術專家一位，各成員專業側重點各有不同，相互學習，形成優勢互補，從而提高工作室的工作效率。 

2.3 重視人才培養，積極努力做好技能培訓工作 

在職工創新活動開展初期，大部分員工認識不深，部門專人參加省公司組織的培訓班，然后進行內部培訓，讓內部員工由不知—初知—深知，由班組員工結合本職工作提出并實施，以面向生產現場、強調技術應用、解決實際問題為導向，以員工自愿參與為原則，以提高公司經營效益、安全水平、工作效率、員工勞動技能或操作水平為目標，通過發明創造、技術革新或技術改進、技術創新與開發、發現并杜絕安全隱患等途徑確定的技術創新項目，并通過積極開展“師帶徒”活動， 讓有經驗的員工把積累下來的經驗傳授給新員工，工作實踐中讓新員工盡快地熟悉業務，盡可能地少走彎路，更好地發揮自己的潛能。 

2.4 解讀職工創新管理細則 

職工創新活動開展初期，大部分員工認識不深，部門專人參加省公司組織的培訓班，然后進行內部培訓，讓內部員工由不知-初知-深知。 

2.5 制定職工創新項目全過程指導書 

項目從申報-下達-實施-驗收等過程，基層員工了解不深，通常對項目如何申報，要注意些什么，經費怎么填等非常苦惱，目前網省公司的相關制度非常多，如何規范高效的申報項目，是一項非常重要的工作；項目實施過程如何提供比較好的服務，咨詢工作等，讓員工不為招標、合同等工作煩惱。為此，部門制定了《工作室職工創新項目全過程管理指導書》，對職工創新項目從項目申報、項目課題、費用、形式審核、項目提交、項目啟動、項目具體計劃、項目實施、項目驗收及總結，創新成果獎勵評分細則等各個具體環節進行詳細指導，讓項目申報流程更加清晰，有效提高各成員申報項目的效率，讓所有員工對項目從申報到驗收都不用很費心，盡量多的時間用去研發。 

2.6 建立常態化的工作機制 

制定年初工作計劃及每月的會議制度，每月中旬舉行職工創新工作例會，會議主要是各項目負責人匯報當前項目工作進度、各成員聽取匯報情況并進行意見交流等。我們不僅在合作交流中理清了思路，攻克了項目的技術難題，并且在工技術經驗分享中活躍了思維，產生了很多新的思路和想法，有力地推動了職創新工作。同時開展“師帶徒”活動，許多有經驗的員工十分樂意把積累下來的經驗傳授給新員工，讓新員工盡快地熟悉業務，盡可能地少走彎路，更好地發揮自己的潛能。 

2.7 項目儲備 

積極開展項目儲備工作，在日常的工作中積累經驗，產生思路，提前醞釀項目，項目比較成熟的時候再進行申報。 

2.8 成果提煉包裝 

注重成果提煉，讓項目能夠盡量散發光彩，領導多方指導，提高PPT質量及員工演講水平，讓員工在項目完成后能夠盡量得到更多的榮譽[2]。 

3 工作成效 

工作室成立以來，在工作室各成員的共同努力下完成了不少重要的工作。2014年，完成重點項目《網絡機房巡視管理的研究》，完善局域網機房巡視表單，機柜標識規范、對日后的做好局域網機房管理和排除故障等工作提供了重要的資料參考，并通過巡視管理作業指導書對巡視流程進行規范，有效減少巡視工作的耗時，提高了工作效率。工作室成員還通過《汕頭供電局移動無線行業卡管理》，清理SIM卡數據，規范管理流程。落實管理責任，建立長效的管理機制，消除由于局內部管理漏洞導致的信息安全隱患等問題。

   2015年，工作室各成員齊心協力，攻克了項目的技術難題，并且在經驗分享中活躍了思維，產生了很多新的思路和想法，有力地推動了職工技術創新工作。2015年成功申報6個項目，其中《降低IDC機房的PUE值》，通過各項主要采集數據，包括IDC機房所有配電柜、UPS主機、列頭柜的主路和支路電流計量準確。通過空調系統調整前調整后耗能對比；對照明系統、虛擬化系統等實施降能耗的手段，檢測能耗情況等手段，對各種資源，包括IT設備使用率、用電量、狀態等物理參數進行分析，淘汰、更換、合并及優化設備，從而達到減低機房耗電量，實現降低IDC機房的PUE值，為企業減少了不少開支。《Excel文檔合并工具開發》這一項目，工作室成員通過自主開發軟件，實現了Excel多文件合并功能，并通過需求調研設計出適用于其他業務部門業務的功能，提高了項目成果的推廣價值。《配網生產臺賬數據檢測及輔助修正工具的開發》，配合6+1配網設備臺賬數據清理需要，完成了網生產臺賬數據檢測及輔助修正工具的開發。《計算機終端關機節能策略改進辦法》，通過對汕頭供電局各部門計算機開機率、開機時間、自動關機率、主動關機率、節約能源、各品牌型號計算機耗電量進行分析，優化了計算機終端策略，為企業節省費用及節能減排做出貢獻。 

2016年《設備標簽框應用3D打印技術改良研究 》根據實際運維工作中碰到的問題，如機房巡檢過程中對于標簽標示應用所遇到的問題，結合新技術3D智能打印，探索解決原有機房標簽框易損、易折、易脫落及不適用的情況。通過3D建模，逐步采集機房設備機柜及設備外觀的特征特點，結合可操作性及實用性的特點，設計可應用于機房網絡機柜及服務器外設的滑動標簽框及卡扣式標簽框。通過不斷探索和實例應用，逐步改良打印模型，最終成品將機柜散熱、風向流動及單邊滑動固定等因素考慮在內，實用度及可用性較高。《生產子系統實用化整改輔助工具》生產系統上的工作票、操作票等是否及時歸檔會影響歸檔及時率分數考核，由于每張工作票、操作票的起止時間不一、種類較多，可能導致相關人員忘記未能及時將其歸檔。為解決該問題，項目結合相關技術，從數據抓取、數據處理、數據三方面創造性地開展整改工作，采用JAVA編程抓取數據、C#編程處理數據并通過網站以圖表形式結果，成功開發并應用生產系統實用化整改輔助工具。 

2014年至2016年，已完成職工創新項目10個。項目中1個在省公司的職工創新成果評比中獲成果獎，4個項目獲得職工創新獎二等獎，5個項目獲得職工創新獎三等獎，項目成員15篇、獲得發明專利1項、軟件著作權15項。創新工作室逐步成為一個帶有感召力、富有創造力、具有凝聚力的有效工作新平臺。 

4 結束語 

工作室全體成員秉承“在攻堅克難中追求卓越”的工作理念，堅持團結協作、集思廣益、積極探索、勇于創新的精神，并努力結合其他專業知識，嘗試不同領域的研究與應用，不斷努力創造新成果，不斷開創勞模創新工作室新局面，為企業帶來理想的經濟與社會效益。 

參考文獻