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生物教學(xué)創(chuàng )新體驗顯微數碼互動(dòng)教室論文
摘要 顯微數碼互動(dòng)教室不僅向人們直觀(guān)地展示出微觀(guān)世界，而且使教師教學(xué)與學(xué)生探究的過(guò)程更加高效、便捷，增強互動(dòng)性和實(shí)踐性，從而提高教學(xué)效率，體現“課堂教學(xué)首先是個(gè)過(guò)程”的新課改理念。
關(guān)鍵詞 顯微數碼；互動(dòng)教室；生物教學(xué)
中圖分類(lèi)號：G482 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2011)18-0118-02
Biology Teaching Innovation Experience: Microscopy Digital Interactive Classroom//Hu Yaojun
Abstract Digital microscope interactive classroom does not only show us with the microworld visually, but also makes the teaching process from teachers and researching process from students more efficient and convenient, strengthening the interactivity and practicality, thereby enhances the teaching efficiency and reflects the new curriculum reforming philosophy of “classroom teaching is a process basically”.
Key words digital microscope; interactive classroom; biology teaching
Author’s address Ningbo School Equipment Management and Audio-visual Instruction Centre, Ningbo, Zhejiang, China 315010
生物是一門(mén)基礎性學(xué)科，它的產(chǎn)生、形成及發(fā)展都是以實(shí)驗為基礎，生物實(shí)驗課在教學(xué)中具有突出的作用。在傳統的教學(xué)模式下，大部分生物實(shí)驗課仍采用傳統的演示教學(xué)法，這種教學(xué)方法嚴重影響學(xué)生觀(guān)察能力、創(chuàng )造能力和綜合分析能力的培養和發(fā)展。
1 傳統生物實(shí)驗教學(xué)法存在的弊端
1.1 聽(tīng)課時(shí)間多，操作時(shí)間少，不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養
傳統的實(shí)驗教學(xué)中，實(shí)驗指導教師在課上講得非常細致，花費的時(shí)間較多，但學(xué)生一心想動(dòng)手做實(shí)驗，不能專(zhuān)心聽(tīng)講，導致學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗的時(shí)間減少，不利于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養。
1.2 重復驗證實(shí)驗多，不利于學(xué)生創(chuàng )新能力的提高
生物實(shí)驗教學(xué)一直以來(lái)都以驗證性實(shí)驗為主，往往是教師先演示，學(xué)生按照教師的思路重復操作，造成學(xué)生成為單純的觀(guān)看者，學(xué)一步做一步，他們探究問(wèn)題的興趣和動(dòng)手能力得不到充分發(fā)揮，嚴重影響創(chuàng )新精神的培養。
1.3 實(shí)驗課多以驗證性實(shí)驗為主，不能達到實(shí)驗課與理論課相結合
教材中的很多理論性知識應該通過(guò)典型實(shí)驗總結得出，卻直接以定論的形式出現，其中有些內容的呈現又有較大的思想跨度，學(xué)生難以理解，只能被動(dòng)接受，這就不利于發(fā)展學(xué)生的思維和培養其研究問(wèn)題的能力。
2 數碼互動(dòng)教室的基本組成及功能設計
數碼互動(dòng)教室由數碼顯微鏡系統、數碼互動(dòng)教學(xué)圖像系統、計算機軟件系統、語(yǔ)音問(wèn)答系統組成，是以計算機為基礎的一種新型網(wǎng)絡(luò )化教學(xué)設施，該系統將學(xué)生顯微鏡、教師顯微鏡分別與計算機相連，構成2個(gè)視頻通路和4種語(yǔ)言轉換模式，并將計算機與數碼投影儀相連，實(shí)現師生之間有限互動(dòng)。
1）數碼顯微鏡系統：由一臺帶高像素（300萬(wàn)像素或者更高）攝像系統的教師顯微鏡和若干臺內置高像素（通常是200萬(wàn)像素）的學(xué)生數碼顯微鏡構成。
2）數碼互動(dòng)教學(xué)圖像系統。學(xué)生用顯微鏡與教師的計算機相連，可在教師計算機屏幕同步顯示，也可有選擇性地顯示任何一臺學(xué)生顯微鏡的圖像。同時(shí)該系統可進(jìn)一步將實(shí)時(shí)圖像投影到大屏幕，進(jìn)行共享。此外，該系統還具有視頻的白平衡、除噪與單獨調整、快速圖像捕捉等功能。
3）計算機軟件系統。數碼顯微圖像處理系統所使用的圖像軟件，不僅提供對圖像進(jìn)行各種測量，還可以對選定目標進(jìn)行過(guò)濾處理、分割及自動(dòng)計數，能手動(dòng)、自動(dòng)拍照、錄像，自動(dòng)曝光和自動(dòng)平衡。
4）語(yǔ)音問(wèn)答系統，包括教師端主控計算機和學(xué)生端的操作面板等，具有全通話(huà)模式、學(xué)生示范模式、師生對講模式、分組討論模式，充分保證交流、學(xué)生之間的雙向對話(huà)以及學(xué)生分組討論渠道的暢通。
3 數碼互動(dòng)教學(xué)的優(yōu)勢
顯微數碼互動(dòng)教室的推出，借用信息化手段，突出實(shí)驗教室的互動(dòng)性，不僅給人們直觀(guān)地展示出微觀(guān)世界，而且使教師教學(xué)與學(xué)生探究的過(guò)程更加高效、便捷，提高課堂教學(xué)的有效性與過(guò)程實(shí)踐性。這種信息化的顯微教學(xué)裝備在生物教學(xué)中的應用，特別是用在生物學(xué)科的微觀(guān)部分的教學(xué)，優(yōu)越性更為明顯。
3.1 優(yōu)越的示教功能
在數碼互動(dòng)教室中，教師使用多功能數碼顯微鏡，將所示教標本圖像投影至大屏幕，或傳輸于各學(xué)生的電腦，讓學(xué)生同時(shí)觀(guān)察、交流、學(xué)習，避免造成認識上的誤差。同時(shí)，教師可以任意選擇一位學(xué)生所觀(guān)察到的圖像，進(jìn)行共享，使學(xué)生在有限的實(shí)驗時(shí)間學(xué)到更多的知識。
3.2 實(shí)時(shí)監控指導
在數碼互動(dòng)教室中，教師可以清楚地看到每個(gè)學(xué)生顯微鏡下的動(dòng)態(tài)變化，隨時(shí)掌握學(xué)生的研究和實(shí)驗情況，及時(shí)發(fā)現實(shí)驗中存在的問(wèn)題，并予以指導和解決，提高實(shí)驗教學(xué)效率。
3.3 溝通互動(dòng)功能
在數碼互動(dòng)教室中，學(xué)生可以通過(guò)提問(wèn)系統及時(shí)主動(dòng)地向教師尋求幫助，問(wèn)題在顯微鏡畫(huà)面中一目了然，師生交流得更具體、直接，溝通效果更為順暢和有效。
3.4 圖像處理靈活
在數碼互動(dòng)系統的學(xué)生端設有拍照鍵，學(xué)生隨時(shí)可以拍攝圖像并存儲，以便將來(lái)進(jìn)行分析研究。同時(shí)，該系統具備圖像處理、分析、長(cháng)時(shí)間數碼錄像等功能，在實(shí)驗過(guò)程中隨時(shí)可以拍攝并保存有價(jià)值的圖片，對不符合要求的圖像或有特殊需求的圖像進(jìn)行加工處理。
利用數碼互動(dòng)教室進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在觀(guān)察、實(shí)驗過(guò)程中參與度高，思維活躍、學(xué)習興趣濃厚。通過(guò)引導和鼓勵，學(xué)生能自主地發(fā)現問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而得出結論，并進(jìn)行成果交流。在這一過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習和掌握一些基本的科學(xué)研究方法，研究能力和創(chuàng )造能力得到提高。在小組活動(dòng)中，學(xué)生合作探究意識增強，有利于今后的學(xué)習和成長(cháng)。
【案例】點(diǎn)播版顯微數碼互動(dòng)教室
點(diǎn)播版顯微數碼互動(dòng)教室，是寧波一家企業(yè)研發(fā)成功的產(chǎn)品，它在輕松實(shí)現顯微數字化的基礎上，根據教學(xué)實(shí)際需要在功能上進(jìn)行多方面的擴展。
首先產(chǎn)品可幫助實(shí)現師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、分組互動(dòng)。師生互動(dòng)功能主要表現為：教師在講臺上就可以輕松地看到每個(gè)學(xué)生顯微鏡的圖像效果，解決了教師逐個(gè)到鏡前觀(guān)察，費時(shí)又費力的問(wèn)題；13+1的配置解決小班化教學(xué)的需要，26+1的配置解決大班教學(xué)的需要，并實(shí)現圖像瞬間傳輸，授課效率提高10倍以上。師生互動(dòng)的另一途徑是語(yǔ)音互動(dòng)，獨立的語(yǔ)音互動(dòng)系統使音頻互動(dòng)同樣流暢。生生互動(dòng)功能有助于學(xué)生之間的探究交流，進(jìn)一步延伸到分組探究討論。此種功能設計，不僅提高課堂效率和質(zhì)量，同時(shí)拓展了教學(xué)空間，促進(jìn)探究性學(xué)習。
其次，電子放大鏡、學(xué)生典型廣播和典型對比等功能設計，幫助解決教學(xué)中遇到的一攬子示教難題。動(dòng)態(tài)課件制作功能、同屏/全屏/局部瀏覽功能、手動(dòng)/自動(dòng)拍照和錄像功能、動(dòng)態(tài)圖像采集/處理/測量/分析功能，可為教師備課提供支持和方便。
整套系統由高品質(zhì)數碼一體化顯微鏡、系統主控電腦、圖像高速傳輸處理器、音視頻智能控制終端、雙控光電指示器、17寸液晶顯示屏、師生語(yǔ)音交流系統、實(shí)驗桌凳、水槽、系統控制軟件、圖像處理軟件、專(zhuān)業(yè)教學(xué)軟件等組成，還可根據需要選配電子白板、液晶投影機、防靜電地板等。
此外，《高中生物學(xué)數碼互動(dòng)教學(xué)軟件》還提供多種教學(xué)模式，既可以與“顯微數碼互動(dòng)生物教室”實(shí)現無(wú)縫對接，又可以應用于平常的生物教學(xué)，從而使該軟件的應用價(jià)值不只局限于顯微實(shí)驗。
實(shí)踐證明，借助數碼顯微鏡或數碼互動(dòng)教室不僅很好地解決了傳統生物實(shí)驗教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，還對研究性學(xué)習開(kāi)展、開(kāi)拓學(xué)生思維、激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣、挖掘學(xué)生潛能起到良好的促進(jìn)作用。
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