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由于產(chǎn)業(yè)融合與全球直接投資的推動,使得生產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)代服務業(yè)中的地位日益凸顯,并在我國迅速崛起。按照我國“十一五”規(guī)劃綱要提出的標準,生產(chǎn)業(yè)共有六種:現(xiàn)代物流業(yè)、國際貿(mào)易業(yè),信息服務業(yè),金融保險業(yè)、現(xiàn)代會展業(yè)、中介服務業(yè)。六種服務業(yè)固然都很重要,但是從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度衙言,必須有所側重。所謂綱舉目張,抓住主要問題和矛盾,才能帶動整個生產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。
推動“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉變,信息技術服務業(yè)是必不可少的憑借。國際經(jīng)驗表明,制造業(yè)發(fā)展到一定階段后,其附加值和市場競爭力的提升更多的是靠生產(chǎn)業(yè)的支撐。現(xiàn)代制造企業(yè)的生產(chǎn)與服務功能日益融合,制造業(yè)部門的功能也日趨服務化。制造業(yè)高度發(fā)展會呈現(xiàn)“服務化”(Servicisation)的新趨向,主要表現(xiàn)為:該制造業(yè)部門的產(chǎn)品是為了提供某種服務而生產(chǎn)的,例如通訊和家電產(chǎn)品,隨產(chǎn)品一同售出的是知識和技術服務;其附加值中有越來越大的比重來源于服務,而不是加工制造,服務含量在整個企業(yè)產(chǎn)值和增加值中所占的比重越來越高。如:美國通用電氣公司的服務業(yè)收入已經(jīng)達到了總收入的2/3。
主要發(fā)達國家生產(chǎn)業(yè)已經(jīng)占到全部服務業(yè)的50%以上。與此同時,信息、網(wǎng)絡技術的發(fā)展使得全球知識型服務外包日益興起。
可以說,沒有高水平的生產(chǎn)業(yè),就沒有現(xiàn)代化的上業(yè),也難以實現(xiàn)“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉變。作為時代的發(fā)展趨勢和轉型方向,工業(yè)化深化,制造業(yè)升級,加之信息技術、網(wǎng)絡和知識經(jīng)濟的催化,特別是經(jīng)濟調整,將加速工業(yè)化社會向服務化社會的轉型和發(fā)展步伐。生產(chǎn)業(yè)隨著制造業(yè)的轉型升級而快速發(fā)展。
信息技術的發(fā)展改變了生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方式,使工業(yè)生產(chǎn)業(yè)的虛擬化、網(wǎng)絡化成為可能,這種服務方式也日益凸顯其優(yōu)越性,促進企業(yè)智能化水平明顯提高。在一個虛擬化的框架之中,高效地“整合”或“疏散”傳統(tǒng)上認為的“內力”和“外力”資源,并讓這些相關聯(lián)的結構性要素發(fā)揮市場價值。信息技術可以推動生產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)內部融合發(fā)展,促進服務業(yè)資源效益的提升。推進生產(chǎn)企業(yè)信息化,可以充分發(fā)揮信息技術的滲透和拉動作用。企業(yè)采用先進信息技術,優(yōu)化業(yè)務流程,合理配置資源,實現(xiàn)服務手段多樣化、服務產(chǎn)品個性化,促進服務效率提升。
關鍵詞:高中生物;信息技術;激發(fā)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(xiàn)教學內容的呈現(xiàn)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(fā)揮信息技術的優(yōu)勢,為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)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(fā)現(xiàn),大多數(shù)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(tǒng)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(chuàng)設情景,激發(fā)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(wǎng)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(chuàng)設教學情境,向學生展現(xiàn)各種生命現(xiàn)象、過程和規(guī)律,激發(fā)學生對生物知識產(chǎn)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(chuàng)新能力。
如,在必修3《生態(tài)系統(tǒng)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(fā)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(tài)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(xiàn)代信息技術為生物課堂教學提供更多的資源環(huán)境
用信息技術提供生物資源環(huán)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(huán)境下學習,可以培養(yǎng)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(xiàn)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?shù)膮⒖夹畔ⅲ缇W(wǎng)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(shù)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(shù)分裂本身是一個連續(xù)的動態(tài)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(shù)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(xù)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(tài)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(huán)、植物開花、受精、母體內胚胎發(fā)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。
西北農(nóng)林科技大學:
值西北農(nóng)林科技大學70華誕之際,浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術學院全體師生員工向你們表示最熱烈的祝賀和最誠摯的敬意!
西北農(nóng)林科技大學從創(chuàng)辦至今,已經(jīng)走過了70年的風雨歷程,形成了優(yōu)良的傳統(tǒng)校風。特別是改革開放以來,西北農(nóng)林科技大學全校師生員工自強不息、艱苦奮斗、開拓進取,走出了一條獨具特色的辦學道路,為陜西省乃至全國輸送了大批農(nóng)業(yè)專門人才,為地方經(jīng)濟發(fā)展與社會進步,為國家高等農(nóng)業(yè)教育、特別是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設作出了巨大的貢獻。跨入新的世紀,我們堅信,西北農(nóng)林科技大學一定會將70華誕作為學校發(fā)展史上一個新的重要的里程碑,并以此為契機,進一步深化改革,加快發(fā)展,把學校建設成為陜西省和本部地區(qū)農(nóng)林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的大學,為實現(xiàn)西部大開發(fā)的偉大戰(zhàn)略和我國干旱半干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出新的更大的貢獻。
希望我們今后進一步加強交流與合作,相互扶持,共同發(fā)展,為發(fā)展我國農(nóng)業(yè)高等教育作出新的貢獻!
衷心祝愿西北農(nóng)林科技大學全體師生員工繼往開來,再創(chuàng)佳績;
衷心祝愿西北農(nóng)林科技大學蒸蒸日上,越辦越好;
衷心祝愿西北農(nóng)林科技大學70周年校慶慶典活動~成功!
關鍵詞:初中生物;信息技術;整合;策略
隨著科技時代的到來,信息技術發(fā)展迅速,把初中生物課與信息技術整合在一起,已逐漸成為新課改的趨勢,有助于學生提高生物成績,為學生創(chuàng)造新型的學習環(huán)境。初中生物課與信息技術的整合對提升學生成績有很大的幫助,那么我們該如何將兩者進行有效的整合呢?
一、傳遞方式的優(yōu)化———化難為易,化繁為簡,化抽象為具體
細微、動態(tài)、抽象是初中生物的特點。用信息技術教學能很好反映這種特點。因此,教師要把初中生物課與信息技術結合起來,用多媒出示生物課件,邊出示,邊解釋,邊釋疑,化難點為易點,化繁雜為簡單,化抽象為具體。例如,在教學《人體的呼吸》時,筆者是這樣使用課件化難為易,化繁為簡,化抽象為具體的。1.打開課件,可以看到五個主目錄“血液循環(huán)模式圖”。2.點擊“血液循環(huán)模式圖”,進入后,點擊該頁的“播放”字樣,課件會出現(xiàn)血液循環(huán)畫面。如果想隨時停止,就點擊“停止”字樣,若要分步介紹就點擊“步進”。3.在課件主頁點擊“體循環(huán)”“肺循環(huán)”部分,打開的畫面分別是體循環(huán)和肺循環(huán)的動畫。根據(jù)學生的回答,教師可以相應點擊課件本頁右下角的字樣“步進”,隨著點擊字樣的不同,左邊的畫面會發(fā)生變化,右邊會逐一出示血液到達的部位,能清晰地展現(xiàn)體循環(huán)和肺循環(huán)的途徑。4.在課件主頁點擊“肺泡內的氣體交換”部分,出現(xiàn)有關于“肺泡內的氣體交換”內容,點擊“播放”可以看到血管中的靜脈血液中的紅細胞攜帶者。由于播放速度較快,不利于學生觀察和教師講解,可以點擊“步進”逐步進行,在教學過程中教師可以根據(jù)學生回答的相應內容逐步進行,從而增進教學效果。5.點擊“組織里的氣體交換”,呈現(xiàn)組織里的氣體交換。方法同“肺泡內的氣體交換”。6.點擊“鼠標右鍵”還可以根據(jù)提示調節(jié)畫面大小和播放速度通過媒體視頻,讓學生更直觀的觀察血液循環(huán)途徑和人體內的氣體交換。
二、學生學習能力的優(yōu)化———發(fā)揮學生的主體作用
學生的主體作用是新課標強調的主要內容。教師要十分重視學生的主體作用,決不能忽視。在教學中教師要著眼于學生的“學”,要立足于學生的“學”。生動活潑、豐富多彩的多媒體,能幫助、促進學生的“學”,能解決學生在學習中遇到的各種疑難問題,以達到學習的目的例如,在教學《流動的組織———血液》時,筆者用媒體優(yōu)化學生學習的能力。觀察人血永久涂片,完成以下問題:1.你所觀察的人血永久涂片中數(shù)量最多的是哪種細胞?2.你是怎樣區(qū)分紅細胞和白細胞的?3.為什么看不見血小板?4.觀察紅細胞,猜測紅細胞的形狀?血紅蛋白有什么特性?說明有什么功能?如果血常規(guī)化驗單上紅細胞的計數(shù)和血紅蛋白的含量都低于正常值,他的健康會受到什么影響?5.如果血常規(guī)化驗單上白細胞的計數(shù)遠遠超過正常值,身體可能有什么癥狀?說明有什么功能?6.當人體受小傷時,血液會不會流個不停?血栓又是怎樣形成的?說明有什么功能?白細胞的功能比較抽象,為了加深學生理解,我展示白細胞吞噬病菌的小動畫,并給學生補充:你知道嗎,人體一旦有病菌入侵,白細胞就能如變形蟲一般穿過毛細血管到病菌入侵的地方去吞噬了病菌,在白細胞吞噬了病菌之后,它自己也和病菌同歸于盡了,而這時人體內的造血器官馬上又造出一些新的白細胞加入戰(zhàn)斗,所以,一旦生病發(fā)炎,到醫(yī)院驗血,會發(fā)現(xiàn)白細胞數(shù)量比正常要多很多,醫(yī)生由此判斷身體內有炎癥。而我們平日看到發(fā)炎部位有白色的膿液,就是死亡的白細胞連同病菌。白細胞就像人體的衛(wèi)士一樣,保衛(wèi)著我們的身體,輕微的炎癥依靠白細胞就沒問題了。但過于嚴重的炎癥,僅憑白細胞的兵力還不夠,我們就需要藥物的幫助。但也不能過分使用消炎藥,否則白細胞就懶隋了,不再工作。假如人體白細胞少了會怎樣?細菌容易入侵,人體的免疫能力就會下降,特別容易生病。
三、注意學生合作能力的培養(yǎng)
在實驗室進行實驗最有助于培養(yǎng)學生的團隊合作能力,但是生物實驗課與信息技術的有效整合同樣需要合作。在這個實驗教學過程中,教師可以把學生分組進行實驗探究,記錄方案,利用多媒體共享,模擬實驗,充分發(fā)揮初中生物實驗課與信息技術整合之后的優(yōu)勢。
參考文獻:
[1]張石強.利用多媒體優(yōu)化初中生物教學[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2013,(12).
[2]陳玉坤,于芳.論多媒體技術在初中生物教學中的有效應用[J].中國信息技術教育,2015,(S1).
新教材的特點是不僅內容新、容量大,而且所需要的教學方式也非常值得研究;所以,現(xiàn)在的生物教學對教師來說既是挑戰(zhàn)又是機遇。信息技術與學科課程整合是計算機輔助教學的一種新形式,它給學科課程的教學帶來了一場革命,為素質教育的推動與發(fā)展注入了一支強心劑。
一、什么是信息技術與生物課程的整合
“信息技術”主要指視聽技術、計算機技術、多媒體技術和網(wǎng)絡技術。信息技術是現(xiàn)代教育技術的重要代表,具有“信息高密度、傳遞高速度、交互高強度、反饋高效率”的特點。所謂整合就是指一個系統(tǒng)內各要素的整體協(xié)調、相互滲透,使系統(tǒng)各要素發(fā)揮最大效益。生物學科知識是學習的載體,信息技術作為工具和手段滲透到生物學科的教學中去,在學習信息技術的同時,又能培養(yǎng)學生解決生物學科問題的綜合能力。注意整合不是簡單地課程疊加,而是通過信息技術與教學內容的有機結合,改變傳統(tǒng)的教學模式,建立能夠充分發(fā)揮學生主動性、積極性、創(chuàng)造性的新型教學模式。
二、信息技術與生物課程整合的目的
培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是信息技術與課堂教學整合的根本目的:
1、構建新的教學模式。當前人們在不斷探索如何以互聯(lián)網(wǎng)和計算機多媒體技術為突破口,建構一種全新的教學結構以及相應的全新的教學方法和全新的教學設計思想。學生必須會合理利用各種技能進行學習、合作和交流并解決問題。
2、促進個性化的自主學習。我們已經(jīng)步入了個性化的學習時代,網(wǎng)絡交互式教育環(huán)境能最大限度地發(fā)揮每個學生的主動性,開發(fā)每個學生的潛能,使學生通過自我學習各得其所各得其樂,形成良好的學習心理與學習習慣。
3、提升學生的綜合能力。把信息技術作為認知工具,以各學科知識為載體,教師根據(jù)各自情況,吸納最先進的最新鮮的內容,讓學生在玩中學習學科知識,學習信息技術,學習做事,學習解決問題的方法。
可見,教育的終極目的是培養(yǎng)能力,現(xiàn)代教育的目的是培養(yǎng)終身學習的能力,課程整合作為一種教與學的手段其目的也是如此。葉圣陶先生曾說:“教材只不過是個例子。”“教,是為了不教。”現(xiàn)在也有教育專家認為:“今天開設信息技術課,是為了以后不再開設信息技術課。”如此說來,信息技術作為一門工具性學科,其在整合學習過程中的示范功能及終身學習過程中的輔助功能應該是顯而易見的。
三、如何將信息技術與生物學科整合
如何將信息技術與生物學科整合?我日常教學設計的原則是:突出學生的主體地位,強調自主協(xié)作學習;分層次教學,面向全體學生,體現(xiàn)個性化學習,激勵學生創(chuàng)新,培養(yǎng)鍛煉學生的學習能力、利用信息技術的能力和科學創(chuàng)新精神。
1、整合的優(yōu)勢
由于生物學科的特點,信息技術與生物學科的整合,較其他學科有著更為重要的作用。
(1)生物的微觀性。生物的細胞結構極其微小,肉眼無法直接觀察,通過掛圖和語言描述,往往使學生難以理解。通過信息技術,可以模擬放大顯示任何細胞結構的詳細部件,可以極大地延伸人的各種感官、思維,極大地拓寬時間、空間領域,實現(xiàn)微觀的東西宏觀化,生動形象,感染力強,使學生易懂好記。
(2)生物的運動性。生命是運動的,其生長、發(fā)育、繁殖等生理過程很難利用通常的教學手段向學生展示。通過信息技術可以實現(xiàn)細胞分裂的三維動態(tài)過程、DNA雙螺旋結構及堿基互補配對過程、氣體交換過程、尿的形成過程、生物由受精卵發(fā)育成個體的全過程等,這種動感化表現(xiàn)手段和藝術的完美結合,使學生看得透徹,聽得明白,優(yōu)化了教學過程。
(3)生物的多有浴I物有200多萬種,每一種又有許多個體,每一個體又有許多結構和生理特征,生物現(xiàn)象更是紛繁復雜、包羅萬象;而利用信息技術于生物學科中,則能在瞬間表現(xiàn)那些用一般教學手段所不能表現(xiàn)的許多生物現(xiàn)象,例如,不同環(huán)境中生活的生物、生物運動方式的多樣性、海底世界的奇妙、克隆羊多莉的誕生等等。這一切,在此之前學生根本無法直接觀察到,也難以想象;而現(xiàn)在,學生可以通過學科整合來領略世界的博大、生物精彩,掌握自然科學的最新、最前沿的知識。
2、整合的方式
在日常的教育教學過程中,實現(xiàn)信息技術與生物學科的整合的方式主要是運用多媒體課件進行教學。課件的類型一般可以分為兩種:一種是以輔助教師講解為目的開發(fā)的多媒體課件,這類課件一般呈現(xiàn)一條主線,按照教師的講解過程逐步演示,突出教材的重點和難點,內容詳細;另一種是以學生為主體開發(fā)的多媒體課件,它可以按照學生不同的學習情況,由學生自己選擇適合自己的教學方法。相比之下,后一種課件更能體現(xiàn)對學生的因材施教,也是今后信息技術與課程整合發(fā)展的方向。
3、存在的問題
(1)注意正確運用多媒體。
課堂教學中學生是主體,教師起主導作用,而多媒體則只能起輔助教學作用。在一堂課中,是否使用多媒體以及使用哪種多媒體(或多或少)應該根據(jù)教學內容來確定。如在介紹知識成果、動物的多樣性、動物行為、植物資源、環(huán)境保護等等方面的內容時,采用錄像機就能很好地完成。在細胞顯微結構、生物體結構與生理功能等方面使用計算機輔助教學來突破重點難點更會起到畫龍點睛的作用。
(2)注意多種媒體之間的配合和協(xié)調。
[關鍵詞]初中生物教學;信息技術;整合
[中圖分類號]G633.91[文獻標識碼]A[文章編號]16746058(2015)320113
初中生物教學與信息技術的整合,是指把初中生物教學與信息技術有機結合起來,從而提高教與學的效率,改善教與學的效果的一種教學手段。如何實現(xiàn)初中生物教學與信息技術整合成為學校以及教師關注的話題,而學校要想培養(yǎng)適應新世紀需要的、全方位發(fā)展的人才,就必須將現(xiàn)代化的教育技術融入教學中。初中生物教學中有效地融入信息技術,能為學生創(chuàng)設良好的學習環(huán)境,最大限度地發(fā)揮學生的主體作用,提高學生的生物學習效率。現(xiàn)筆者就初中生物教學與信息技術的整合談談幾點體會。
一、初中生物教學與信息技術整合的優(yōu)勢
1.為學生創(chuàng)設趣味無窮的學習環(huán)境。從某種程度上來說,在初中生物教學中利用信息技術進行輔助教學,不僅可跨越時間與空間的限制,還能為學生創(chuàng)設一個趣味無窮的學習環(huán)境。在教學中,教師可充分利用現(xiàn)代信息技術獲取網(wǎng)絡資源,將教學內容通過網(wǎng)絡、視頻、圖像、文字等方式呈現(xiàn)出來,改變了傳統(tǒng)教學中枯燥無味的灌輸式教學模式,提高了教學的豐富度和趣味性。在初中生物教學中運用現(xiàn)代信息技術,不僅能夠讓學生感受現(xiàn)代化教學方式的新穎性、趣味性和娛樂性,而且還能為學生營造良好的學習氛圍,改變學生的學習方式和思維模式。
2.化抽象為直觀。初中生物的概念教學是教學中的一大難點。在傳統(tǒng)的概念教學中,學生很難理解教師講授的抽象性概念,學生大多是通過死記硬背及強化記憶來掌握概念的共性和本質特征的,這樣的教學枯燥乏味,無法激起學生的學習興趣。但信息技術能夠有效地將抽象的知識具體化、形象化,不斷加深學生對生物知識的理解與掌握,從而讓難度大、較為枯燥的抽象性知識學習變得更為有趣。
3.提高復習的有效性。在初三生物復習中,教師如果用傳統(tǒng)的板書教學形式幫助學生復習,就會讓學生覺得課堂枯燥乏味;相反的,教師如果能夠用幻燈片放映教學圖片以及文本,引導學生回顧之前學過的知識,就能讓學生對知識點有一個概括性、貫通性的認識。隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展,“網(wǎng)絡教學”所呈現(xiàn)在人們眼前的新穎性、趣味性、知識性以及娛樂性不斷地突顯出來,而它的這些特點則是營造和諧課堂氣氛的前提,因為這種教學方式能夠最大限度地吸引學生的注意力,讓學生的思維高度活躍起來。因此,將信息技術與初中生物復習教學進行整合,可大大提高復習的有效性。
二、初中生物教學與信息技術整合的措施
1.初中生物備課與信息技術的整合。無論你是多么優(yōu)秀的教師,在授課之前都必須進行備課,精心設計教學方案。通過備課,不僅可以幫助教師預見教學中可能出現(xiàn)的問題,還能讓教師設身處地地體會學生的思維定向,進而更好地引導學生有效學習。而教師在備課時,不能只是局限于課本或紙質資料的收集。在新課程改革的背景下,教師應有效利用信息技術,廣泛收集學習資料以及教學資源,以拓寬獲取教學資源的渠道,豐富教學內容。例如,對于《營養(yǎng)物質》一節(jié),備課時教師可通過網(wǎng)絡查閱相關的文獻資料,幫助學生了解不同食物中存在的營養(yǎng)物質。這種以網(wǎng)絡為輔助工具的備課方式既有利于教師紙質資料的收集,也有利于提高教師的備課效率,有效提升了教師備課的質量。
2.初中生物課堂教學與信息技術的整合。眾所周知,現(xiàn)代信息技術應用于課堂教學中,真正的目的是提高課堂教學效率,提升學生的學習效果。為此,教師應采取可行的措施,將信息技術運用到初中生物課堂教學中去。生物混合體是個很復雜的生物群體,不同的生物有著不同的生理活動方式。傳統(tǒng)的教學無法為學生展現(xiàn)復雜的生物生理活動,但利用信息技術不僅能夠為學生展示復雜的生物生理活動,還能生動形象地為學生講授枯燥、乏味的教學內容。例如,在為學生講授有關“細胞分裂”的知識時,教師如果只是簡單地向學生介紹什么是一分為二、二分為四,只會讓學生喪失學習的興趣。相反的,如果利用信息技術向學生展示細胞分裂的過程,就能加深學生對細胞分裂知識的理解。
關鍵詞: 干擾建模;干擾管理;資源管理;干擾協(xié)調
Abstract: In this paper, we discuss interference management in wireless networks. We propose a method for intelligent and dynamic interference management. This method involves modeling multidimensional interference and exploiting interference management techniques, when combine with resource management, interference management is necessary to improve wireless network performance and is important for alleviating resource shortages. It avoids or uses interference and continuously improves network performance.
Key words: interference modeling; interference management; resource management; interference alignment
隨著無線通信技術的快速發(fā)展,人們正在通過多種類型的無線接入手段(2G,3G,LTE,WiFi,WiMax)等,享受著豐富多彩的信息服務。用戶擁有的無線終端數(shù)量以及用戶周圍可選擇的網(wǎng)絡種類也在大幅度的提升,新的接入手段(如4G、IEEE 802.11ac/ad、中國新一代無線局域網(wǎng)標準)正在不斷涌現(xiàn),用戶對數(shù)據(jù)速率和服務質量的需求也越來越高。人們在探索更高速率傳輸體制的同時,也更加注重無線通信網(wǎng)絡性能的提高,比如:網(wǎng)絡容量提升、蜂窩小區(qū)邊緣用戶的性能改善、宏小區(qū)/femtocell之間的干擾規(guī)避,無線局域網(wǎng)中干擾協(xié)調。由于實際的用戶通信受到可支配資源的制約,并且不同用戶資源使用中的沖突將導致各種各樣的干擾,因此無線網(wǎng)絡的干擾管理、干擾對網(wǎng)絡容量的影響以及如何通過干擾管理改善網(wǎng)絡容量在未來無線通信技術發(fā)展中具有重要的研究意義。
未來無線網(wǎng)絡的基本架構如圖1所示。未來無線內容將是分層的蜂窩結構+ad hoc+認知。分層的蜂窩結構(宏蜂窩/微蜂窩/微微蜂窩/femtocell)可以適應不同的用戶密度,并且采用ad hoc方式能夠為用戶提供靈活的接入。認知技術則是提高資源利用效率的有效手段。
宏蜂窩之間、宏蜂窩與Femtocell之間、中繼傳輸之間、宏蜂窩與ad hoc網(wǎng)絡之間的干擾已成為限制無線通信系統(tǒng)性能的重要因素。早期的干擾管理手段非常有限,造成這一結果的原因一方面是網(wǎng)絡環(huán)境相對簡單,干擾問題還不是影響系統(tǒng)性能的瓶頸;另一方面是干擾并未得到全面準確的認識。傳統(tǒng)的干擾管理方法包括功率控制、頻率復用、信號處理等。隨著無線通信系統(tǒng)的多樣化和網(wǎng)絡結構的復雜化,以及多種新型通信技術的應用,干擾問題也變得越來越復雜,與多輸入多輸出(MIMO)、正交頻分復用技術(OFDM)、協(xié)作、認知等技術相結合的干擾管理方面的研究近年來得到了廣泛重視,如何通過干擾管理改善無線網(wǎng)絡通信性能已經(jīng)成為學術界與產(chǎn)業(yè)界共同關心的問題。
1 干擾的建模與評估
為了進行干擾管理,首先應準確地刻畫干擾。在實際的通信系統(tǒng)中,干擾有信息并有特定的結構,同時具有功率、頻率和時間這些基本特征,隨著OFDM、MIMO、協(xié)作、認知等技術的引入,干擾的頻譜特征復雜化的同時,還增加了空間、波束、極化方向等新的特征,因此干擾具有多維度的特點。例如:采用OFDM技術,需要刻畫干擾在多個子載波上的分布;MIMO技術的使用,增加了干擾波束的空間方向信息;協(xié)作場景中的干擾依賴于用戶之間的關系;認知技術的引入將產(chǎn)生由于用戶優(yōu)先級不同而導致的非對稱干擾問題。此外,在無線網(wǎng)絡性能的分析、優(yōu)化以及接入、調度和路由機制設計中,常常需要通過抽象對無線信道干擾進行建模[1],而準確地認識干擾是進行合理抽象的基礎。
對于無線傳輸鏈路,可以通過構造干擾圖或干擾矩陣實現(xiàn)對干擾的建模。特定的通信技術和信號傳輸方式也會給干擾帶來新的特征,如MIMO,由于多天線及聯(lián)合處理導致的信號空間特征,需要根據(jù)不同的數(shù)據(jù)傳輸之間的空間相關度對共道干擾進行定量評估。此外,在分層次的無線網(wǎng)絡環(huán)境中,干擾的刻畫與建模也需要根據(jù)具體的干擾管理需求在不同的層面上進行。
采用上述干擾建模的思想,結合未來無線網(wǎng)絡的特點,從多個維度(時間、頻率、功率、用戶行為、業(yè)務流特性、網(wǎng)絡特性等)描述無線干擾的特征,并以不同的干擾參數(shù)作為不同的坐標方向,研究人員建立了完善的網(wǎng)絡干擾表征與評價機制,并總結形成了具體的干擾空間描述以及干擾的運算規(guī)則,為設計具體的干擾管理方法與管理結構,改善網(wǎng)絡性能提供依據(jù)。
2 干擾與資源的聯(lián)合管理
資源的有效管理是現(xiàn)行無線通信網(wǎng)絡的基礎技術。干擾管理與資源管理存在密不可分的聯(lián)系。干擾的產(chǎn)生源于資源分配的非理想性,并且干擾就是對資源的沖突使用。當多組通信鏈路共享相同域(頻率、時間、空間)的資源時,它們之間的相互干擾將導致網(wǎng)絡資源的浪費和網(wǎng)絡性能的惡化。傳統(tǒng)的干擾管理將干擾視為不利因素,通過設計各種資源規(guī)劃、分配及調度機制實現(xiàn)干擾的消除或抑制。雖然這些方式能夠在一定程度上實現(xiàn)干擾的管理,但同時也降低了資源的使用效率。
隨著研究的深入,人們考慮通過有效利用干擾,將其作為可用資源的一部分加以對待。例如,網(wǎng)絡編碼正是在重新認識干擾的基礎上發(fā)展起來的一種重要技術,通過巧妙地利用無線干擾,可以提高傳輸速率,改善網(wǎng)絡性能。文獻[2]利用干擾信息設計調度、路由機制,獲得通信性能的提升。
圖2描述了干擾管理與資源管理的關系。對于無線通信網(wǎng)絡,其資源分配策略存在非理想性,主要表現(xiàn)在會出現(xiàn)各種各樣的干擾問題,以及以犧牲資源利用率為代價的干擾規(guī)避技術可能導致網(wǎng)絡容量的降低。因此,需要綜合研究資源的全局動態(tài)利用和干擾的管理,在二者之間進行合理折衷。一方面,從資源分配的角度,提升資源利用的合理性,抑制非合理因素,為網(wǎng)絡容量提供增量;另一方面,通過對干擾狀態(tài)信息的利用,對資源分配策略進行新的設計,助益于網(wǎng)絡容量。
為了進行聯(lián)合管理,可以采用效用函數(shù)作為衡量指標。通過合理的設計,將多種干擾管理機制帶來的效用納入到效用函數(shù)中,從而包含與傳統(tǒng)的傳輸容量相比更多的因素,這可以作為實現(xiàn)干擾與資源聯(lián)合管理的一種思路。
3 智能動態(tài)的干擾管理機制
目前可用于4G標準的干擾管理技術包括頻率復用、功率控制以及智能天線等。歐盟啟動了FP7項目ARTIST4G,深入研究未來無線網(wǎng)絡的干擾問題[3]。對于復雜的網(wǎng)絡,單一的干擾管理模式無法獲得最優(yōu)的網(wǎng)絡性能,因此聯(lián)合使用多種干擾管理方式才能最大化網(wǎng)絡性能。美國弗吉尼亞理工大學的Thomas Hou教授研究了通過聯(lián)合使用串行干擾消除和干擾避免的方式提升多跳無線網(wǎng)絡的性能[4]。美國麻省理工學院的Dina Katabi教授通過聯(lián)合使用干擾協(xié)調和干擾消除技術提高了802.11n網(wǎng)絡的性能[5]。歐盟FP7項目ARTIST4G的研究人員也提出了將干擾避免與干擾利用相結合的理論。
3GPP對小區(qū)間干擾協(xié)調(ICIC)進行了長期的研究,在Release 8-11中均提出了不同的增強技術,從ICIC到eICIC再到FeICIC等,如表1所示。此外,從Release 12的發(fā)展動態(tài)中可以看出,在干擾管理方面一個很有潛力的研究領域就是收發(fā)端的聯(lián)合優(yōu)化問題。
無線網(wǎng)絡的干擾環(huán)境具有動態(tài)特征,一方面源于網(wǎng)絡本身,另一方面可能來自干擾管理行為。干擾環(huán)境的改變作用于干擾模型,而后者對接入、調度、路由等算法的性能有重要影響;反過來干擾管理機制的執(zhí)行又會導致干擾的動態(tài)性和不確定性。因此,干擾管理與網(wǎng)絡環(huán)境的關系不是靜態(tài)、單向的,而是存在著反饋與互動。干擾環(huán)境作為網(wǎng)絡環(huán)境的組成部分影響了可獲得的干擾信息,干擾模型是通過對干擾信息的加工處理得到的,不同層次的干擾模型決定了相應的管理策略,而干擾管理行為又會導致干擾環(huán)境的變化,進而重新作用于干擾管理策略的設計。因此,從這一相互關系出發(fā),結合協(xié)作、認知、資源管理等技術手段,設計智能動態(tài)的干擾管理機制或將成為未來研究的重點。
圖3給出了智能的動態(tài)無線網(wǎng)絡干擾管理體系。干擾感知模塊負責對無線網(wǎng)絡干擾環(huán)境進行感知,從而獲得干擾的分布特征,并利用干擾的結構特點,形成描述干擾狀態(tài)的具體信息。干擾管理決策在干擾管理方法庫和干擾管理融合策略的支持下實現(xiàn),前者包含了若干可采用的干擾管理方式,如干擾避免、干擾拒絕、干擾消除、干擾協(xié)調等,后者通過智能算法,產(chǎn)生融合的干擾管理策略,并對采用該策略后的網(wǎng)絡性能進行預測。執(zhí)行模塊根據(jù)決策在網(wǎng)絡和/或終端側進行資源配置和信號處理等。干擾管理行為作用于無線網(wǎng)絡環(huán)境,影響干擾感知模塊開展新一輪的狀態(tài)感知,并對網(wǎng)絡性能進行評估。我們需要進一步利用學習機制,獲得當前網(wǎng)絡性能與預測網(wǎng)絡性能的差異,以此作為干擾管理融合策略等的更新與修正依據(jù),從而使干擾管理具有動態(tài)環(huán)境適變的特點。
在各種干擾管理機制中,干擾協(xié)調(IA)是一種比較新穎并受到廣泛關注的方法,它借助信號處理手段,在發(fā)射端構造發(fā)射向量,將接收機收到的干擾信號協(xié)調到特定的子空間中,從而使更多的自由度用于傳輸期望信號。IA最初是由Maddah-Ali等[6]在研究MIMO X信道的自由度時給出,隨后Cadambe和Jafar[7]在由K對用戶組成的干擾信道中應用了IA技術,并得到了相應的自由度結論。目前對于IA的研究已經(jīng)擴展到“X”網(wǎng)絡、蜂窩網(wǎng)等。IA本質上是利用特定發(fā)射方式導致的干擾的結構化特征,并通過適當?shù)男畔⒔换崿F(xiàn)多個數(shù)據(jù)流的傳輸,相關設計可以嘗試在多個域(如時間、空間、碼字等)中獨立或聯(lián)合進行。通過將IA與其他干擾管理方法相結合,如干擾消除(IC),網(wǎng)絡通信性能可以得到進一步的提升[5]。此外,在協(xié)作多點傳輸(CoMP)方面,基于IA(IC)的設計也能夠為解決小區(qū)間干擾,改善小區(qū)邊緣用戶的性能提供新穎的設計思路。對于認知通信,IA(IC)技術同樣可以為干擾的有效管理,資源使用效率的提升提供幫助。
4 干擾管理與無線網(wǎng)絡容量
干擾管理作為改善網(wǎng)絡性能的重要手段,其與網(wǎng)絡容量的關系具有十分重要的研究意義,相關工作可以對具體的干擾管理方法設計與評估起到指導作用。
在未來無線通信網(wǎng)絡中,頻譜利用和用戶決策行為的動態(tài)性,通信業(yè)務種類及其性能需求的多樣性,以及多用戶之間存在競爭、協(xié)作、信息交互等行為都將使網(wǎng)絡容量的分析變得復雜并具有挑戰(zhàn)性。經(jīng)典的信息理論在通信發(fā)展過程中起到了巨大的推進作用,但隨著通信技術的不斷進步和新型無線通信系統(tǒng)的出現(xiàn),無法使用經(jīng)典信息理論去分析這些新型網(wǎng)絡的容量。為了進行基于干擾管理的容量域分析,一方面需要準確的網(wǎng)絡容量定義,可以參考近年來出現(xiàn)的注水容量、安全/行為容量、后香農(nóng)容量以及認知干擾信道容量等;另一方面需要借助有效的分析方法[7]。以無線Ad Hoc網(wǎng)絡為例,文獻[8]建立了經(jīng)典的自組網(wǎng)網(wǎng)絡模型,給出了用于分析無線Ad Hoc網(wǎng)絡容量的理論基礎,提出了無線Ad Hoc網(wǎng)絡的兩種容量定義,其中傳送容量的定義首次將無線網(wǎng)絡容量與傳輸距離聯(lián)系起來,在自組網(wǎng)網(wǎng)絡容量研究領域具有里程碑意義。在容量域分析方面,多用戶信息論中的干擾信道容量域問題已經(jīng)提出了近50年,目前為止已知的最佳速率域由Han和Kobayashi在1981年提出[9],Tse等人[10-11]對干擾信道信息傳輸限以及協(xié)作體制下的干擾管理和容量域也進行了深入探索。此外,博弈理論以其在處理多用戶的資源競爭與分配方面的獨特優(yōu)勢,受到了廣泛關注。
5 結束語
綜上所述,隨著無線通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展,干擾問題已成為制約網(wǎng)絡性能的重要因素。利用干擾的結構化特征,實現(xiàn)干擾的多維度建模,探索干擾管理與資源管理的有機融合,設計與無線環(huán)境相適配的智能的動態(tài)管理機制,獲得干擾管理與網(wǎng)絡容量關系,將成為緩解資源供需矛盾、有效規(guī)避或利用干擾、實現(xiàn)通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡性能持續(xù)改進的重要思路,能夠為無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展提供支持。
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信息技術應用于課堂,無疑是一場教學的革命,它使學生手、腦、眼、耳并用,能充分地喚起學生課堂學習的興趣,從而達到優(yōu)化課堂結構,提高教學效率,激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維的良好教學效果。多媒體課件上直觀的畫面,對于生物學中抽象內容的教學,起到了很好的輔助作用。因此,將信息技術與生物學科相整合的教學模式,既能夠給課堂教學注入一股活力,又能夠使老師從繁重的教學當中得到某種程度的解放,不失為一種受老師和學生歡迎的新式武器。
生物組在近幾年的生物教學實踐中充分利用信息技術,取得了較好的教學效果。本文通過生物組的幾節(jié)示范課介紹將信息技術整合于生物學科,以發(fā)揮其獨特的優(yōu)越性的幾條途徑和方法。
一、通過制作、演示動畫激發(fā)學生學習興趣
興趣是自己最好的老師。學生在學習過程中,會將精力和熱情集中于使自己感興趣的課程和內容。而高中生物在介紹原理、概念時較多采用文字、圖片以及流程圖的形式,對學生而言,這樣的展示較為枯燥。但若把單調的文字說明轉變成生動形象的動畫過程,利用交互式計算機多媒體課件產(chǎn)生出一種圖文并茂、豐富多彩的人機交互方式,容易激發(fā)學生的求知興趣,培養(yǎng)學習情感,形成學習動機。
例如在《生長素的發(fā)現(xiàn)》一課中,由于科學發(fā)現(xiàn)史的課程一般不能在課堂上再現(xiàn)實驗內容,所以教師用現(xiàn)代多媒體動畫及網(wǎng)絡技術,設置簡單的生物游戲,讓學生利用電腦把長達幾個月的實驗通過幾分鐘輕松構建出來。這種教學方式,不僅能激發(fā)學生的學習樂趣,更重要的是讓學生在課堂上把所學知識有效的應用到實際中。又如在《減數(shù)分裂》一課中,教師避開了傳統(tǒng)的用橡皮泥演示染色體模型的方法,另辟蹊徑:設計Flas演示的形成過程。在這個Flash中,教師給予學生每個時期細胞的輪廓(即細胞在每個時期變化情況),給予足夠的不同形態(tài)的染色體,分別標記上不同的顏色(代表來自雙親),學生可以結合前半節(jié)課所學的內容進行模擬實驗,他們可以根據(jù)每個時期的變化特點來拖動染色體到不同的細胞中,在規(guī)定的時間內構建一個完整的減數(shù)分裂過程。在學習《DNA是主要的遺傳物質》一課時,教師將課本上的格里菲斯肺炎雙球菌實驗轉化成動畫,讓學生通過計算機操作探究不同處理下肺炎雙球菌對小鼠生命活動的影響,取得了良好的教學效果。
二、利用計算機模擬演示微觀世界的數(shù)量變化,幫助學生抓住重點、突破難點
學生僅憑書本上的文字是很難抓住學習的重點、難點的。計算機課件具有方便的進程可控制性和可操作性,教學中通過將抽象的文字與形象的動畫緊緊地聯(lián)系在一起,教師有意識地掌握好課件進程和上課的節(jié)奏,這既加快了學生的認知速度也解決了他們在看書自學過程中遇到的難題。
在《種群數(shù)量的變化》一課中,教師可以指導學生通過實驗搜集培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化的數(shù)據(jù),再利用計算機將數(shù)據(jù)轉化為數(shù)學曲線模型,并利用自己構建的模型得出酵母菌種群數(shù)量變化的規(guī)律。這種教學方式在充分運用教材資源的基礎上,利用信息技術開展生物數(shù)學模型教學,能夠增進學生對數(shù)學模型的思想和方法的理解,培養(yǎng)學生用建立數(shù)學模型的方法來解決實際的生物學問題的能力。又如在《酶的特性》一課中,教師利用計算機展示溫度、pH等因素對酶活性影響的曲線,使學生在輕松愉悅的環(huán)境中解決教學的重難點,提高了教學的有效性。同樣,在《質壁分離及其復原》實驗中,經(jīng)常會有學生因為沒有充分理解實驗的操作步驟和基本要求,從而導致實驗效果不佳,甚至失敗。利用現(xiàn)代先進的信息技術,我們可以輕易地實現(xiàn)通過多角度,全方位地展示實驗操作的過程和手法,對微小材料的操作處理演示過程,也可以通過放大,清楚地展現(xiàn)在學生面前。在這種引導下,學生能直觀理解實驗操作的流程,順利地完成實驗的操作。
三、巧用電子白板,優(yōu)化課程教學
交互式電子白板是一種國際上新近崛起的替代傳統(tǒng)黑板、粉筆的數(shù)字化教學演示設備。集傳統(tǒng)的黑板、計算機、投影儀等多種功能于一身,使用非常方便。它繼承普通黑板并加以改進,整合現(xiàn)代多媒體教學技術,在交互式學習、合作式學習、啟發(fā)式學習等方面具有獨特優(yōu)勢,為教學多元化提供良好的平臺。
例如《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》一課的導入處理:用電子白板依次展示竹子桃花,鴨子的圖片,其中學生誤以為鴨子是鴛鴦,立即可以從資料庫中調出鴛鴦圖片以示對比,靈活機動,隨即刪除,方便快捷。將這些生物用一句古詩串聯(lián)起來,“竹外桃花三兩枝,春江水暖鴨先知”。加上江水,從資料庫中調出江水圖片,學生覺得很神奇,與傳統(tǒng)黑板及課件教學相比,生動、形象。在教學《酶的特性》這一課時, 為了突破教學中的難點即溫度對酶活性影響的實驗設計,利用電子白板中的拖動功能和畫圖功能,加以演示實驗步驟,以形象的方式展示一個復雜抽象的過程,這樣以來教學的難點也就被破解了。
作為一個新興教學手段的推廣,在應用的初期必然存在很多的問題和阻力。如不同課堂中如何合理使用電子白板的問題,教師操作電子白板熟練程度的訓練等等,都有待我們去解決。但是不可否認的是,電子白板的出現(xiàn)確實給我們教學帶來了新的面貌,提供了一種全新的教學模式。相信隨著使用的不斷深入,軟件不斷更新,電子白板一定會讓我們的生物課堂如虎添翼,讓教師更愿意教,學生更愿意學。
關鍵詞: 信息技術 高中生物 整合
信息技術與課程整合是我國21世紀基礎教育教學改革的一個新途徑,與高中生物學科教學有密切聯(lián)系和繼承性,同時是具有相對獨立性特點的新型教學結構類型。信息技術與課程整合,不是把信息技術僅僅作為輔助教或輔助學的工具,而是強調把信息技術作為促進學生自主學習的認知工具和情感激勵工具,利用信息技術提供的自主探索、多重交互、合作學習、資源共享等學習環(huán)境,調動學生的主動性和積極性,使學生的創(chuàng)新思維與實踐能力在整合過程中得到有效鍛煉,這正是創(chuàng)新人才培養(yǎng)所需要的。由此可見,信息技術與課程整合是改變傳統(tǒng)教學結構、實施創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一條有效途徑,也是目前國際上基礎教育改革的趨勢與潮流。
一、高中生物教學與信息技術整合的必要性
1.高中生物教學在信息化時展的必然趨勢。我國自改革開放以來,在經(jīng)濟和技術等多個方面都取得突飛猛進的發(fā)展,我國已經(jīng)進入信息化時代,因此,教育作為信息社會中重要組成的一部分,不可避免地受到信息技術的影響。高中生物教學涉及很多微觀世界,用傳統(tǒng)圖片等教學方式不利于學生對知識的理解和掌握,網(wǎng)絡和多媒體等信息技術在生物教學中的運用,很好地解決這一系列難題,可以有效提高教學效率。
2.信息技術的運用是高中生物教學改革的重要途徑。在當前教改的環(huán)境下,高中生物教學面臨教育方法及教學模式等方面的改革,信息技術的出現(xiàn)成為改革的重要途徑。《普通高中生物課程標準》提出“師生應充分利用互聯(lián)網(wǎng)等媒體資源”的建議,信息技術的運用使教師的教學工作更方便,更重要的是有利于學生獲得更直觀的影像,對生物世界的微觀世界有更清晰的認識。
3.信息技術的運用符合高中生物教學目標。由于信息技術具有多方面的優(yōu)點,如具有視頻、圖像及文本等多元化的展現(xiàn)形式,具有極豐富的資源優(yōu)勢,同時可以讓師生之間互動,因此有利于生物教學目標的實現(xiàn)。現(xiàn)階段高中生物的教學目標是讓學生掌握信息技術的基本知識和技能,并促進學生通過技術手段獲得知識和能力,培養(yǎng)其較好的文化素養(yǎng),并具有在信息化社會生活、學習和工作的能力。
二、信息技術與高中生物教學整合的方法
1.利用豐富的網(wǎng)絡資源,積極開展教學活動。與傳統(tǒng)教學模式不同的是,現(xiàn)代化信息教學具有極大的開放性。在教學過程中老師可以運用各大網(wǎng)絡搜索,獲取與教學內容相關的知識、信息、科研成果及理論動態(tài)進行及時的課堂講解,讓學生在這一學習過程中拓寬視野,了解更多學科知識,有效培養(yǎng)學生對生物的學習興趣。比如老師在授課期間,當講解到《動物細胞工程》這部分知識時,應該對知識點的原理進行講解,其中包括細胞工程意義的常規(guī)課堂內容。同時應該運用網(wǎng)絡搜索,獲取更多與知識點相關的內容,開闊視野,使學生更好地了解現(xiàn)今世界上的動物細胞工程研究情況,包括我國甘肅省動物細胞工程技術研究中心的相關研究成果等。當學生在全面掌握所學的內容時,必定會提高自身的理論知識修養(yǎng),養(yǎng)成自主學習的好習慣,同時能有效運用到實際生活中。在高中生物教學中,有效運用現(xiàn)代化信息技術,能夠讓學生開闊視野,掌握更多知識,培養(yǎng)學生在學生生活中積極進取的精神,做到勇于創(chuàng)新。對于教師而言,教師應該合理有效地運用現(xiàn)代化的教學手段進行教學,讓學生對學習產(chǎn)生興趣,變被動學習為主動學習。這樣,學生在主動探索知識的過程中開發(fā)思維模式,很好地提高學習效率。當學生的思維活躍度提高的時候,學生的學習成績會大大提高。
2.反映動態(tài)信息變化,有助于學生對概念的理解。在生物學教學中,存在很多動態(tài)變化的知識點。如果一味利用傳統(tǒng)教學模式,則很難讓學生輕松掌握知識要點。而信息技術的運用,能很好地解決這一難題,很好地反映生物知識中的動態(tài)變化,有助于學生理解知識。舉個例子,還是在教學植物的根對無機鹽進行吸收的教學內容上,在開始授課之后,教師可以利用信息技術手段的便利,設計課件,模仿植物種植。同時學生可以通過鼠標操作給植物施肥,不同的肥料會給植株帶來不同反應。要讓植株開始成長,學生就要進行多種嘗試,以找到最佳方案,培育出健康的植物。在這一過程中學生充分認識到無機鹽對植物的重要作用。在這樣的學習過程中,利用信息技術教學手段,幫助學生理解重點知識,從而很好地提高學生的學習效率。
3.課程復習,迅速高效。在生物復習課中,教師借助計算機網(wǎng)絡和投影技術,把預先準備好的一個完整的知識網(wǎng)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(jié)約時間,又加大課堂的容量,更便于教師精講。在復習中利用信息技術展示知識網(wǎng)絡體系,不僅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,而且有利于分層教學、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(wǎng)絡教給學生以后,學生根據(jù)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,大大提高復習效率。在復習課中,一個較好的課件,既對基礎較好的學生起到提綱挈領、高效系統(tǒng)復習的作用,又可照顧基礎薄弱的學生,起到“新授”、重新學習的作用,從而保證每個學生都根據(jù)自己的情況選擇所學內容,不至于在課堂上無所事事,提高學生的學習效率。
4.教學評價,反饋調節(jié)。以計算機和網(wǎng)絡為核心的現(xiàn)代信息技術,可以為教師提供交互性和智能化很強的人機對話系統(tǒng)。利用這個系統(tǒng),我們對學生反饋的信息進行快速的智能分析,以取代傳統(tǒng)的評價手段中相當繁瑣重復的工作。例如:開發(fā)即時測試系統(tǒng)、網(wǎng)絡考試系統(tǒng)等。教師依據(jù)考試系統(tǒng)對考試結果進行分析,實現(xiàn)快速準確的教學評價,以便調整教學進度和實現(xiàn)個別輔導。
參考文獻:
[1]楊春.輝高中生物教學中信息技術的運用.科技創(chuàng)新導報,2012.8.