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1計算機多媒體技術的體現形式及特點
現在使用的計算機生物信號采集處理系統包括了幾十個實驗內容,結構科學、簡單,操作方便、容易;記錄及處理實驗結果真實、準確.計算機作為生理學實驗教學的必需設備,其作用是傳統的實驗儀器所無法替代的.不斷提高和完善計算機生物信號采集處理系統的硬件和軟件功能,是計算機取代傳統實驗設備的重要條件.實驗技能是通過反復練習而獲得的一種動手操作能力.在加強大學生實驗基本操作技能培養和現實實驗條件之間通常存在矛盾.因為生理實驗課的學時數有限,而且實驗設備、藥品、動物等也并不都能滿足某些實驗開設條件.所以,在實驗課上并沒有足夠的時間讓學生反復練習基本的操作技能.模擬實驗在實驗教學中就充當了重要的角色.
模擬實驗是對學生進行創造意識訓練和科學學習方法訓練的有效途徑.模擬實驗演示的整個實驗過程是教師備課時精心準備,認為比較理想的實驗操作錄像.錄像有配音講解和放大特寫,讓人一目了然,且學習不受時間和空間的限制,可激發學生的學習興趣和學習熱情,加深對課程內容的理解.利用計算機模擬實驗指導學生在實驗課前進行有效地預習,由于模擬軟件采用了虛擬實驗環境,不受環境溫度、動物狀態和人為等因素的影響,它可以根據使用者的需要隨意選擇,直接觀察實驗過程中的每一步,并可重復多次,實驗結果理想,給課堂教學帶來了生機與活力.有效地節省了教學資源,消除了不穩定因素的干擾.進行計箅機模擬實驗,學生對實驗線路清晰,能把握技術要領,使真實的生理實驗成功率明顯提高.另外,模擬實驗還培養了學生的獨立學習能力和科學思維能力,讓他們養成預習實驗的好習慣,強化了實驗準備意識.當然,實驗模塊還可以細化,如分成實驗原理模塊、實驗步驟模塊、虛擬實驗模塊、復習小結模塊、實驗報告模塊等.
2多媒體形式的多樣性
心理學實驗表明:人類獲取的信息90%來自視覺和聽覺.而知識保持,即記憶持久性的大部分來自于看、聽、閱讀及交流.多媒體的使用讓知識的保持大大優于傳統教學的效果.多媒體教學信息量大,可同時供多位同學觀摩.因而計算機多媒體教學很大程度上可以彌補動物生理學實驗教學中的不足,多媒體組合教學能較好解決教學中的重、難點.傳統的生理學實驗教學存在諸多不足.比如.受到學時數、實驗儀器、經費、環境污染等因素的影響,導致很多生理實驗在現有的條件下難以對本科生開展,學生的實驗技能和視野難以得到全面提升.傳統的實驗教學是老師利用板書進行講解,學生對于實驗的原理和操作的理解和觀察是靜態的,在原理、目的、技術要領、步驟、注意事項等講述上耗時多.而生理學動物實驗內容較為抽象難懂、手術操作難度較大.演示操作不容易照顧全體學生等,關鍵步驟和難點不易重復,學生和老師的溝通上有距離,學生動手操作時動作不規范,參差不齊,教學效果差.據統計,傳統教學方法在動物操作實驗中,成功率為70%左右.使用多媒體課件教學后,生理學實驗的成功率達到95%以上.
目前,使用多媒體較多的形式有:flash,錄像,PowePoint等.Flash無疑是模擬實驗最好的方法之一,其技術簡單,制作容易.通過Flash可以模擬多種生理調控的機制.其中的圖片經photoshop軟件處理,清晰美觀,再設置人機友好界面和在線幫助系統,能方便學生靈活使用.教學實驗錄像的應用:將教師講課的實驗原理、實驗操作演示視頻、動作要領、相關的演示文稿、解說聲音及動畫等集成在一起進行同步播放,制作成系統、完整、規范、形象的實驗演示教程.并設置播放控制按鈕,如快進、暫停、快退、按幀播放等.對于難掌握、易錯的重要實驗操作,學生可根據需要隨意調節,反復觀看、仔細斟酌,直至準確規范掌握.在進行一些涉及動物或動物組織操作的實驗時,教學錄像的作用尤為突出.如在進行“兔動脈血壓的直接測定及其影響因素”和“蛙心離體灌流”等實驗時,效果十分明顯.還有一些常規實驗手段因受客觀條件限制難以進行的實驗;瞬間變化或緩慢變化過程、高速微觀世界和可見度低的實驗.使用錄像使學生完全看到實驗的內容,進入到實驗氛圍之中,既節約了實驗資源又掌握了實驗.同時也極大地減輕了教師的工作量.PowePoint(PPT)的應用,不僅非常有利于知識的獲取,而且非常有利于知識的保持.此外,PPT還可以很方便將的講視頻,Flash動畫等多媒體形式載入其中,方便老師的教學,保證授課的持續性.PPT是教師授課的主線.實驗課程的多媒體課件主要是為實驗操作立體思維服務的,避免展示太多的理論,重點應是動物的操作要領、實驗步驟的圖片、視頻和注意事項等.使用PPT時要注意:避免PPT畫面花哨;PPT內容應精煉,層次分明;利用PPT授課時,切換幻燈速度不能太快,在美觀前提下,文字宜大不宜小.多媒體課件演示清楚、直觀、易學、好記,縮短了教師的講解時間,學生親自動手參加實驗的機會和時間大大增加,有利于學生動手能力的培養,有利于融知識、能力、素質教育為一體,使學生在整個教學活動中占據主體性地位,改變了傳統教學中以教師為中心的教學模式,這樣的教學過程更符合人類的認知規律,明顯提高了生理學實驗教學效果和教學育人的質量,起到了事半功倍的效果.也促進教師自身素質的提高.計算機多媒體應用于實驗教學,要求教師不僅具有精湛的專業知識,還要具有制作多媒體課件的能力.在課件的制作和使用過程中,教師邊學邊做.提高了綜合素質.發揮計算機的處理能力來管理實驗室從而促進實驗室管理步入現代化.
3存在問題及不足
目前計算機輔助生理實驗是以單機為主的實驗操作,如能進一步發展為網絡教學,對學生學結實驗及解決實驗問題等將是更好的平臺,也便于學生實驗水平的提高和主觀能動性的發揮.多媒體模擬實驗雖具有特殊的表現力,可以彌補許多生理實物操作實驗的缺陷.畢竟,多媒體模擬實驗缺乏可操作性,它只屬于觀摩教學的范疇,并不能完全代替真實實驗,還需要有一定的實物操作實驗相配合.實驗過程和實驗結果也完全程序化、理想化等,實驗者缺乏真實實驗過程中的親身體驗.不利于學生學結真實實驗的各種失敗原因.因此,如何合理的應用多媒體模擬實驗,尚需進一步的研究和探討.目前生理學實驗教學所用的多媒體素材數量不足,質量不高.研發和維護都需要較大的財力和精力投入.論文,各高校間的交流少等,都在一定程度上限制了計算機多媒體技術的發揮.多媒體教學并不等于有效教學,應在不斷提高生理學實驗教學多媒體的實用性和制作水準的同時,發揮教師在教學中的主導作用,對教學精心設計,運用現代的教學理論與思想,充分發揮多媒體技術的優勢,為教學服務.
本文作者:寇正湧 單位:吉林師范大學生命科學學院