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CAI在高中生物探究式教學模式中的應用
東鄉一中 李瑞堅摘要：探究式教學模式是一種能充分體現學生在教學過程中的主體地位和教師主導地位的教學模式。在這種教學模式中，學生不僅為追求發現而學習，而且為追求自身的發展而學習，教師在整個教學過程中只起到一種“催化劑”的作用。多媒體計算機輔助教學是近年來興起的一種現代教學手段，其圖文聲像并茂的動態傳播，能最大限度地調動學生的主動性和積極性，為高中生物學科教學實施探究式教學模式提供了契機。
關鍵詞：多媒體計算機輔助教學、高中生物、探究式教學模式、應用
隨著現代科技的不斷進步，近年來，多媒體計算機輔助教學（簡稱 CAI）走進了中學課堂，廣泛地為各教師所應用，對傳統的教學模式帶來了巨大的沖擊，也為中學生物課堂教學注入了新的生機和活力。如何打破傳統的教學觀念，將現代教學技術與傳統的教學模式進行有機結合，使之更好地為教學服務，有效提高教學質量和效率，成為擺在各教師前面的一大課題。本文就CAI應用于高中生物科探究式教學模式談談筆者的一些體會。
一、CAI 應用于生物科探究式教學模式的可行性
CAI 開辟了課堂教學感受與教學方式多樣化的廣闊空間，提供了教學創新與發展的物質基礎，由于MCAI集文字、圖片、聲效、動畫于一體，使傳統的“粉筆加黑板，教師一言堂”的靜態灌入式課堂教學變為圖文聲像并茂的動態傳播，使深奧、抽象的理論具體化、形象化，使復雜艱難的認知活動變得簡單而輕松，增強了感染力，拓展了學生的知識面，從而最大限度地調動了學生學習的積極性和主動性，也為高中生物學科實施探究式教學提供了契機。
生物科探究式教學模式是建立在布魯納的“發現式學習”理論基礎和生物實踐性、實驗性、直觀性、綜合性的特色與教學實踐基礎上的。這是一種以問題解決為中心，注重學生獨立鉆研，著眼于思維能力和創造能力培養的教學模式。其教學過程結構為“課題——背景——探索——評價”，它通常是在“問題中心，自主探索，重在發現”中展開的。較之其他教學模式，探究式教學模式的學生具有最大的自主性和獨立性，他們不僅為追求發現而學，而且為追求自身發展而學，教師在整個教學過程中只起到一種“催化劑”的作用。將CAI 應用于探究式教學模式，可以有效地促進課堂教學，取得較好的教學質量和效益。
二、CAI 應用于生物科探究式教學模式的一般程序
1、利用CAI 課件創設問題情景，激發學生的學習興趣，引導學生積極探究
愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”興趣作為一種個性心理特征，在人們的認識過程中具有積極的促進作用，它是學生主動學習、積極思考、勇于創新的內在動力。心理學研究表明：學生對某種事物的興趣越濃厚，其學習時的注意力就越集中，致使其觀察細致、記憶深刻，從而呈現最佳的學習狀態。教學過程中只有積極地引導學生最大限度地參與知識的探究過程，才能使學生把課本的知識結構轉化成學生頭腦中的認識結構，同時促進智能的發展和基本素質的形成。在傳統的教學模式中，教師任何形象生動的語言和豐富的形體動作及簡單的掛圖、模型或標本都難以將各種生物的鮮活形象和復雜的生態展現給學生。因此也就難以激發起學生的學習興趣。而CAI 課件能夠提供界面友好、形象直觀的交互式學習環境和圖文聲并茂的多種感官綜合刺激，還能按超文本方式組織各種教學信息。它可以將不同時間、不同空間的不同生物同時展現給學生，也可以把肉眼看不見的東西表現出來，把不便于感知的東西以可以感知的方式表現出來，因而創設出的情境有很強的真實感和表現力，能夠營造出課堂上良好的情感狀態、思維狀態，強化課堂內各種狀態的協同效應，容易使學生動情入境，有利于激發他們對新知識的強烈興趣和渴望探究的動機，促使學生的思維從形象思維過渡到抽象邏輯思維。
如在進行“基因工程的基本內容”這個環節的教學時，教師演示幻燈或利用多媒體課件列舉幾種生物的不同性狀，如青霉菌能產生對人類有用的抗生素——青霉素、豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮氣、家蠶能夠吐出絲。以上幾種生物各自有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達的結果，但是人類能不能改造基因呢？能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢？例如，讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮氣；讓微生物生產出人的胰島素、干擾素等藥物。這樣既節省了人力，又簡化了生產，同時還不會對環境造成污染。這種設想能實現嗎？回答是可以的。通過科學家們的不斷努力，在20世紀70年代終于創立了一種能定向改造生物的新技術——基因工程。這樣根據具體實例提出假設，激發學生的學習興趣，引導學生思考，激發學生求知、探究的欲望。
2、利用MCAI課件提供直觀材料，為學生的積極探究創設條件
傳統的“注入式”教學，教師只注重向學生灌輸知識，學生則處于被動接受知識的地位，阻斷了學生的分析、綜合、概括、抽象等心理過程，妨礙了學生對學習材料的正確加工和轉化，剝奪了學生自由思維的空間。一堂課下來，教師講得口干舌燥，學生卻聽得味同嚼蠟，興趣全無。而探究式教學模式特別強調了教學方法的優化組合，重視學生的主動學習，強調放手讓學生自己思索、探究和發現事物，把學習知識的過程和探究知識的構成統一起來，教師的主導作用主要在于對事物原有的發現地過程從教學的需要加以編制，以縮短、減少發現過程的難度，使之沿著最簡捷的路線進行。而且，探究式教學既肯定了學生的認識前提、情感前提和教學的“質”這三個變量對教學的影響，更注重知識獲得和運用過程中的學習行為和學習心理的變化，運用一切教學手段，給學生創作自由的學習氛圍和廣闊的思維空間，使他們的個性心理得到自由發展，獨立性、自主性和創造性得到充分發揮。此外，心理學研究表明：人類的認識活動是從感性認識到理性認識的，中學生的認識活動也不例外。生動、直觀、形象的感性材料最容易被中學生接受，能使其從事物現象中找出規律，形成正確的概念，進而轉化為學習的動力。因此，CAI 技術的應用，可以提高學生感受事物的質量，讓學生獲得更生動直觀的事物形象，它可以變抽象為具體、變靜態為動態、將微觀過程加以宏觀模擬、把宏大場景做微觀處理、使瞬間變慢、歷史重現。化枯燥為生動，圖、文、聲、像并茂，調動學生多種感官參與，給學生自主探究提供了充足的感性材料，使學生能在最短的時間內達到探究的目標，切實提高教學質量。
如“減數分裂和有性生殖細胞的形成”既是生物的生殖的教學重點，同時也是教學的難點。在傳統的教學中，教師多用掛圖、板圖進行講解，但由于再生動的講解也無法表現出減數分裂的動態過程，故此使到講解的內容往往過于抽象而導致學生一知半解，印象不深。而CAI課件可以很好地解決這一難題。教師可以在課件中將減數分裂過程以動畫的形式表現出來，動態的演示可以讓學生一目了然，幫助學生獲得豐富的感性認識，快速掌握相關知識，從而突出重點，突破難點。在這個過程中，學生是教學的中心，教師只起著組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，充分發揮了學生學習的主動性、積極性和首創精神，而學生在教師的指導下，積極進行探索實踐，逐步做到從感性認識上升到理性認識再指導實踐。
3、利用CAI課件進行當堂考核，對學生的探究進行評價
探究式教學模式是一種比較復雜的教學模式，因為探究式教學是一種雙重的教學過程：探究者對所研究的課題的學習，同時也是對探究過程的學習。因此“評價”這個環節就顯得必不可少了。評價的目的是讓學生回顧假設是如何驗證的，知識結構和科學規律是怎樣發現的，使學生學會分析自己的思維過程和思考方法，以提高學生分析問題和解決問題的能力。組織學生總結探究的過程并進行評價，可以維持學生內在的探索動機，增強學生探究的自信心，提高探求能力，并促使他們把獲取的知識應用于新情景，解決實際問題。而CAI 課件可以很好地幫助教師完成“評價”這個環節的教學。
如在完成“減數分裂和有性生殖細胞的形成”這個環節的教學后，教師可以用多媒體課件展示克隆與克隆動物技術發展史、受精的過程，既加強了學生應用所學知識解決實際問題能力的培養，又加深了學生的印象，還可以拓寬學生的知識面。此外，教師還可以精心設計一些形成性練習，在完成教學后調出來讓學生進行思考并且回答，進一步鞏固學生自主探究的效果，使學生分析問題和解決問題的能力得以鍛煉。
三、CAI應用于生物科探究式教學模式的優點
1、能很好地調動學生學習的自主性。由于CAI課件能夠很好地將教師課前準備的各項教學材料呈現給學生，其聲、色、光、形兼備的特點，能很好地引起學生的有意注意，激發學生積極思維，主動探究，充分發揮了學生在教學過程中的主體作用，使學生對科學產生熱愛的感情，激發學生探索問題的強烈愿望，達到培養學生創造性思維的目的。
2、讓學生真正學會學習。俗話說：“授之以魚，不如授之以漁。”探究式教學模式因對問題探求的過程性、參與性和責任感，學生頭腦中形成的表象帶有感性和理性的雙重性，便于學生的再造想象，也有利于創造想象的培養。通過探究結果的分析、概括和抽象。培養了學生創造性發現能力。而CAI課件為學生的自主探究提供了充足的感性材料，為其自學創造了條件。在學生自主學習、積極探索的過程中，教師對學生進行科學方法的訓練，真正讓學生學會學習。
3、能夠促進學生人格的完善。生物教學模式要把發展學生個性作為教育的最重要的目標，好的教學模式能促成學生個性心理的良好發展。將CAI應用于探究式教學模式的整個過程中，教師的作用是及時將CAI課件中的相關材料在適合的時機呈現給學生，引導學生主動、積極地探索，并為學生的探索創造條件，而學生則在教師創設的情境下，發現問題，積極主動地探索問題，以至最終解決問題，得出結論。這種課堂結構的改革，充分發揮了教師的主導作用，也充分體現了學生的主體作用，使學生在這種自由、寬松的學習氣氛中，學習興趣、各項能力和人格個性都得到良好的發展。
所有的教學模式和教學技術都有自身的價值和存在的意義，任何教學模式和教學技術的運用都是為完成教學目標服務的。探究式教學模式強調了學生在學習過程中對問題探求的過程性和參與性，教師通過創設情境讓學生進行觀察來發現問題，進而解決問題，得出結論，讓學生在探究過程體驗中發展以思維能力為核心的各種能力，使學生能自覺運用所學的科學方法調節和控制學習活動，逐步形成一套科學的行之有效的學習方法的研究方法。而CAI以其生動的形式、豐富的畫面，加大了知識的密度，增加了課堂教學的信息量，為學生積累信息開拓了廣闊的視野空間，為學生創新意識、創新能力的形成做好了物質準備。
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