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生物教學(xué)創(chuàng)新體驗(yàn)顯微數(shù)碼互動(dòng)教室論文
摘要 顯微數(shù)碼互動(dòng)教室不僅向人們直觀地展示出微觀世界，而且使教師教學(xué)與學(xué)生探究的過程更加高效、便捷，增強(qiáng)互動(dòng)性和實(shí)踐性，從而提高教學(xué)效率，體現(xiàn)“課堂教學(xué)首先是個(gè)過程”的新課改理念。
關(guān)鍵詞 顯微數(shù)碼；互動(dòng)教室；生物教學(xué)
中圖分類號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：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
生物是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，它的產(chǎn)生、形成及發(fā)展都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，生物實(shí)驗(yàn)課在教學(xué)中具有突出的作用。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，大部分生物實(shí)驗(yàn)課仍采用傳統(tǒng)的演示教學(xué)法，這種教學(xué)方法嚴(yán)重影響學(xué)生觀察能力、創(chuàng)造能力和綜合分析能力的培養(yǎng)和發(fā)展。
1 傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)法存在的弊端
1.1 聽課時(shí)間多，操作時(shí)間少，不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在課上講得非常細(xì)致，花費(fèi)的時(shí)間較多，但學(xué)生一心想動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，不能專心聽講，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間減少，不利于學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)。
1.2 重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)多，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高
生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直以來都以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，往往是教師先演示，學(xué)生按照教師的思路重復(fù)操作，造成學(xué)生成為單純的觀看者，學(xué)一步做一步，他們探究問題的興趣和動(dòng)手能力得不到充分發(fā)揮，嚴(yán)重影響創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
1.3 實(shí)驗(yàn)課多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)課與理論課相結(jié)合
教材中的很多理論性知識(shí)應(yīng)該通過典型實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出，卻直接以定論的形式出現(xiàn)，其中有些內(nèi)容的呈現(xiàn)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(yǎng)其研究問題的能力。
2 數(shù)碼互動(dòng)教室的基本組成及功能設(shè)計(jì)
數(shù)碼互動(dòng)教室由數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)、數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)圖像系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、語音問答系統(tǒng)組成，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的一種新型網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)設(shè)施，該系統(tǒng)將學(xué)生顯微鏡、教師顯微鏡分別與計(jì)算機(jī)相連，構(gòu)成2個(gè)視頻通路和4種語言轉(zhuǎn)換模式，并將計(jì)算機(jī)與數(shù)碼投影儀相連，實(shí)現(xiàn)師生之間有限互動(dòng)。
1）數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)：由一臺(tái)帶高像素（300萬像素或者更高）攝像系統(tǒng)的教師顯微鏡和若干臺(tái)內(nèi)置高像素（通常是200萬像素）的學(xué)生數(shù)碼顯微鏡構(gòu)成。
2）數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)圖像系統(tǒng)。學(xué)生用顯微鏡與教師的計(jì)算機(jī)相連，可在教師計(jì)算機(jī)屏幕同步顯示，也可有選擇性地顯示任何一臺(tái)學(xué)生顯微鏡的圖像。同時(shí)該系統(tǒng)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(tǒng)還具有視頻的白平衡、除噪與單獨(dú)調(diào)整、快速圖像捕捉等功能。
3）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。數(shù)碼顯微圖像處理系統(tǒng)所使用的圖像軟件，不僅提供對(duì)圖像進(jìn)行各種測(cè)量，還可以對(duì)選定目標(biāo)進(jìn)行過濾處理、分割及自動(dòng)計(jì)數(shù)，能手動(dòng)、自動(dòng)拍照、錄像，自動(dòng)曝光和自動(dòng)平衡。
4）語音問答系統(tǒng)，包括教師端主控計(jì)算機(jī)和學(xué)生端的操作面板等，具有全通話模式、學(xué)生示范模式、師生對(duì)講模式、分組討論模式，充分保證交流、學(xué)生之間的雙向?qū)υ捯约皩W(xué)生分組討論渠道的暢通。
3 數(shù)碼互動(dòng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)
顯微數(shù)碼互動(dòng)教室的推出，借用信息化手段，突出實(shí)驗(yàn)教室的互動(dòng)性，不僅給人們直觀地展示出微觀世界，而且使教師教學(xué)與學(xué)生探究的過程更加高效、便捷，提高課堂教學(xué)的有效性與過程實(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(yīng)用，特別是用在生物學(xué)科的微觀部分的教學(xué)，優(yōu)越性更為明顯。
3.1 優(yōu)越的示教功能
在數(shù)碼互動(dòng)教室中，教師使用多功能數(shù)碼顯微鏡，將所示教標(biāo)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)觀察、交流、學(xué)習(xí)，避免造成認(rèn)識(shí)上的誤差。同時(shí)，教師可以任意選擇一位學(xué)生所觀察到的圖像，進(jìn)行共享，使學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間學(xué)到更多的知識(shí)。
3.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控指導(dǎo)
在數(shù)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(yàn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問題，并予以指導(dǎo)和解決，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。
3.3 溝通互動(dòng)功能
在數(shù)碼互動(dòng)教室中，學(xué)生可以通過提問系統(tǒng)及時(shí)主動(dòng)地向教師尋求幫助，問題在顯微鏡畫面中一目了然，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(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)的學(xué)生端設(shè)有拍照鍵，學(xué)生隨時(shí)可以拍攝圖像并存儲(chǔ)，以便將來進(jìn)行分析研究。同時(shí)，該系統(tǒng)具備圖像處理、分析、長(zhǎng)時(shí)間數(shù)碼錄像等功能，在實(shí)驗(yàn)過程中隨時(shí)可以拍攝并保存有價(jià)值的圖片，對(duì)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(shù)碼互動(dòng)教室進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)過程中參與度高，思維活躍、學(xué)習(xí)興趣濃厚。通過引導(dǎo)和鼓勵(lì)，學(xué)生能自主地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，從而得出結(jié)論，并進(jìn)行成果交流。在這一過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)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(shí)增強(qiáng)，有利于今后的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。
【案例】點(diǎn)播版顯微數(shù)碼互動(dòng)教室
點(diǎn)播版顯微數(shù)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(xiàn)顯微數(shù)字化的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)實(shí)際需要在功能上進(jìn)行多方面的擴(kuò)展。
首先產(chǎn)品可幫助實(shí)現(xiàn)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(xiàn)為：教師在講臺(tái)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)到鏡前觀察，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的問題；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(xiàn)圖像瞬間傳輸，授課效率提高10倍以上。師生互動(dòng)的另一途徑是語音互動(dòng)，獨(dú)立的語音互動(dòng)系統(tǒng)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(shè)計(jì)，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(xí)。
其次，電子放大鏡、學(xué)生典型廣播和典型對(duì)比等功能設(shè)計(jì)，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(cè)量/分析功能，可為教師備課提供支持和方便。
整套系統(tǒng)由高品質(zhì)數(shù)碼一體化顯微鏡、系統(tǒng)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、師生語音交流系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)桌凳、水槽、系統(tǒng)控制軟件、圖像處理軟件、專業(yè)教學(xué)軟件等組成，還可根據(jù)需要選配電子白板、液晶投影機(jī)、防靜電地板等。
此外，《高中生物學(xué)數(shù)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(shù)碼互動(dòng)生物教室”實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，又可以應(yīng)用于平常的生物教學(xué)，從而使該軟件的應(yīng)用價(jià)值不只局限于顯微實(shí)驗(yàn)。
實(shí)踐證明，借助數(shù)碼顯微鏡或數(shù)碼互動(dòng)教室不僅很好地解決了傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題，還對(duì)研究性學(xué)習(xí)開展、開拓學(xué)生思維、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、挖掘?qū)W生潛能起到良好的促進(jìn)作用。
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