信息技术环境下高中生物教学中学生自主学习能力培养

《信息技术环境下高中生物教学中学生自主学习能力培养的研究》

中期评估研究报告

溧阳市埭头中学生物课题组执笔：史晓胜

“信息技术环境下高中生物教学中学生自主学习能力培养的研究”课题于2006年8月被中央电教馆批准立项为“十一五”电教课题的青年课题。按原计划于2008年6月中期评估，课题实施一年多来，在溧阳教育局电教中心、溧阳市埭头中学教科室的指导下，我们认真开展了研究，取得了阶段性的成果。

一、课题研究背景：

21世纪是信息时代，也是生物世纪,信息技术的飞速发展无疑将影响教育的现状.学校的教学设施、办学条件进一步得到改善,计算机将成为学生探索知识的重要工具,通过多种媒体教学信息的收集、传输、处理和共享来实现教育教学目标的新型教学模式，多媒体网络教学模式的特点是：资源共享、交互性强、多任务。现代教育技术，特别是多媒体技术，以其特有的文字、图象、声音、立体动画、编辑剪贴等功能，运用于生物教学教研活动，具有传统教学手段无法比拟的优势性，已越来越受到教育界、学术界的关注，成为生物教学和学生学习的一种重要工具。

当前，以信息网络为载体，以学生发展为本的课程改革正在兴起，“新课程、新理念、新教育”必然要求更新相对陈旧的各种教学方法与观点，新理念倡导：探究性学习，让学生主动参与、乐于探究，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，突出创新精神和实践能力的培养。改变相对封闭的学习环境，改进传统的学习方成为大势所趋。如何开展现代信息技术支持下的生物教学，如何利用现代信息技术提高学生的自主学习能力和自主创新能力，是我们课题组一直在思考和探讨的问题。传统学习方式已表现出它的局限性，网络信息的传播冲击着传统的教育，使自主的、探索式的、个性化的学习成为可能。溧阳市埭头中学自从被评为三星级中学以来，信息技术教学环境已经全面构建到位，拥有独立的微机室3个，多媒体教室31个，网络教室3个。教师的计算机操作水平大有提高，尤其是课题组内的几位教师，在溧阳市、常州市各级信息技术比赛中都有获奖，为我们的课题研究提供了较好的条件

二、本课题的研究目标：

1、建立在信息技术环境下的培养学生主体性的生物教学新模式和教学方法，优化教学过程，推进素质教育，最终达到提高学生的学习能力和学习成绩的目的。

2、研究在信息技术环境下学生的学习方法和途径的变革，培养学生利用现代信息技术进行自主学习的能力。

3、研究在信息技术环境下教师的教学方法和途径的变革，使教师能充分利用现代信息技术进行对学生自主学习能力的培养。

4、提高教师的信息素养和教学科研能力，完善集教学、学习和交流于一体的有丰富网络教学资源的生物学科教育资源网站，开发大量多媒体网络教学课件且编辑成资源专辑。

三、课题研究工作的简要回顾：

1、准备阶段：2006年2月－2006年8月，

查阅相关资料，调查学生的认知水平、学习状态、能力水平（包括电脑操作水平、上网时间）等。学习有关多媒体信息技术方面的知识，如FLASH动画制作、网页制作技巧及《CAI 课件制作》等书籍，通过自学与校本培训、自我研究与小组交流，全组人员不断学习现代信息技术和多媒体课件制作技术，现在基本能根据教学目标和学生特点制作较为有效的教学课件，基本能熟练使用多媒体教室、网络教室进行学科教学学习有关自主性学习的基本理论；

阅读《基础教育课程改革纲要》、《走进新课程》、《在新课程理念下教学方式和学习方式的转变》等，了解自主性性学习和多媒体教学的一些基本程序。

课题组负责制定课题实验研究计划及实施方案，成立了课题研究小组，认真研讨本课题的研究意义、研究内容、研究方法等内容，确立本课题的研究对象为：高一年级、高二、高三选修生物的班级。提出高中生物课堂教学的新模式：学案导学→解疑激趣→自主探究→互动建构→应用反馈。在这种模式下，这需要我们预先钻研教材，研究学生的学习现状，并在此基础上精心设计出科学合理的学案，预先发给同学们，这样才能实现课前预习，课堂自主探究，课后应用反馈，三位一体，真正体现：知识与能力，过程与方法，情感态度与价值观的新课程教学理念。

2、实验阶段（2006年8月——2008年5月）

参加本实验研究的老师对相关的教育、教学理论和网络技术进行学习，撰写实际可行的教案，并制作收集整理多媒体教学的课件，并开始制作学科的网络课件。请信息技术教学方面的教师指导讲学，在已有的网站上建立学科教育资源，上传网络教学教案、课件、学习资料，建立网上自我检测和题库系统。每学期进行一次阶段性总结，总结一学期研究经验，部署下学期研究计划。实验班教师向全校开放课堂，教研组组织了专题听课、说课、评课活动。各实验教师边实验边进行阶段性总结，写出阶段性总结报告。加强实验班的纵向交流，互相探讨，交流经验，不断完善实验研究方案。将课题研究搬入课堂，以教学过程中实际问题作为研究对象，进行课件制作研究，开设多媒体教学研究课，引导学生在生物学习中进行自主性学习，以提高学习效益，让学生个性得到健康发展。尝试进行网络背景下的自主性学习，开展主题式探究活动，以培养中学生运用现代信息技术开展自主学习的能力。经过本阶段的研究，形成了一批已经获奖的教学研究案例、教学论文、课件等。

3、总结阶段：08年5月—08年8月

汇集课题实施过程中各类音、图、像资料以及CAI课件、建立相关课件库、专题学习网站等。成果的分析、评价（鉴定）和总结：全面回顾、总结课题实施情况，整理实验过程材料并撰写研究报告，进行成果鉴定及推广研究。

第一研究阶段：2006年8月份以来，课题组开始着手进行课题研究，一方面组织本组老师继续认真学习现代教育技术理论和新课程改革理念，撰写学习论文；另一方面，组织本组老师积极投入教学实践，即通过研究制作多媒体教学课件，并应用于生物课堂教学中，努力探索信息技术与课程改革、课程目标、课程内容的优化整合。

（一）、加强学习培训，提高课题组成员的素质

1、主要分工安排表如下：

每位教师结合本学科特点，制作了不少相关的课件，建立了本课题的专题学习网站等。（二）、课题组成员加强学习，积极提高自身信息应用水平

到2006年8月份以来，已初步取得了研究成果，完成的个案研究有《细胞分化、癌变和衰老》在江苏省普通高中各学科新课程教学创新设计评选中荣获二等奖，网络课《光合作用》获好评，汤益松制作的软件在溧阳市中小学现场网络教学软件设计评比活动中荣获三等奖。组织本组老师积极投入教学实践，即通过研究制作多媒体教学课件，并应用于生物课堂教学中，努力探索信息技术与课程改革、课程目标、课程内容的优化整合。主要是建立了必修1、必修2、必修3、选修1、选修3等系列课件库。此外，还撰写了多篇具有较高水平的研究论文等，开了两堂溧阳市级课题研究课《神经调节》、《细胞的结构和功能》（由汤益松、史晓胜老师开课），精心的课堂结构设计，精美的课件制作以及扎实的口头表达能力的训练得到听课老师的一致好评。撰写了多篇具有较高水平的研究论文。

中期研究阶段：每位课题成员认真学习实施计划，填写试验课教案、完成学习摘记、教科研学期总结，积极参加有关论文的评比活动。其中孙定川老师的《防止多媒体辅助教学中的极端化倾向》一文获江苏省优秀论文评选二等奖；史晓胜老师2006年撰写的论文《高中生物教学在信息技术环境下进行自主学习的研究》获省教育学会论文评比二等奖，2006年撰写的论文《信息技术与生物学科教学的整合实施策略研究》获省教育科学研究院论文评比三等奖。2006年度撰写的论文《新课程理念下高中生物有效教学的设计策略》在溧阳市教育学会生物教学专业委员会论文评比中分获一等奖。狄乐群被常州教育局授予“常州市现代教育技术工作先进个人”光荣称号，汤益松的论文《新课程生物教学中探究式教学之我见》获江苏教育学会二等奖，《激发学生思维的利剑——探究学习》江苏教育学会三等奖；潘国宝的论文《让学生在自主合作中学习生物》省教育学会三等奖，史晓胜老师2007年评为溧阳市第六批学科带头人； 2006年在溧阳市高中生物优质课评比中获一等奖，在2007届高考中学科教学成绩优秀，被评为溧阳市先进备课组，2007年被评为校先进党员。2006年所执教的溧阳市级研究课“细胞专题”得到高度评价。

2007年8月份以后，生物组认真总结前面的研究经验和不足，并针对研究过程中出现的主要问题进行更为深入的探索，通过对信息技术教学的研究，对教学方法与学习方式产生一次革新，较大程度地激发了教与学的兴趣，将抽象化为具体，将枯燥变为生动，激发了学生的学习兴趣，吸引学生参与学习过程，变被动式学习为主动式学习，充分发挥了学生的主体作用，学习者在一定的情境下通过协助、讨论、交流（包括老师提供的指导与帮助），并借助必要的信息资源主动建构的，信息技术教学促进了教学方法和手段的改进，也有利于学生的自主学习和协同学习，为学生实现自由选题和自主择师创造了条件。丰富了教学内容，有效地调动了学生的学习兴趣，极大地提高了课堂教学效率和质量；实验教师在总结上阶段课题经验的基础上取得突破性的进展，并整理课题研究材料，总结教改经验，分析、归纳从而得出有意义的研究结论，撰写课题阶段性报告。

目前在前两个阶段的基础上，我们正在进行全面总结，收集各种实验数据，整理各项台帐资料，如撰写的教学论文；各种课题的活动记录；公开课的教案、汇集网络课件等等，形成课题研究报告，并准备通过网络发布和会议交流等手段，将本课题研究成果进行宣传和推广。史晓胜老师的《DNA分子的结构和复制复习》、《生物育种问题归类》《基因在染色体上》，孙定川的《植物对矿质元素的吸收》、《植物的激素调节》，汤益松的《种群的特征》、《果胶酶在果汁生产中的作用》、潘国宝的《染色体变异》《降低化学反应活化能的酶》，戴婷的《基因工程及其应用》、《细胞核──系统的控制中心》，乔青祝的《细胞的能量“通货”——ATP》、《生长素的发现探究性教学案例》等多媒体公开课教学，都取得了良好成效，丰富了教学内容，有效地调动了学生的学习兴趣，极大地提高了课堂教学效率和质量；在研究过程中，我们组老师及时针对自己的教学设计、教案、教学过程、教师评议、问卷调查的优缺点进行系统总结，从中初步探索出一条高中生物多媒体课堂教学的模式，其基本操作程序分为如下：学案导学→解疑激趣→自主探究→互动建构→应用反馈五大部分。在这五部分中，始终贯穿

着

“师为主导、生为主体、疑为主轴、动为主线”的四主教学原则，其中自主学习、小组讨论、信息反馈三环节是学生的主体性活动，也是整个教学过程的最重要部分。

四、本课题的研究思路:

在新课程理念的指导下，通过对多种媒体的综合运用，创设教学情，切实发挥教师主导、学生主体和媒体的作用，发展学生的自主学习能力，逐步提高学生信息收集和处理能力，分析和解决问题能力及交流合作能力，提高学生的生物科学素养。我们课题组成员进行了广泛的讨论，在总结以往教学实践的经验的基础上，提出高中生物课堂教学的新模式：学案导学→解疑激趣→自主探究→互动建构→应用反馈。

1、学案导学：教师预先钻研教材，研究学生的学习现状，并在此基础上精心设计出科学合理的学案，预先发给同学们，学案分课前预习，课堂讨论，课后巩固，三位一体，和谐有序的学案设计，教师提供专题学习网站或网址供学生搜索拓展资料真正体现：知识与能力，过程与方法，情感态度与价值观的新课程教学理念。

2．解疑激趣：充分利用以现代信息技术手段，通过联系学案中的学生集中的问题，选择重点、难点进行师生讨论集中解疑，然后结合新课内容以形象生动且有利于学生内心体验的表现手法向学生展示具有更具广阔性和深入性的问题情景，使学生在认知结构上产生知与不知的矛盾，形成积极的学习动机。

3．自主探究：学生可根据所作出的猜想，利用教师创设提供的内容丰富、信息量大，交互功能强的网络资源和必要实物、课本，根据自己的实际和知识的特点进行独立的思考探索，并在教师或同学的协同(师生、生生沟通，小组交流、汇报等)下，释义思辨，探索发现知识规律，分析问题结构，构思解题思路，在这一过程中，学生自始至终地参与探究，是知识的发现者，教师则是学生探究过程中的指导者。

4．互动构建：针对在探究过程中已初步确立起来的对所研究问题的认识，再次通过建立在互动、交流基础上的理性思维，对所研究的生命现象，通过归纳、演绎、比较、抽象等思维方式，形成较为完整的认知结构和科学方法、世界观等。在互动、交流基础上的理性思维，对所研究的生命现象，通过归纳、演绎、比较、抽象等思维方式，形成较为完整的认知结构和科学方法、世界观等。

5．应用反馈：充分利用计算机信息技术，设计应用知识于实践的问题，进一步巩固、深化、活用所学知识。此外，还应努力创设好将知识应用于新情景的问题，使之借助于新问题情景的刺激，使学生通过回忆、分析、迁移等思维方式促进学生的创新思维。

五、课题研究取得的成绩

生物组自2006年8月开展课题研究以来，经全体课题研究人员的努力，已取得初步的成果，并把部份课题成果应用于实际教学中。主要研究成果有以下几个方面：

1、运用各种平台技术，结合生物学科特点，制作多媒体课件

结合生物学科的特点，在生物学科教学中运用信息技术进行多媒体教学，综合应用动画、影像、图象、图形、声音、文本等多种媒体，激发学生的学习兴趣，增强学生的参与意识。多角度地将大量教学信息快速地传递给学生，突破重点、解决难点，加深学生对知识点的理解。优秀课件：

（1）、课件名称：《DNA分子的结构和复制》作者：史晓胜

（2）、课件名称：《生物育种问题归类》作者：史晓胜

（3）、课件名称：《基因在染色体上》作者：史晓胜

（4）、课件名称：《DNA是主要的遗传物质》作者：史晓胜

（5）、课件名称：《细胞器的结构和功能》作者：孙定川

（6）、课件名称：《植物对矿质元素的吸收》作者：孙定川

（7）、课件名称：《植物的激素调节》作者：孙定川

（8）、课件名称：《种群的特征》作者：汤益松

（9）、课件名称：《光合作用》作者：汤益松

（10）、课件名称：《染色体变异》作者：潘国宝

（11）、课件名称：《降低化学反应活化能的酶》作者：潘国宝

（12）、课件名称：《基因工程及其应用》作者：戴婷

（13）、课件名称：《细胞核──系统的控制中心》作者：戴婷

（14）、课件名称：乔青祝《细胞的能量“通货”——ATP》作者：乔青祝

（15）、课件名称：《生长素的发现探究性教学案例》作者：乔青祝

(16)、汤益松网络教学软件设计溧阳教育局三等奖

2、搜集信息，构建以本校生物组为单位，以服务生物教学为目标的生物教学网站、课例。

通过努力，构建一个多层次、多视角、多渠道、多方位的校内校外相互联系，课内课外相互补充，多种方式相互融合的多媒体教育的立体网络。本课题组建立了自己的专题网站《埭中课题》、2006年汤益松的《细胞的分化、癌变和衰老》课例在江苏省新课程教学创新设计评选中获省二等奖。

3、教学教研论文：

根据学校教科所的统一指导，积极撰写有关课题研究的论文，学习相关理论知识，总结

4、教学成果：

（1）史晓胜在2007年被评为溧阳市第六批学科带头人。

（2）史晓胜2006年在溧阳市高中生物优质课评比中获一等奖，

(3) 汤益松2006年溧阳市第三轮中青年教师基本功竞赛中三等奖、

2007年溧阳教育局行政嘉奖、埭头中学优秀青年教师

（4）狄乐群2006年被常州教育局授予“常州市现代教育技术工作先进个人”

（5）潘国保2006年被评为溧阳市埭头中学优秀教师、2008年埭头中学优秀教师

（6）孙定川2008年埭头中学优秀教师、2007年校级先进工作者

六、课题研究的体会

经过较长一个阶段的研究，我们深深感受到充分利用现代教育技术，特别是多媒体辅助教学手段，对高中生物教学具有的非常好的功效。在以上众多的优秀课例中，都具有以下几方面的共性和优点：（

1）利用多媒体教学，能够增加课堂教学容量，丰富教学内容，尤其是通过观看多媒体视频，提高学生学习兴趣，最终达到提高课堂教学质量的目的。（2）把媒体资源和教材资源进行优化整合，通过问题的形式驱动学生学习的活力，有助于学生的自主学习；（3）结合相关习题和多媒体资源构建生动、具体的知识背景，有助于学生对生命本质的理解。（4）通过设置课堂讨论，有助于学生合作学生，培养合作意识、增强学生的创新意识。（5）教学程序层次分明，逻辑性、节奏性强。（6）运用讲述，比较、启发等多种教学方法讲授分析教学内容，活跃了学生的思维，能较好地培养学生分析、理解、综合、归纳的能力。（7）教师在研究的过程中得到了锻炼，业务能力不断提高。这些都有利于素质教育和创新教育的实施。

七、本课题研究的难点与困惑分析

当然，在课题的研究过程中，我们也存在许多需要进一步改善的地方：（1）对现代教育技术理论的学习还不够深入，理论与实践相结合得不够。（2）课堂中教师的解疑释疑，应仅仅是一种辅助的作用，而学生的自主探究、自主学习才是主体，对这点的把握有时体现得不够充分，师生互动略显不足，教师讲解偏多。教授时间太多，留给学生自主学习及思维空间太少，创设思维情景的设想没能体现，学生的主体作用没能充分调动起来，“教师主导、学生主体”的原则如何体现，才能达到最佳程度？（3）对课本中的“问题探讨”分析是否可以多让学生先自主分析或展开论辩？如讲授《生物技术的安全性与伦理道德》的转基因生物的安全与不安全问题，学生陈述各自课前所集材料，课后还可在讨论区深入讨论，这样对培养学生收集资料，分析材料的能力或许有所帮助，有助于学生今后解答材料题。但是问题是教师在具体操作过程中，如何指导、如何点评？这就要求教师具有过硬的素质和水平。（4）如何制作出一系列更加符合高中生物教学实际、更加适合高中生物教学的优秀课件或专题网站？（5）如何有效实现教学内容、教学目标与信息技术的优化整合？（6）在教学过程中如何最充分的利用和体现出“四主”教学原则？（7）如何构建出比较完善、比较可行的新型高中生物教学模式？等等，种种问题还有待于我们更深入、更细致、更系统的实践和探索。

八、我们还必须从以下几个方面继续努力：

1、加强学习，一方面是利用教研例会学习相关理论，提高整个教研组老师的整体理论素养；另一方面，每一位教师应充分利用业余时间学习相关现代教育理论同时，积极参加各种现代技术的培训，提升自身素质。

2、提高课件制作水平，制作的课件不求精美，但是应该力求适应生物课堂教学的需要，把教学内容与信息技术手段有效地进行优化整合，充分地体现“四主”教学原则，改变传统的生物课堂教学只重结果、不重过程，只重成绩、不重能力那种满堂灌、一言堂等弊端，确实培养学生的自主学习、自主探究、相互合作学习等能力，让他们学会学习、学会合作、学会实践、学会创新、学会审美、等等。

3、不断扩大多媒体教学的利用率，在探索新课程生物与信息技术优化整和问题的过程中，摸索出一条比较完善、比较新颖、比较可行的新型高中生物教学模式。

4、在项目组的安排与联系下，联谊几个搞得好的学校，分工协作，资源共享，优势互补，尤其是专题学习网站的建设，使自己提高得更快更好；

5、拟订切实可行的计划，定期召开课题组教师会议，及时发现问题，解决问题；定期举行课题组的课题活动，及时上传资料，切实把课题引进常规课堂，提高教学质量。

九、下一阶段研究的重点。

1、对信息技术环境下的课堂教学模式进行优化和创新，探讨模式中的变式，建立有实效埭头中学信息技术环境应用下的生物教学模式。

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