龐海龍（西北師范大學生命科學學院，甘肅 蘭州 730070）

現(xiàn)代教育技術與生物顯微技術實驗教學整合探索

龐海龍
（西北師范大學生命科學學院，甘肅 蘭州 730070）

從現(xiàn)代教育技術的內涵及與學科課程整合理論出發(fā)，通過對現(xiàn)代教育技術與生物顯微技術實驗教學整合實踐的探索和反思，論述現(xiàn)代教育技術對生物顯微技術實驗教學的促進作用，分析制約現(xiàn)代教育技術與生物實驗教學整合的因素。

現(xiàn)代教育技術；生物顯微技術；實驗教學；整合

生物顯微技術是從細胞乃至分子水平進行生命科學研究的主要手段，在細胞生物學、微生物學、遺傳學、動物學、植物學、解剖學等生命科學實驗教學和研究中發(fā)揮著無可替代的作用，已嵌入生命科學研究和教學的各個領域，學好這門課對其他課程的學習和研究具有重要促進作用。因此，以顯微鏡在生命科學中的應用技術為核心的生物顯微技術，就成為高校生命科學實驗教學的重要組成部分，其教學內容主要包括各種光學顯微鏡及電子顯微鏡的原理、結構組成、使用方法和各類生物樣品的制備技術等，教學理論性、實踐性和技術性要求都較高。由于當前學生人數(shù)多、課時有限、儀器設備尤其是高級光學顯微鏡和電子顯微鏡數(shù)量不足，而設備本身的精密性、復雜性及貴重性，決定了其數(shù)量不可能多，因此嚴重影響了實驗課質量?，F(xiàn)代教育技術的發(fā)展及在教學中的廣泛應用，對傳統(tǒng)教學思想、教學模式、教學方法、教學策略等產生了深刻影響，其與生物顯微技術實驗教學進行科學、合理地整合，能提高實驗教學質量。

1　現(xiàn)代教育技術的內涵與學科課程的整合

現(xiàn)代教育技術一詞出現(xiàn)于20世紀，其內涵經歷了多次演變，目前世界上比較公認的是美國教育傳播與技術學會1994年發(fā)布的有關教育技術的定義：“教育技術是對與促進學習有關的過程、資源進行設計、開發(fā)、使用、管理和評價的理論與實踐?！保?］該定義的主旨就是以現(xiàn)代學習理論、教學理論、傳播理論為指導，以現(xiàn)代教育觀、現(xiàn)代學習觀、現(xiàn)代人才觀為總攬，運用現(xiàn)代信息技術、系統(tǒng)方法對教育信息資源進行獲取、儲存、加工、創(chuàng)新、傳播，對教學內容進行優(yōu)化，對教學過程進行有效調控，使教師的主導性及學生的主體性都能得到充分體現(xiàn)，從而使教育效果達到最優(yōu)化。狹義的講，就是以計算機為核心，把文字、語音、圖像、視聽都集成在一起，具備對圖、文、聲音以及活動影像獲取、儲存、加工、創(chuàng)新、傳播功能的多媒體集成系統(tǒng)，使其成為在先進教育理論指導下所搭建的一種新型教學平臺，從根本上改變傳統(tǒng)教學模式，構建更優(yōu)化的教學模式，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐能力、自主探究和合作精神的學生。所以，現(xiàn)代教育技術不僅僅是教師利用現(xiàn)代信息技術進行教學活動，更不是簡單意義上學生對現(xiàn)代信息技術的學習和應用，而是要實現(xiàn)教育技術與學科教學的有機整合［2］。

2　現(xiàn)代教育技術與生物顯微技術實驗教學整合

2.1現(xiàn)代教育技術與生物顯微技術實驗課前準備的整合

生物顯微技術實驗教學前，學生只有普通光學顯微鏡及簡單生物樣品制備知識，而對熒光、相差、暗視野、微分、干涉和電子顯微技術等了解較少。為了使學生實驗前掌握有關特殊光學生物顯微技術和生物電子顯微技術知識，順利完成對知識的理解，教師要求學生利用網絡、電子圖書館等現(xiàn)代信息技術手段進行課前準備。學生根據(jù)教師要求，了解生物顯微技術的發(fā)展歷史、最新動態(tài)、樣品制作新技術、在生物學科及其他領域的最新應用等，這既節(jié)省了學生的學習時間，培養(yǎng)其自主獲取信息意識和能力，又避免了學生因相關基礎知識缺乏造成知識建構障礙。同時教師將自己制作的CAI課件、電子教案、學習資料等通過E-mail、QQ、個人BBS、學院網頁等傳給學生，學生也可通過同樣的方式將自己獲得的學習資料、心得體會、疑難問題等傳給教師，這既可以實現(xiàn)教育資源共享，又能使學生及時得到教師的指導和幫助。

傳統(tǒng)生物顯微技術實驗教學雖然也要求學生進行課前預習，但由于學習信息來源單一，教材內容更新慢，學生預習大多數(shù)都是抄實驗指導，達不到理想效果。而現(xiàn)代教育技術以其信息量大、更新快、查詢方便等優(yōu)勢，彌補了傳統(tǒng)課前準備的不足。

2.2現(xiàn)代教育技術與生物顯微技術實驗教學過程的整合

2.2.1利用現(xiàn)代教育技術創(chuàng)設適宜的學習情境，激發(fā)學生學習興趣，增強參與意識 建構主義認為，學習是一種建構的過程，知識的獲得是學習個體與外部環(huán)境交互作用的結果，“強調學生在學習過程中主動建構知識的意義，并力圖在更接近、更符合實際情況的情境里學習，以個人原有的經驗、心理結構和信念為基礎來建構新知識，賦予新知識以個人理解的意義”［3］。

創(chuàng)設一種能使學生主動參與、興趣濃厚的課堂教學氛圍，是喚起學生主動參與意識的前提和保證。現(xiàn)代教育技術具有形、聲、動畫兼?zhèn)涞膬?yōu)點，在創(chuàng)設情境、營造氛圍方面比傳統(tǒng)教學更直接、更有效。如在講授從光學顯微鏡到電子顯微鏡的發(fā)展演化過程時，把從網絡、央視科技博覽、科普書籍等方面獲得的信息資源，借助多媒體計算機編輯、整合在一起呈現(xiàn)給學生，不但能使學生系統(tǒng)了解對顯微鏡技術發(fā)展有重大貢獻的科學家，還能了解他們的真實工作環(huán)境，學習其創(chuàng)新精神，認識到光學顯微鏡及電子顯微鏡在細胞的發(fā)現(xiàn)、DNA雙螺旋結構的確立等過程中的重要作用。

2.2.2利用現(xiàn)代教育技術突破教學難點，提高教學效率利用現(xiàn)代教育技術中多媒體計算機的建模及動畫功能，將教學過程中不易講清楚的抽象內容直觀化、具體化、形象化。如在講授相差顯微鏡的原理時，其關鍵的光學元件聚光器及物鏡中的特殊相板，雖然結構簡單，但都內置于聚光器和物鏡中，無法展示，僅靠口頭描述及板書示圖講解，學生理解起來較困難。利用3DMAX制作特殊相板、物鏡、目鏡及聚光器等光學元件的三維模型圖，然后將其編輯成動畫，形象地模擬這些光學元件結構、布局及其對通過的光線所產生的作用，使學生能夠從多方位、多角度觀察、分析相差顯微鏡的結構，輕松理解其成像原理。在講授電子顯微鏡的原理時，由于電子束是不可見的，且電子束的傳播軌跡及電磁透鏡對電子束的作用與普通光學顯微鏡完全不同，傳統(tǒng)教學方式只能從平面角度進行講解，對電子束傳播及電磁透鏡的動態(tài)作用變化過程無法觀察。利用Flash二維動畫功能及3DMAX三維動畫功能制作課件，將電子束在電子顯微鏡鏡筒中螺旋線運動軌跡及電磁透鏡對電子束產生的會聚作用形象、直觀地展示給學生，教師只需略加引導，學生就可以通過觀察、分析很容易地理解其原理。

2.2.3利用現(xiàn)代教育技術提高學生實驗技能，培養(yǎng)學生規(guī)范操作習慣 實驗教學是培養(yǎng)學生實踐技能的重要環(huán)節(jié)，實驗操作是學生實踐技能的主要表現(xiàn)形式。實驗操作步驟、方法是否正確，動作是否規(guī)范，直接關系到實驗結果的準確性與實驗過程的安全性，所以規(guī)范的實驗操作是實驗教學的關鍵。如在生物電子顯微技術實驗教學中，電鏡使用操作步驟繁瑣，操作過程要求嚴格，樣品制備中用到的藥品（如四氧化鋨）有劇毒，因此，標準、規(guī)范的實驗操作就成為實驗課順利進行的保證。傳統(tǒng)實驗教學，通常是教師先講解或演示實驗器材的操作方法與實驗操作步驟，然后讓學生按示范去做，教師巡回指導。這種教學方式在人數(shù)少、操作過程簡單的實驗中比較適用，而在大班授課、實驗內容多、涉及的實驗儀器精密復雜、操作過程要求極其嚴格的實驗中沒有優(yōu)勢，達不到培養(yǎng)學生實踐技能的目的。利用現(xiàn)代教育技術將繁瑣的實驗步驟、標準規(guī)范的操作過程制成錄像或用Flash、3DMAX等軟件設計成動畫在大屏幕上播放，學生還可以利用其快進、快退、慢播、超級鏈接、局部放大等功能，隨時鞏固、反復練習，逐步完成實驗過程，培養(yǎng)規(guī)范操作習慣。

2.2.4利用現(xiàn)代教育技術突破時空、條件限制，拓展教學內容生物顯微技術實驗操作時間長，不能在一次實驗課內完成；有些操作技術性要求很高，或者所用藥品有劇毒，導致實驗過程存在危險性，通常由教師來做，不讓學生動手。如電鏡樣品制備實驗一般歷時較長，從取材、固定到最后制成切片上電鏡觀察，大約需要一個星期時間，對于課時有限的學生來說不可能完成。我們把實驗過程制成動畫或視頻，通過播放課件讓學生有身臨其境的感受，達到演示實驗的效果。實驗要求高、危險性大、平時不能做的實驗，如四氧化鋨溶液的配制、超薄切片的制作、臨界點干燥、電子顯微鏡的操作等，我們把具體操作過程做成交互式課件，讓學生參照實物在計算機上模擬操作達到實驗目的。對于涉及激光共聚焦顯微鏡、原子力顯微鏡、掃描隧道顯微鏡等大多數(shù)實驗室沒有的設備的實驗，可利用網絡從專業(yè)期刊、專業(yè)網站等獲取相關信息資料并進行二次加工，將其融入相應的課件中展示給學生，同時提供相關網址，讓學生利用課余時間自己查閱，不但拓寬了學生的知識面，而且培養(yǎng)了其現(xiàn)代教育技術素養(yǎng)。

2.2.5利用現(xiàn)代教育技術輔助學生對實驗結果進行分析 生物顯微技術實驗的目的就是要學生通過正確、規(guī)范的操作制作出合格的樣品標本，在光鏡或電鏡下觀察到清晰的細胞結構像，并對觀察到的圖像做出準確的解讀。在生物顯微技術實驗中，無論在光鏡還是電鏡下，觀察到的圖像都是平面的，同時由于電鏡放大倍數(shù)大、分辨率高、視野小，在電鏡下觀察到的細胞結構和光鏡下以及教材中的模式圖都相差很大。學生要正確識別電鏡下的細胞結構，必須要了解不同組織細胞的電鏡超微結構圖，在大腦中構建起細胞結構的立體印象，再聯(lián)系各種細胞器的模式圖和細胞的光鏡圖，正確解讀在電鏡下觀察到的圖像的生物學意義。利用掃描儀、數(shù)碼相機、網絡等手段，將教材中的模式圖、插圖、電鏡細胞超微結構圖譜進行掃描、拍照，利用網絡搜集相關圖片，然后用photoshop等圖形軟件進行分解、合成，處理成適用于教學的圖片。利用CorlDraw、Freehand等繪圖軟件繪制一些簡單的示意圖，利用3DMAX建構細胞及細胞器的三維模型等，借助于Authorware等合成軟件，按照從點到線、從線到面、從二維到三維、從靜態(tài)到動態(tài)、從宏觀到微觀、從微觀到整體的原則將其制成課件，并配以相應的文字或音頻說明。借助于這樣的課件，教師稍加指導，學生就能很容易識別在電鏡下觀察到的細胞結構，同時很快在大腦中建構起細胞的立體結構圖片，并和理論課相關知識相聯(lián)系，不但加深了記憶，而且降低了電鏡圖片的解讀難度。

3　現(xiàn)代教育技術與生物顯微技術實驗教學整合的反思

3.1現(xiàn)代教育技術與生物顯微技術實驗整合的效果

現(xiàn)代教育技術使傳統(tǒng)教學方式發(fā)生了改變，克服了實驗教學中遇到的困難，激發(fā)了學生的學習興趣，提高了教師教學效率，優(yōu)化了教學過程，豐富了教學內容，節(jié)約了課堂時間，使學生主體性得以充分體現(xiàn)、教師的主導作用得以有效發(fā)揮、教學質量得到提高，同時加深了學生對現(xiàn)代教育技術的認識［4］。大多數(shù)學生在實驗課上積極主動，能夠運用現(xiàn)代教育技術順利完成實驗過程，并提高了信息素養(yǎng)。

3.2現(xiàn)代教育技術與生物實驗教學整合存在的問題

一是實驗室現(xiàn)代教育技術硬件設備相對滯后。隨著教育改革的不斷深入以及教育部對現(xiàn)代教育技術的重視，高等院校對現(xiàn)代教育技術的重視程度不斷提升，投資建設了校園網、數(shù)字圖書館、多媒體教室、多媒體語音室等，其在教學、科研中發(fā)揮了重要作用。但在多媒體實驗室建設方面投資明顯不足，如我校幾個理科院系均沒有多媒體實驗室。這阻礙了現(xiàn)代教育技術在實驗教學中的應用，成為實驗教學改革不能取得實質性進展的原因之一。

二是實驗技術人員及實驗課教師缺乏系統(tǒng)的現(xiàn)代教育技術培訓。實驗課教師及實驗技術人員對利用現(xiàn)代教育技術進行教學設計的目的、指導思想、設計原則、方法等缺乏系統(tǒng)學習，沒有掌握利用現(xiàn)代教育技術進行實驗教學的手段，對現(xiàn)代教育技術認識不高，導致現(xiàn)代教育技術在實驗教學中的應用滯后。

［1］顧明遠.教育技術［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［2］何克抗.信息技術與課程深層次整合的理論與方法［J］.電化教育研究，2005（1）：7-9.

［3］施方良.學習論［M］.北京：人民教育出版社，1994.

［4］龔大潔，嚴峰.多媒體技術與高校生物教學整合的探索與思考［J］.電化教育研究，2006（3）：63-67.

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1671-1246（2016）15-0036-03