用现代教育技术在生物教学中实施创新教育的研究
金永生（浙江杭州二中）
摘要 长期以来，我国的教育对学生创新精神和创造能力的培养一直是一个突出的薄弱环节。为适应未来知识经济，我们必须彻底转变教育观念，改革教学方法，改革教材内容。要千方百计地培养学生的创新意识，提高学生的创新能力。以数字化信息技术和网络技术为主导的现代教育技术，为教育顺应时代发展的要求创造了条件。本实验用实证性方法，认真研究探索运用现代教育技术在生物教学中实施创新教育的教学策略和方法。实验班的生物教学以培养学生创造力为核心的创新型教学式来组织教学，对照班仍按常规方式进行教学活动。经过6个月的创新型教学，实验班学生的生物成绩非常突出，与对照班的差异达到了非常显著的水平。这证明，在生物教学中培养学生的创新能力，能有效地提高生物教学质量。现代教育技术是运用现代教育媒体传递教学信息的一种创新型的教育方式，在中学生物教学中有着巨大的应用潜力和优势，中学生物教学也因为对现代教育技术的充分运用而加快整个学科教育的现代化进程。充分运用现代教育技术的优势条件，在教育教学工作中不断创新，形成生物教学教研的新思路，培育大批具有创新能力的人才，优质高效地完成教学任务，使现代教育技术在创新教育的实施过程中开出鲜艳的花朵，收到丰硕的果实。
关键词：
创新精神 创造能力 现代教育技术 创新教育 中学生物教学
一．
前言
当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，国力竞争日趋激烈。教育在综合国力的形成中处于基础地位，国力的强弱越来越取决于劳动者的素质，取决于各类人才的质量和数量[1]。为此我国迫切需要建设国家创新体系，而建设国家创新体系的基础，就是通过教育培养大批具有创新能力的人才。
长期以来，我国的教育对学生创新精神和创造能力的培养一直是一个突出的薄弱环节。教育观念落后，不利于学生学习主动性的发挥；教学模式单一，不利于学生个性发展和拨尖人才脱颖而出；教学方法过死，“满堂灌”、“注入式”的现象基本上没有改变；考试方法和考试内容引导学生死读书本；对学生的评价主要以课程考试分数定优劣，课业负担太重等，严重束缚了学生的创新意识的培养和创造能力的发展。为适应未来知识经济，我们必须彻底转变教育观念，改革教学方法，改革教材内容。要千方百计地培养学生的创新意识，提高学生的创新能力。以数字化信息技术和网络技术为主导的现代教育技术，为教育顺应时代发展的要求创造了条件。
现代教育技术是一门新兴的交叉学科，是现代教育科学发展的重要成果。原国家教委副主任柳斌在谈到教育现代化问题时这样说：“教育现代化，首先是教育思想的现代化。教育现代化的关键是教育内容的现代化。教育现代化的物质基础是教育手段、教育技术的现代化”。没有教育技术这个物质基础，教育改革将不会发生质的变化。自50年代以来，随着教育技术实践和研究的发展，它已逐步从教学媒体和传播手段上升到教育、教学活动的设计、组织和评价的方法层次上来。形成了运用技术学的思想、方法和手段来研究和探讨如何有效地分析和解决教育、教学的具体问题的理论和技术[4]。教育技术的不断发展极大地促进了传统教学过程的变革，这些变革的内容主要体现在教学观念、教学方法和教学组织形式等几个方面。它最大的优势在于不受时间、空间、微观、宏观的限制，能将生物教学中所涉及的事物、情景、过程形象地再现于课堂，让学生通过形、声、色的变化，听觉、视觉、触觉等感觉的协调作用，变抽象为形象、变微观为宏观，使学生在愉快、轻松的教学情境中学习和掌握生物科学知识，较好的解决了生物科学知识信息日益膨胀的无限性与教学时间、教师精力等有限性之间的矛盾，使生物教学收到事半功倍之效。
本实验的目的在于：用实证性方法对上述观点进行检验，认真研究探索运用现代教育技术在生物教学中实施创新教育的教学策略和方法。基本假设是：
1．正常智力的学生都有创新的潜能，但这种潜能只有通过培养，才能得以实现和开发[2]。
2．生物教学中，运用现代教育技术展示生命活动的完整运行、成长及发展过程，引导学生分析思考，组织学生进行演绎推理，寻求生命活动的规律性，得出相应的科学原理。调动学生学习的积极性，主动地去探索。从而培养学生的创新思维。
3．在生物教学中，运用现代教育技术介绍生物学发展过程的经典实验、学科发展史等内容。既激发学生的学习兴趣，又能培养学生的创新精神。
4．在生物教学中，运用现代教育技术展示自然界和社会生活中的各种现象，特别是和学生自身生活密切相关的现象，能激发学生的求知欲，从而培养了学生的创新表现能力。
二、研究内容和方法
1．实验对象的选择
根据智力水平、创造性倾向和生物学习成绩水平相当的原则，从我校高二年级十个班中抽出两个班。分成实验班和对照班，高二（10）班为实验班，有50人，（其中男生28人，女生22人）高二（9）班为对照班，有49人，（其中男生27人，女生22人）。并对实验班和对照班的学生进行了各项测试，测试结果如表（1）
表（1）实验班和对照班学生的各项测试成绩
|
|
平均智商 |
创造性倾向 |
生物成绩（平均分） |
|
对照班 |
102．79 |
106．71 |
63．04 |
|
实验班 |
102．30 |
104．02 |
65．30 |
从上表可以看出，实验前两个班各项测验指标都无显著差异。
2．教学策略
（1）实验班的生物教学以培养学生创造力为核心的创新型教学
式来组织教学，具体模式如下：
培养和激发学习动机，提高自学能力、情感和意志能力 多种感官感知、输入信息 激发动机
计算机，实物投影仪，录像VCD等多种媒体引入知识点
电教媒体优化组合、强化知识点、重现信息 探索、解决问题、提高观察、记忆、思维和理解能力 生物信息进入学生信息加工系统并编码储存信息
概括迁移 媒体信息与生活实际相联系 归纳总结形成系统的知识体系促进学习迁移 培养创新思维
行为得到强化 提供反馈评价行为 媒体呈现作业信息 检验反馈
本模式把生物课堂教学分成相互联系的四个阶段：
激发动机阶段：教师把丰富多彩、生动有趣、令人深思的生物知识通过多媒体传播给学生，激发学生强烈的求知动机，提高学生自学能力、情感和意志能力，促进学生智慧的发展。
引导探索阶段：在环境提供的一连串的刺激下，使生物信息进入学生信息加工系统，教师启发学生自己来界定问题、探索问题，自由发表看法，引导学生透过现象看本质，以帮助学生解决疑难问题，使学生获得正确信息，并储存信息。从而增强学生的记忆力，提高观察、思维和理解能力。
概括迁移阶段：把媒体信息和学生所掌握的课本知识以及实际生活联系起来，培养学生的概括能力和知识迁移能力。以鼓励学生在能够设计出来的尽可能多样的新情境中应用所学内容，从而培养学生的创新思维。
检验反馈阶段：通过多媒体来显示作业信息，让学生根据自己的掌握程度选择进度和题型，由电脑帮助检验和判断，老师提供反馈的评价，这是联系情感领域的一面，老师的肯定和表扬可以使学生产生愉悦的心境，这种愉快感反过来可以推进学习。
（2）对照班仍按常规方式进行教学活动
三、结果与分析
1．实验班与对照班学生创造性倾向前、后测成绩比较
为检验实验变量对学生创造性倾向的影响，我们对实验班和对照班学生进行了威廉斯创造性倾向测验。威廉斯创造性倾向测验，又称发散性情意测验，是美国创造力研究专家F．E．威廉斯为配合创造性教学而专门为儿童及青少年设计的团体测验之一。该测验共包含50道题，其中正面题42个，反面题8个，由被测者自陈观念倾向。威廉斯创造性倾向测验，可以得到4种因素分和一个总分。四种因素分主要评价受试者冒险性、好奇性、想象性和挑战性的水平[2]。实验班和对照班学生威廉斯创造性倾向测验的前测成绩见表（2），后测成绩见表（3）
表（2）实验班与对照班学生创造性倾向前测成绩
|
|
|
N |
Max |
Min |
X |
S |
Z |
|
总分 |
实验班 |
50 |
128 |
81 |
106.71 |
9.02 |
1.46 |
|
对照班 |
49 |
124 |
78 |
104.02 |
9.28 |
||
|
冒险性 |
实验班 |
50 |
28 |
17 |
23.24 |
2.35 |
1.36 |
|
对照班 |
49 |
27 |
18 |
22.56 |
2.63 |
||
|
好奇性 |
实验班 |
50 |
40 |
19 |
31.04 |
5.02 |
1.35 |
|
对照班 |
49 |
41 |
17 |
29.68 |
4.96 |
||
|
想象性 |
实验班 |
50 |
34 |
20 |
26.67 |
3.84 |
1.32 |
|
对照班 |
49 |
33 |
18 |
25.65 |
3.92 |
||
|
挑战性 |
实验班 |
50 |
34 |
19 |
26.92 |
3.28 |
1.42 |
|
对照班 |
49 |
32 |
18 |
25.83 |
4.32 |
表（2）显示，在实验开始时，实验班和对照班学生的创造性倾向成绩从整体上看，相差无几，其Z检验均无显著差异。
表（3）说明运用现代教育技术在生物教学中实施创新教育，使实验班的创造性倾向成绩包括冒险性、好奇性、想象性、挑战性和总分共计5个项目分的Z检验均超过显著水平，说明运用现代教育技术在生物教学中实施创新教育是有成效的，使学生的创造性倾向得到了发展。以上数据也充分证实了我们实验前的假设：具有正常智力的学生都有创造能力，只有通过有目的有计划的培养才能得到现实的开发。
表（3）实验班与对照班学生创造性倾向后测成绩
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|
|
N |
Max |
Min |
X |
S |
Z |
|
总 分 |
实验班 |
50 |
130 |
102 |
118.5 |
7.86 |
2.39 |
|
对照班 |
49 |
125 |
83 |
114.16 |
9.87 |
||
|
冒险性 |
实验班 |
50 |
29 |
22 |
25.3 |
2.02 |
2.2 |
|
对照班 |
49 |
28 |
18 |
24.2 |
2.98 |
||
|
好奇性 |
实验班 |
50 |
40 |
27 |
35.08 |
4.48 |
2.02 |
|
对照班 |
49 |
39 |
25 |
33.42 |
3.68 |
||
|
想象性 |
实验班 |
50 |
38 |
23 |
30.00 |
3.51 |
2.46 |
|
对照班 |
49 |
36 |
19 |
28.20 |
3.84 |
||
|
挑战性 |
实验班 |
50 |
35 |
25 |
29.80 |
3.26 |
2.17 |
|
对照班 |
49 |
34 |
19 |
28.56 |
2.41 |
1．实验班与对照班生物知识前后测成绩比较
为检验实验变量对学生学习生物知识的影响，我们对实验班和对照班学生的生物知识进行了测查，结果如表（4）
从表上可以看出，在实验开始时，实验班与对照班学生的生物成绩，
对照班略高于实验班，而且标准差比实验班小，说明当时对照班比实验班是稍胜一筹的，经过6个月的创新型教学，实验班学生的生物成绩非
表（4）生物知识前后测比较
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|
N |
Max |
Min |
X |
S |
Z |
|
|
前测 |
实验班 |
50 |
87 |
50 |
63.04 |
16.98 |
0.77 |
|
对照班 |
49 |
88 |
52 |
65.30 |
11.80 |
||
|
后测 |
实验班 |
50 |
95 |
76 |
87 |
4.85 |
5.43 |
|
对照班 |
49 |
91 |
69 |
80.91 |
6.20 |
||
常突出，与对照班的差异达到了非常显著的水平。这证明，在生物教学中培养学生的创新能力，能有效地提高生物教学质量。
四、讨论
1．运用现代教育技术在生物教学中实施创新教育的优点
经过一段时间的研究和实验，我们感到，以数字化信息技术和网络技术为主导的现代教育技术进入课堂后，极大地促进了传统教学过程的变革，这些变革的内容主要体现在教学手段、教育观念、教学模式和教学内容等几个方面。
（1）教学手段的更新
在传统教育技术模式下，知识的传播主要靠教师讲授，其手段主要是粉笔和黑板以及一些简单的直观教具。因此只有改变教育信息传递的效率和质量才能适应当前知识爆炸的趋势。生命科学是以生命现象及其规律为研究对象的，而生命是复杂的、多维的、有机联系的、动态的、发展变化的，因此在生物课堂教学中运用现代教育技术手段有着得天独厚的优越性。运用现代教育技术能够真实地再现生命世界中的生物形态结构、运动方式及其生活环境和生活习性，也能形象直观地模拟生物体内部的复杂结构、生理过程、变化机理。例如，蛙的个体发育、生物与环境的关系、DNA分子的双螺旋结构、半保留复制过程及对蛋白质合成的控制机理等。现代教育技术可以把学生的感知能力带出普通课堂时空的域限，漫游在全球之中，在生命世界的宏观和微观层次中任意跳跃。它可以让学生在几秒钟内看到一朵花蕾的绽放、一种生命从一个细胞开始到衰亡；也可以把快速运动的生物定格慢放、反复观察等等。其教学效果是其他教学手段无法比拟的。
（2）教育观念的更新
现代教育技术的意义不仅仅在于教学手段的现代化，更在于它所带来的教育观念的更新，也只有在教育观念上先行转变，才能充分借助现代教育技术手段深化中学生物教学改革，如果没有正确的指导思想和观念，再先进的技术和设备也发挥不了作用。现代教育技术手段所带来的生物课程教育观念的更新主要体现在：
① 学生学习地位的转变
传统教育的教学指导思想是以书本为中心、以课堂为中心、以教师为中心，忽略了学生的主体地位。现代教育技术在教学中的应用，学生可以自由选择各种不同的学习路径和学习进度来达到同一学习目的。还可以把各地的图书馆、网上学校、多媒体教育资料信息库等直接与学生连接起来，学生被推向前台，直接面向信息世界。促使学生积极思考，主动地进行探索式、研究性的学习，构筑和发展自己的知识结构，使学生由被动接受信息转变为主动地接受信息，实现学生的主体地位。
② 教师角色的转变
传统教育观念把教育过程看作是教育者对受教育者进行知识传输和人格外塑的过程。由于现代教育技术在教学中的运用，教师将不再是课堂上的灌输者、垄断者，而转变为学生学习的咨询者、督促者和组织者[4]。借助现代教育技术手段，教师可以更简便有效地获取大量的生命科学知识信息等教育资源。大大提高生命科学知识的表述与传播效率。使教师从繁重的教学工作中解放出来，致力于研究设计和引导学生学习的路径、台阶，建设学生知识结构的支撑点。有效地发挥教师的主导地位。
（3）教学模式的更新
随着现代教育技术的发展和应用，教学模式已发展为多种形式，当前应用于教学过程的模式可归纳如下：多媒体组合课堂教学；多媒体计算机辅助教学；网络交互探讨教学。虚拟现实教学等[4]。这些模式在教学中的应用收到了良好的效果。网络交互探讨教学模式利用多媒体技术的交互性，使教师和学生能够与画面直接进行双向交流、协商讨论，达到学习知识、掌握知识的目的。
（4）教学内容的更新
随着科学技术的发展，知识领域的不断分化和结合，教学内容在量、质、结构和形式上发生了重大变化。现代教育技术使信息的载体从书本、刊物和报纸转移到存储量极大的磁场形态，从而轻易地实现信息的集约化。一张光盘可以存储650兆甚至更多的信息，能够容纳一个中学的图书馆的文字资料，或图片近万张，或全屏动态图像72分钟。互联网可以使各学校的资源共享，使教学内容丰富多彩，在数量上它大大超出了学校教育所提供的信息。在内容上，它已不是单一的文字符号，而是将多媒体融于一体。例如，《双语人体百科探秘》多媒体软件，有30万字的文字资料，3千幅图解和语音讲解以及170个动画和实时操作，软件除了提供3千多项条目的检索之外。还设计了各种交互的方式，为学生选择符合自己需要的教学内容提供了方便[3]。学生可以通过选择不同的模块来构建自己的知识结构，以形成个体独特的知识体系。
2．运用现代教育技术在生物教学中实施创新教育过程中存在的问题
（1）没有相关的多媒体CAI软件资料库作后盾
目前在市场上可以购买到的教学软件不多，一般和生命科学相关的教育软件有：百科知识类的；或者是动物类的；植物类的；人体类的；但这些软件主要由多媒体制作公司、出版社投资开发，它们的软件不是围绕生命科学课程教学的，而是围绕市场营销的；所以课堂上用的课件主要由学科教师进行创编，但教师的精力和技术都是有限的，因此多媒体CAI和网络教育资源软件相当的贫乏，也是当前深入运用现代教育技术的一大障碍。
（2）缺乏现代化教育技术的教育观念及应用模式的理论研究支持
生物教学中对现代化教育技术的理解往往只注重它作为教学手段的一面，即工具性的一面；这个工具是如此的先进，转而又使我们忘记了它的工具属性，把它等同于生命科学教育的现代化或现代化的标志，忽视了现代教育技术所带来的教育观念的变革，也忽视了它作为教学手段的局限性。没有同样先进的、符合信息时代要求的教育观念为先导，在教学中没有现代教育技术的理论和理念作支持，那么在技术层面上的尝试就容易迷茫而徘徊。
综上所述，现代教育技术是运用现代教育媒体传递教学信息的一种创新型的教育方式，在中学生物教学中有着巨大的应用潜力和优势，中学生物教学也因为对现代教育技术的充分运用而加快整个学科教育的现代化进程。为此，我们要充分运用现代教育技术的优势条件，在教育教学工作中不断创新，形成生物教学教研的新思路，培育大批具有创新能力的人才，优质高效地完成教学任务，使现代教育技术在创新教育的实施过程中开出鲜艳的花朵，收到丰硕的果实。
参考文献
柳斌总主编、郑斌、王定华主编（1999）创新教育案例全书（上），北京教育出版社。1-2。
段继扬（1999）创造性教学通论，吉林人民出版社。424-423。 464-465。
夏敏(2000)研究生课程班教材（未出版）上海师范大学.14-19。
高金岭(1999)现代教育技术与现代教育，广西师范大学出版社.33-34。 96-97。