生物数字化微格教学系统的构建-

生物数字化微格教学系统的构建*摘要:本文通过总结传统生物微格教学技能训练存在的问题,从而构建出生物数字化微格教学系统的组成,并从该系统的组成和优势这两个方面进行了探讨,同时针对生物类师范生的特点在构建教学系统时增添了许多实验设施和实验仪器,为培养生物类师范生的实验教学能力提供了便利。关键词:微格教学教学技能数字化手持技术微格教学(Microteaching)又称“微型教学”“小型教学”和“录像反馈教学”等,它是以现代的教育理论为基础,利用先进的媒体信息技术,依据反馈和评价理论为依据,分阶段、系统地培训师范生和在职教师教学技能的活动。微格教学作为一种有效地培训方法,其最突出的优点在于重实践操作,是一种全新的实践活动。在微格教学的实践和发展过程中又融进了很多新的教学理念和方法,目前,一般认为微格教学的实施过程包括以下几个步骤(如图1所示):一、传统生物微格教学存在的缺点1.传统微格教室的设备陈旧、过时,无法满足培训的需求传统的微格教学设备上存在着一些自身无法修复和升级的弊端,具体是以下几点:传统微格教室器件使用频率高,容易损坏;传统微格教学的观摩、研讨相对集中,不方便专家随时、随地评课;传统的微格教学的观摩设备和测评系统分离,不方便扩充微格教学的规模和功能,也很难与越来越普及的网络化、数字化设备接轨。因此,具有生物特色的数字化微格教学系统就应运而生了。2.基础教育课程改革迫切需要教师实验教学技能的提高,而传统微格教室缺乏实验器材的配备生物科学是实验学科,生物学教学更是离不开实验教学,随着教育科学的发展,中学生物实验设备逐步得到改善,特别是在新课程改革以后,中学也越来越注重教师的实验教学能力。但由于大多数师范院校受实验室场地的限制和公用教室设施的限制,学生一些创新性的实验设计无法实施,实验微格教学更是无法开展,致使师范生的动手机会少,实验教学技能训练不足,阻碍了学生教学创新能力的培养与实验教学技能等综合科研素质的培养。3.中小学课程信息化教学资源的发展需要培养能在信息化环境下进行教学的教师近年来,交互式电子白板和数字化手持技术已经越来越多地应用于教学中,推动着中小学课程教学资源的信息化进程。它可以实现交互式的多媒体教学,提高学习效率、改善学习效果,并且改变传统的教育方式,使学生获得更多的知识和学习兴趣。当前,已经应用于欧美以及东南亚的中小学教育和特殊教育中,其中小学信息化建设中占有十分重要的地位。我国对于交互式电子白板的研究与应用相对较晚,但也已有部分中小学正在或即将投入使用。数字化手持技术是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统,并能与计算机连接完成各种后期处理的实验技术系统。它在基础教育中的运用可以使实验随时随地地进行,使实验教学不再是模仿,实现实践性教学模式的开展。目前,这种技术在沿海发达地区已经开始成为中学生物教学和研究性学习活动的数字化定量的一种实验手段。这就需要师范院校培养出能够在这两种环境下进行有效教学的未来教师。目前一般的微格教室尚无此硬件资源,师范生进行这方面的教学技能训练也无从谈起。二、数字化生物微格教学系统组成1.数字化教师教学技能训练系统该系统主要包括多媒体微格教学系统、摄像系统、视频点播服务器等。多媒体微格教学系统:配备多媒体信息化教学系统(如多媒体计算机、数字实物展示台、音响设备、网络中控、数码投影、电动银幕等),白板、玻璃镜等设备,为学生提供真实的信息化教学环境,让学生通过实践应用掌握信息技术与课程整合的专业技巧。摄像系统:采用模拟式CCD摄像头,可先将模拟视频图像数字化,将摄像头的视频信号和中央控制系统输出的音频信号输入到视音频编码设备处理,把视音频合成为标准ASF格式的流媒体文件,存储在视频流服务器中。视频点播服务器:将磁盘阵列中的视音频流媒体文件或非线性编辑系统处理后的示范课图像发布到网上,供学习者检索查询、点播和回放,网络所有授权终端都可以通过IE浏览器观看教学现场。2.远程教学视频系统该系统由多点控制单元、视频终端以及可选的其他业务软件组成,业务软件包括数字录像及视频点播软件、控制软件及网管软件。可以提供远程师范生培训、跨区域优秀教师公开课、远程教学观摩、评估、跨区域友好学校互动交流、远程教研活动、课件录制、课件点播、校内组播等教育活动。3.教学分析评价系统现有的教学分析系统多为主观性评价系统,不利于师范生的成长,拟建设主观兼客观的分析评价系统。分析室主要设备是一些心理测试仪器设备、音频数字处理器、视频数字处理器等。可通过心理测试仪器结合教师的主观性评价来公正合理地分析和评价师范生授课情况。录制优秀案例进行编辑处理,达到良好的视频效果供观摩、见习等用。计算机系统内置评课软件,该软件是针对评价教学效果特意开发的,利用该软件可对授课时录制的视频进行综合评课打分,具体到学生的语速、语调等具体细节进行评价。了解师生每次上课进步的幅度,帮助师生分析在某些授课技能方面存在的缺点,增强他们的教学能力。4.中学生物实验教学系统中学生物实验教学系统含传统实验和探究实验内容。该系统由中学生物实验所需的常规仪器、常规药品以及中学生物探究实验教学试剂盒组成。另外还加入了数码显微网络互动系统模块,利用多向语言交流互动软件系统、多媒体投影中控系统等掌握数码显微网络互动系统的使用方法。不仅可以开展基础实验教学能力训练,还可以开展对于中学生物实验的改进研究。5.基于交互式电子白板环境的创新生物学教学和数字化手持技术实验系统将交互式电子白板环境下创新教学模式运用到教学当中,搜集大量的视音频素材,总结和反思实验教学过程中的经验教训,进一步完善此教学模式。在微格教学的图像上做实时的注解,通过交互联网的方式实时进行远程教学设计、修改和实验改进研讨和交流,实现资源即时共享。由数据采集器、传感器和多媒体电脑等组成的数字化手持技术实验室,开展多种类型实验教学,将生物实验教学带入数字化、定量化的模式,同时使实验教学更具探究性;数码技术将更方便地训练学生的实验教学技能。三、数字化生物微格教学系统的优点数字化生物微格教学系统是将计算机技术、网络技术、视音频技术、压缩技术、存储技术及传输技术进行综合性应用,构建出一个集视音频录制、实时监控、局域网内点播为一体的系统。数字化的存储系统有利于查询和检索,将教学过程存放于服务器中。数字化的教学资源可通过网络随时调用,容易进行管理,自动化程度高。网络化的微格教学系统可以实行最大程度的开放性,只要有校园网都可以点播和直播存储于服务器的视频文件,所有参与微格教学学习的人都可以在设定的权限内点播自己或他人的教学视频,扩大学生的交流与协作,强调多次反馈和校正训练,提高了教学效率。实验设施和实验仪器的增加更加突出生物的特色,可以为生物类的师范学生提供更为专业和全面的技能训练,更能适应高中新课改的要求。四、结束语数字化生物微格教学系统的特色是改进传统微格教学上的不足,不仅与校园网连接实现网络资源共享,同时增加的中学生物学实验的基本仪器设备,加强了生物类师范生的教学技能,特别是能让师范生的实验教学技能有很大的提高。参考文献[1]崔鸿,杨华,王重力.生物课程教育学[M].湖北:华中师范大学出版社,2006[2]朱晓瑞,李全林.多功能、数字化微格教室的构建[J]