唐清華 李 兵 崔 鴻

華中師范大學(xué) 湖北武漢 430079

生物數(shù)字化微格教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建*

唐清華 李 兵 崔 鴻

華中師范大學(xué) 湖北武漢 430079

本文通過總結(jié)傳統(tǒng)生物微格教學(xué)技能訓(xùn)練存在的問題，從而構(gòu)建出生物數(shù)字化微格教學(xué)系統(tǒng)的組成，并從該系統(tǒng)的組成和優(yōu)勢這兩個方面進(jìn)行了探討, 同時針對生物類師范生的特點在構(gòu)建教學(xué)系統(tǒng)時增添了許多實驗設(shè)施和實驗儀器，為培養(yǎng)生物類師范生的實驗教學(xué)能力提供了便利。

微格教學(xué) 教學(xué)技能 數(shù)字化手持技術(shù)

微格教學(xué)(Microteaching)又稱“微型教學(xué)”“小型教學(xué)”和“錄像反饋教學(xué)”等，它是以現(xiàn)代的教育理論為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的媒體信息技術(shù)，依據(jù)反饋和評價理論為依據(jù)，分階段、系統(tǒng)地培訓(xùn)師范生和在職教師教學(xué)技能的活動。

微格教學(xué)作為一種有效地培訓(xùn)方法，其最突出的優(yōu)點在于重實踐操作，是一種全新的實踐活動。在微格教學(xué)的實踐和發(fā)展過程中又融進(jìn)了很多新的教學(xué)理念和方法，目前，一般認(rèn)為微格教學(xué)的實施過程包括以下幾個步驟(如圖1所示)：

圖1 微格教學(xué)的實施過程

一、傳統(tǒng)生物微格教學(xué)存在的缺點

1.傳統(tǒng)微格教室的設(shè)備陳舊、過時，無法滿足培訓(xùn)的需求

傳統(tǒng)的微格教學(xué)設(shè)備上存在著一些自身無法修復(fù)和升級的弊端，具體是以下幾點：傳統(tǒng)微格教室器件使用頻率高，容易損壞；傳統(tǒng)微格教學(xué)的觀摩、研討相對集中，不方便專家隨時、隨地評課；傳統(tǒng)的微格教學(xué)的觀摩設(shè)備和測評系統(tǒng)分離，不方便擴(kuò)充微格教學(xué)的規(guī)模和功能，也很難與越來越普及的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化設(shè)備接軌。因此，具有生物特色的數(shù)字化微格教學(xué)系統(tǒng)就應(yīng)運而生了。

2.基礎(chǔ)教育課程改革迫切需要教師實驗教學(xué)技能的提高，而傳統(tǒng)微格教室缺乏實驗器材的配備

生物科學(xué)是實驗學(xué)科，生物學(xué)教學(xué)更是離不開實驗教學(xué)，隨著教育科學(xué)的發(fā)展，中學(xué)生物實驗設(shè)備逐步得到改善，特別是在新課程改革以后，中學(xué)也越來越注重教師的實驗教學(xué)能力。但由于大多數(shù)師范院校受實驗室場地的限制和公用教室設(shè)施的限制，學(xué)生一些創(chuàng)新性的實驗設(shè)計無法實施，實驗微格教學(xué)更是無法開展，致使師范生的動手機(jī)會少，實驗教學(xué)技能訓(xùn)練不足，阻礙了學(xué)生教學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實驗教學(xué)技能等綜合科研素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.中小學(xué)課程信息化教學(xué)資源的發(fā)展需要培養(yǎng)能在信息化環(huán)境下進(jìn)行教學(xué)的教師

近年來，交互式電子白板和數(shù)字化手持技術(shù)已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于教學(xué)中，推動著中小學(xué)課程教學(xué)資源的信息化進(jìn)程。它可以實現(xiàn)交互式的多媒體教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率、改善學(xué)習(xí)效果，并且改變傳統(tǒng)的教育方式，使學(xué)生獲得更多的知識和學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)前，已經(jīng)應(yīng)用于歐美以及東南亞的中小學(xué)教育和特殊教育中，其中小學(xué)信息化建設(shè)中占有十分重要的地位。我國對于交互式電子白板的研究與應(yīng)用相對較晚，但也已有部分中小學(xué)正在或即將投入使用。

數(shù)字化手持技術(shù)是由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集和處理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并能與計算機(jī)連接完成各種后期處理的實驗技術(shù)系統(tǒng)。它在基礎(chǔ)教育中的運用可以使實驗隨時隨地地進(jìn)行，使實驗教學(xué)不再是模仿，實現(xiàn)實踐性教學(xué)模式的開展。目前，這種技術(shù)在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)開始成為中學(xué)生物教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)活動的數(shù)字化定量的一種實驗手段。這就需要師范院校培養(yǎng)出能夠在這兩種環(huán)境下進(jìn)行有效教學(xué)的未來教師。目前一般的微格教室尚無此硬件資源，師范生進(jìn)行這方面的教學(xué)技能訓(xùn)練也無從談起。

二、數(shù)字化生物微格教學(xué)系統(tǒng)組成

1.數(shù)字化教師教學(xué)技能訓(xùn)練系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括多媒體微格教學(xué)系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、視頻點播服務(wù)器等。多媒體微格教學(xué)系統(tǒng)：配備多媒體信息化教學(xué)系統(tǒng)(如多媒體計算機(jī)、數(shù)字實物展示臺、音響設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)中控、數(shù)碼投影、電動銀幕等)，白板、玻璃鏡等設(shè)備，為學(xué)生提供真實的信息化教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生通過實踐應(yīng)用掌握信息技術(shù)與課程整合的專業(yè)技巧。攝像系統(tǒng)：采用模擬式CCD攝像頭,可先將模擬視頻圖像數(shù)字化,將攝像頭的視頻信號和中央控制系統(tǒng)輸出的音頻信號輸入到視音頻編碼設(shè)備處理,把視音頻合成為標(biāo)準(zhǔn)ASF格式的流媒體文件,存儲在視頻流服務(wù)器中。視頻點播服務(wù)器：將磁盤陣列中的視音頻流媒體文件或非線性編輯系統(tǒng)處理后的示范課圖像發(fā)布到網(wǎng)上,供學(xué)習(xí)者檢索查詢、點播和回放，網(wǎng)絡(luò)所有授權(quán)終端都可以通過IE瀏覽器觀看教學(xué)現(xiàn)場。

2.遠(yuǎn)程教學(xué)視頻系統(tǒng)

該系統(tǒng)由多點控制單元、視頻終端以及可選的其他業(yè)務(wù)軟件組成，業(yè)務(wù)軟件包括數(shù)字錄像及視頻點播軟件、控制軟件及網(wǎng)管軟件?？梢蕴峁┻h(yuǎn)程師范生培訓(xùn)、跨區(qū)域優(yōu)秀教師公開課、遠(yuǎn)程教學(xué)觀摩、評估、跨區(qū)域友好學(xué)?；咏涣?、遠(yuǎn)程教研活動、課件錄制、課件點播、校內(nèi)組播等教育活動。

3.教學(xué)分析評價系統(tǒng)

現(xiàn)有的教學(xué)分析系統(tǒng)多為主觀性評價系統(tǒng)，不利于師范生的成長，擬建設(shè)主觀兼客觀的分析評價系統(tǒng)。分析室主要設(shè)備是一些心理測試儀器設(shè)備、音頻數(shù)字處理器、視頻數(shù)字處理器等。可通過心理測試儀器結(jié)合教師的主觀性評價來公正合理地分析和評價師范生授課情況。錄制優(yōu)秀案例進(jìn)行編輯處理，達(dá)到良好的視頻效果供觀摩、見習(xí)等用。

計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)置評課軟件,該軟件是針對評價教學(xué)效果特意開發(fā)的,利用該軟件可對授課時錄制的視頻進(jìn)行綜合評課打分,具體到學(xué)生的語速、語調(diào)等具體細(xì)節(jié)進(jìn)行評價。了解師生每次上課進(jìn)步的幅度,幫助師生分析在某些授課技能方面存在的缺點,增強(qiáng)他們的教學(xué)能力。

4.中學(xué)生物實驗教學(xué)系統(tǒng)

中學(xué)生物實驗教學(xué)系統(tǒng)含傳統(tǒng)實驗和探究實驗內(nèi)容。該系統(tǒng)由中學(xué)生物實驗所需的常規(guī)儀器、常規(guī)藥品以及中學(xué)生物探究實驗教學(xué)試劑盒組成。另外還加入了數(shù)碼顯微網(wǎng)絡(luò)互動系統(tǒng)模塊,利用多向語言交流互動軟件系統(tǒng)、多媒體投影中控系統(tǒng)等掌握數(shù)碼顯微網(wǎng)絡(luò)互動系統(tǒng)的使用方法。不僅可以開展基礎(chǔ)實驗教學(xué)能力訓(xùn)練,還可以開展對于中學(xué)生物實驗的改進(jìn)研究。

5.基于交互式電子白板環(huán)境的創(chuàng)新生物學(xué)教學(xué)和數(shù)字化手持技術(shù)實驗系統(tǒng)

將交互式電子白板環(huán)境下創(chuàng)新教學(xué)模式運用到教學(xué)當(dāng)中，搜集大量的視音頻素材，總結(jié)和反思實驗教學(xué)過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)，進(jìn)一步完善此教學(xué)模式。在微格教學(xué)的圖像上做實時的注解，通過交互聯(lián)網(wǎng)的方式實時進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)設(shè)計、修改和實驗改進(jìn)研討和交流，實現(xiàn)資源即時共享。

由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和多媒體電腦等組成的數(shù)字化手持技術(shù)實驗室,開展多種類型實驗教學(xué),將生物實驗教學(xué)帶入數(shù)字化、定量化的模式,同時使實驗教學(xué)更具探究性；數(shù)碼技術(shù)將更方便地訓(xùn)練學(xué)生的實驗教學(xué)技能。

三、數(shù)字化生物微格教學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)點

數(shù)字化生物微格教學(xué)系統(tǒng)是將計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視音頻技術(shù)、壓縮技術(shù)、存儲技術(shù)及傳輸技術(shù)進(jìn)行綜合性應(yīng)用，構(gòu)建出一個集視音頻錄制、實時監(jiān)控、局域網(wǎng)內(nèi)點播為一體的系統(tǒng)。

數(shù)字化的存儲系統(tǒng)有利于查詢和檢索，將教學(xué)過程存放于服務(wù)器中。數(shù)字化的教學(xué)資源可通過網(wǎng)絡(luò)隨時調(diào)用，容易進(jìn)行管理，自動化程度高。網(wǎng)絡(luò)化的微格教學(xué)系統(tǒng)可以實行最大程度的開放性，只要有校園網(wǎng)都可以點播和直播存儲于服務(wù)器的視頻文件，所有參與微格教學(xué)學(xué)習(xí)的人都可以在設(shè)定的權(quán)限內(nèi)點播自己或他人的教學(xué)視頻，擴(kuò)大學(xué)生的交流與協(xié)作，強(qiáng)調(diào)多次反饋和校正訓(xùn)練，提高了教學(xué)效率。

實驗設(shè)施和實驗儀器的增加更加突出生物的特色，可以為生物類的師范學(xué)生提供更為專業(yè)和全面的技能訓(xùn)練，更能適應(yīng)高中新課改的要求。

四、結(jié)束語

數(shù)字化生物微格教學(xué)系統(tǒng)的特色是改進(jìn)傳統(tǒng)微格教學(xué)上的不足,不僅與校園網(wǎng)連接實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,同時增加的中學(xué)生物學(xué)實驗的基本儀器設(shè)備,加強(qiáng)了生物類師范生的教學(xué)技能,特別是能讓師范生的實驗教學(xué)技能有很大的提高。

[1]崔鴻，楊華，王重力.生物課程教育學(xué)[M].湖北：華中師范大學(xué)出版社，2006

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2010-02-18

唐清華，在讀碩士生。

*本文系華中師范大學(xué)本科教學(xué)實驗室建設(shè)項目：數(shù)字化生物教學(xué)過程實驗室建設(shè)項目。