生物數字化微格教學系統(tǒng)的構建*摘要:本文通過總結傳統(tǒng)生物微格教學技能訓練存在的問題,從而構建出生物數字化微格教學系統(tǒng)的組成,并從該系統(tǒng)的組成和優(yōu)勢這兩個方面進行了探討,同時針對生物類師范生的特點在構建教學系統(tǒng)時增添了許多實驗設施和實驗儀器,為培養(yǎng)生物類師范生的實驗教學能力提供了便利。關鍵詞:微格教學教學技能數字化手持技術微格教學(Microteaching)又稱“微型教學”“小型教學”和“錄像反饋教學”等,它是以現代的教育理論為基礎,利用先進的媒體信息技術,依據反饋和評價理論為依據,分階段、系統(tǒng)地培訓師范生和在職教師教學技能的活動。微格教學作為一種有效地培訓方法,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。在微格教學的實踐和發(fā)展過程中又融進了很多新的教學理念和方法,目前,一般認為微格教學的實施過程包括以下幾個步驟(如圖1所示):一、傳統(tǒng)生物微格教學存在的缺點1.傳統(tǒng)微格教室的設備陳舊、過時,無法滿足培訓的需求傳統(tǒng)的微格教學設備上存在著一些自身無法修復和升級的弊端,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)的微格教學的觀摩設備和測評系統(tǒng)分離,不方便擴充微格教學的規(guī)模和功能,也很難與越來越普及的網絡化、數字化設備接軌。因此,具有生物特色的數字化微格教學系統(tǒng)就應運而生了。2.基礎教育課程改革迫切需要教師實驗教學技能的提高,而傳統(tǒng)微格教室缺乏實驗器材的配備生物科學是實驗學科,生物學教學更是離不開實驗教學,隨著教育科學的發(fā)展,中學生物實驗設備逐步得到改善,特別是在新課程改革以后,中學也越來越注重教師的實驗教學能力。但由于大多數師范院校受實驗室場地的限制和公用教室設施的限制,學生一些創(chuàng)新性的實驗設計無法實施,實驗微格教學更是無法開展,致使師范生的動手機會少,實驗教學技能訓練不足,阻礙了學生教學創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實驗教學技能等綜合科研素質的培養(yǎng)。3.中小學課程信息化教學資源的發(fā)展需要培養(yǎng)能在信息化環(huán)境下進行教學的教師近年來,交互式電子白板和數字化手持技術已經越來越多地應用于教學中,推動著中小學課程教學資源的信息化進程。它可以實現交互式的多媒體教學,提高學習效率、改善學習效果,并且改變傳統(tǒng)的教育方式,使學生獲得更多的知識和學習興趣。當前,已經應用于歐美以及東南亞的中小學教育和特殊教育中,其中小學信息化建設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用相對較晚,但也已有部分中小學正在或即將投入使用。數字化手持技術是由數據采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集和處理數據系統(tǒng),并能與計算機連接完成各種后期處理的實驗技術系統(tǒng)。它在基礎教育中的運用可以使實驗隨時隨地地進行,使實驗教學不再是模仿,實現實踐性教學模式的開展。目前,這種技術在沿海發(fā)達地區(qū)已經開始成為中學生物教學和研究性學習活動的數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)境下進行有效教學的未來教師。目前一般的微格教室尚無此硬件資源,師范生進行這方面的教學技能訓練也無從談起。二、數字化生物微格教學系統(tǒng)組成1.數字化教師教學技能訓練系統(tǒng)該系統(tǒng)主要包括多媒體微格教學系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、視頻點播服務器等。多媒體微格教學系統(tǒng):配備多媒體信息化教學系統(tǒng)(如多媒體計算機、數字實物展示臺、音響設備、網絡中控、數碼投影、電動銀幕等),白板、玻璃鏡等設備,為學生提供真實的信息化教學環(huán)境,讓學生通過實踐應用掌握信息技術與課程整合的專業(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備處理,把視音頻合成為標準ASF格式的流媒體文件,存儲在視頻流服務器中。視頻點播服務器: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)布到網上,供學習者檢索查詢、點播和回放,網絡所有授權終端都可以通過IE瀏覽器觀看教學現場。2.遠程教學視頻系統(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)務軟件組成,業(yè)務軟件包括數字錄像及視頻點播軟件、控制軟件及網管軟件。可以提供遠程師范生培訓、跨區(qū)域優(yōu)秀教師公開課、遠程教學觀摩、評估、跨區(qū)域友好學?；咏涣鳌⑦h程教研活動、課件錄制、課件點播、校內組播等教育活動。3.教學分析評價系統(tǒng)現有的教學分析系統(tǒng)多為主觀性評價系統(tǒng),不利于師范生的成長,擬建設主觀兼客觀的分析評價系統(tǒng)。分析室主要設備是一些心理測試儀器設備、音頻數字處理器、視頻數字處理器等。可通過心理測試儀器結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)秀案例進行編輯處理,達到良好的視頻效果供觀摩、見習等用。計算機系統(tǒng)內置評課軟件,該軟件是針對評價教學效果特意開發(fā)的,利用該軟件可對授課時錄制的視頻進行綜合評課打分,具體到學生的語速、語調等具體細節(jié)進行評價。了解師生每次上課進步的幅度,幫助師生分析在某些授課技能方面存在的缺點,增強他們的教學能力。4.中學生物實驗教學系統(tǒng)中學生物實驗教學系統(tǒng)含傳統(tǒng)實驗和探究實驗內容。該系統(tǒng)由中學生物實驗所需的常規(guī)儀器、常規(guī)藥品以及中學生物探究實驗教學試劑盒組成。另外還加入了數碼顯微網絡互動系統(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)等掌握數碼顯微網絡互動系統(tǒng)的使用方法。不僅可以開展基礎實驗教學能力訓練,還可以開展對于中學生物實驗的改進研究。5.基于交互式電子白板環(huán)境的創(chuàng)新生物學教學和數字化手持技術實驗系統(tǒng)將交互式電子白板環(huán)境下創(chuàng)新教學模式運用到教學當中,搜集大量的視音頻素材,總結和反思實驗教學過程中的經驗教訓,進一步完善此教學模式。在微格教學的圖像上做實時的注解,通過交互聯(lián)網的方式實時進行遠程教學設計、修改和實驗改進研討和交流,實現資源即時共享。由數據采集器、傳感器和多媒體電腦等組成的數字化手持技術實驗室,開展多種類型實驗教學,將生物實驗教學帶入數字化、定量化的模式,同時使實驗教學更具探究性;數碼技術將更方便地訓練學生的實驗教學技能。三、數字化生物微格教學系統(tǒng)的優(yōu)點數字化生物微格教學系統(tǒng)是將計算機技術、網絡技術、視音頻技術、壓縮技術、存儲技術及傳輸技術進行綜合性應用,構建出一個集視音頻錄制、實時監(jiān)控、局域網內點播為一體的系統(tǒng)。數字化的存儲系統(tǒng)有利于查詢和檢索,將教學過程存放于服務器中。數字化的教學資源可通過網絡隨時調用,容易進行管理,自動化程度高。網絡化的微格教學系統(tǒng)可以實行最大程度的開放性,只要有校園網都可以點播和直播存儲于服務器的視頻文件,所有參與微格教學學習的人都可以在設定的權限內點播自己或他人的教學視頻,擴大學生的交流與協(xié)作,強調多次反饋和校正訓練,提高了教學效率。實驗設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生提供更為專業(yè)和全面的技能訓練,更能適應高中新課改的要求。四、結束語數字化生物微格教學系統(tǒng)的特色是改進傳統(tǒng)微格教學上的不足,不僅與校園網連接實現網絡資源共享,同時增加的中學生物學實驗的基本儀器設備,加強了生物類師范生的教學技能,特別是能讓師范生的實驗教學技能有很大的提高。參考文獻[1]崔鴻,楊華,王重力.生物課程教育學[M].湖北:華中師范大學出版社,2006[2]朱曉瑞,李全林.多功能、數字化微格教室的構建[J]