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【關鍵詞】膜分離 ； 生物科技； 小分子有機物分離 ； 蛋白質分離； 膜生物反應器

1膜分離技術的發(fā)展現狀以及其在分離技術中的地位

1.1膜分離技術的簡介

膜分離技術是指借助膜的選擇滲透作用，在外界能量或化學位差的推動作用下對混合物中溶質和溶劑進行分離，分級， 提純和富集。根據膜材質和孔徑大小的不同，我們可以將膜分離技術分為一般微濾（MF），超濾（UF），反滲透（RO），納濾（NF）等等。

膜分離技術自從20 世紀60年代被用于工業(yè)生產以來，經歷了膜材質從大孔徑到小孔徑，推動力從重力場到多種電化學作用共同作用的發(fā)展模式。自從上世紀90年到之后TFC膜（低壓聚酰胺復合膜）的成功研制之后，膜分離技術在現代化工和生物工程的各個方面都得到了廣泛的應用。

1.2膜分離技術的獨特優(yōu)勢

而在這些現代分離技術中，膜分離技術的基本原理是利用高分子薄膜的選擇透過性為分離的基本原理，以壓力差，電勢差，電滲差等為動力，以達到物質在薄膜間的傳質而達到分離的目的。因此在經歷了：微孔過濾，滲析，電滲析，反滲透，超濾，氣體分離，滲透氣化等發(fā)展過程后[1]，現代膜分離技術具有反應條件要求低（常溫下即可發(fā)生）；是一個物理過程，不發(fā)生化學變化所以損耗較??；膜分離過程中多以壓力差為動力（滲透壓也包括在內）；膜的性質穩(wěn)定的情況下膜分離系統(tǒng)可以有極大的分離范圍；膜分離過程的研究比較透徹，分離的流程控制比較容易控制從而得到更高純度的分離產物[2]。這些優(yōu)點都使得它在實際運用中都具有很高的價值，而被廣泛使用在工業(yè)和科研中。

1.3膜分離技術與生命科學的結合

近些年來生物領域飛速發(fā)展，一系列系統(tǒng)理論的建立使得生物科學向更精細更嚴謹的方向發(fā)展，人們對于生物制品需求擴大的同時對其的安全性可靠性的要求也越來越高。尤其是分子生物學的建立使得生命科學的范疇更加靠近生命的本質。而隨著分子生物學的發(fā)展，它對與物質的分離與鑒定的要求也越來越高，傳統(tǒng)的分離手段已經無法滿足，但膜分離技術等為代表的現代分離技術（其特點前文已述）卻很好的迎合了他的需求，因此被廣泛的運用于科研與實際生產過程中。

2現代膜分離技術的基本過程與原理詳細

2.1膜分離技術的基本原理以及其分類

以壓力差為推動力的液體膜分離過程通?？筛鶕蛛x對象的大小和膜的不同分為微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）。根據待分離樣品的性質以及分離所選用薄膜的性質尤其是薄膜的孔徑的大小還有分離純度，分離時間，分離速率等方面的要求可以有針對性的選取合適的分離方法，以達到分離預期結果[3]。

2.2膜分離技術的不同操作模式

膜分離技術原理簡單，因此它的工藝流程也便于標準化。由于待分離物質中我們想要的目的產物的分子量各有不同，我們的目標產物最終出現的位置也不同：小分子物質一般會通過薄膜最終在濾過液中富集。而大分子物質會在膜的另一側由于無法濾過被截留在濃縮液中。為了使膜分離過程中的損耗盡可能的小，時間盡可能的短，我們會在料液中添加滲濾溶劑，它可以和小分子組分互相作用和小分子物質一同穿過薄膜從而加速小分子物質過膜速率，使大分子與小分子物質的分離加速，從而解決了高濃度的溶液過膜速率過慢的問題。收集濃縮液得到其中被截留的大分子稱為濃縮。與此不同，利用滲濾溶劑進行的膜分離過程稱為滲濾。

在實際工作中二者往往搭配使用，操作過程由預濃縮、恒容滲濾和后濃縮三個階段組成：利用濃縮模式使料液的濃度上升，在過膜速率出現了明顯下降的時候轉化為滲濾模式，從而達到克服高濃度料液透過速率低，減少濃差極化與膜污染的目的，加快分離速率以免影響物質活性的目的。有時為使純度達到要求還可以采用多級分離的方法從而使物質分離的更加徹底。

在選擇具體的膜分離方式時，我們要考慮的因素有：與上下操作間的銜接，對于膜使用壽命的影響，分離效果的好壞等等。

2.3膜分離的計算模型以及效果衡量

膜分離的傳質原理有兩個主流理論：雙模理論和溶質穿透理論。

雙模理論認為，氣液界面間存在的氣膜和液膜集中了主要的傳質阻力，溶質分子在這兩個膜層內梯度擴散，按照Fick第一定律進行計算。

其中，J為擴散速率，D為擴散系數，dC/dX為濃度梯度。

溶質穿透理論認為，氣液兩相在接觸前都是均一的，接觸后開始互相擴散?？拷缑嫣幦苜|濃度大。在一定時間后，液體達到均一飽和狀態(tài)，此時兩相處于動態(tài)平衡狀態(tài)。可以按照Fick第二定率計算。

其中C為濃度，t為時間，D為傳質系數，x為離界面的間距。其中D與濃度無關，否則要修正為：

衡量膜的好壞時主要看膜的分離性能與透過性能，主要是指截留率，分離系數，濃差極化，壓密，膜污染速率等系數。但是在工藝上來說膜分離效果的衡量主要包括兩個主要參數：分離時間與分離效果（主要用小分子去除效果來衡量）。

2.3.1分離效果，以小分子去除效果為例：

公式右端是大分子物質濃度除以小分子物質濃度，可以用來表示小分子物質的去除效果。

公式左端表示的過程是料液稀釋后，再濃縮至原體積，重復n次。S1與S2分別表示經過膜前后溶液中小分子物質的濃度。

3膜分離技術在生物科技領域使用的具體實例

3.1膜分離技術在小分子有機物分離過程中的應用

常常使用膜分離技術進行分離的小分子物質包括：多肽，氨基酸，抗生素，乳酸，低聚糖等。此處以氨基酸為例進行分析。

氨基酸的膜分離：由于氨基酸本身是兩性物質，有自己的等電點，因此我們在分離氨基酸時往往還會調節(jié)料液的PH值，而且大多采用納濾膜以利用納濾膜的帶電性質以達到最大分離截留效果[4]。對氨基酸分離用納濾膜分為高分子復合膜和無機陶瓷膜，其分離性能與氨基酸混合體系和操作條件有。關有人用ZrO2膜表面接枝交聯(lián)PEI的有機-無機復合納濾膜（膜的等電點為1018），進行了9種氨基酸（其中酸性2種，堿性3種，中性4種）混合物的膜分離實驗。在pH=2時，帶正電的堿性氨基酸被膜截留（透過率小于25%），而中性和酸性氨基酸的膜透過率大于85%；在pH=12時，帶負電的酸性氨基酸被膜截留（透過率小于30%），而中性和堿性氨基酸的膜透過率大于80%，由此可以看出通過改變膜電性與料液的PH值可以分離大多數的氨基酸[5]。

3. 2膜分離技術在蛋白質分離中的應用

蛋白質是一類以復雜的混合物形式存在的生物大分子，傳統(tǒng)的蛋白質分離方法主要有萃取法、沉淀法等，這些工藝往往操作繁雜、耗時長、蛋白質易變質，且產品的回收率低、二次污染嚴重。膜分離技術則可以很好地克服傳統(tǒng)蛋白質分離技術的缺點，有效改善產品質量，還可以大大提高蛋白質的回收率，實現蛋白質的分離和純化。一般蛋白質的膜分離會用兩張膜：一個膜孔較小，能使需要的蛋白質全部截住，而讓小的蛋白質透出，然后再將截留在第一張膜內的蛋白質轉移到孔徑較大的膜內，截住較大的蛋白質使所需的蛋白質流過微孔透出，這樣使蛋白質得到了提純，如果還有雜蛋白還可以再接著進行類似流程。比如說美國農業(yè)部利用膜技術分離精制了霍霍巴榨油后殘渣中的蛋白質、纖維素等成分，分離后各組分分別作為動物飼料及調節(jié)劑；還有Muller等采用 ZrO2/Al2O3無機超濾膜從酸性酪蛋白乳清中分離α-乳清蛋白，顯著提高了α-乳清蛋白的純度和產量[6]。

3. 3膜分離技術與膜生物反應器

膜生物反應器是一種近些年來膜技術與生物技術結合研究應用于生產的熱門方向，主要是將微生物與膜結合控制料液在膜中的流動利用微生物的各類生化作用來起到去除料液中某些雜質而且可以得到并分離產物的目的?，F階段主要運用于污水高效處理，已經有部分進入工廠使用。這里選擇性介紹無泡曝氣膜生物反應器與萃取膜生物反應器[7]。

3.3.1無泡曝氣膜生物反應器。

生物反應器在作用中由于大量污泥（就是大量具有強分解作用的微生物的載體）的存在其過大的需氧量一直是限制其應用的主要原因。而無泡膜生物反應器能很好地解決這一問題。它一般采用的是中空纖維膜，膜的一端封住，空氣或O2在膜的內腔里流動，在濃差作用下向膜外側的活性污泥傳遞。氣體進入污水中不產生氣泡，而且氧的傳遞效率高達100%，可以滿足各種微生物生化反應的需氧要求。

3.3.2萃取膜生物反應器。

當廢水中含有對微生物有毒害作用的成分（很高濃度的鹽、很大的酸堿度或者是生物難降解的有毒有機物等）時，直接用生化法是不適宜的。

而萃取膜生物反應器能很好處理這些廢水。萃取膜生物反應器中，污泥與廢水并不直接接觸，廢水在膜腔內流動，而活性污泥則在膜外流動?；钚晕勰嘀械奈⑸镆话闶轻槍U水培養(yǎng)出來的專性細菌。采用的膜一般是疏水性的硅橡膠膜，且有選擇透過性，能允許揮發(fā)性有機物透過而水及無機成分則無法透過。首先污染物在膜中溶解擴散，再以氣態(tài)形式離開膜進入膜另側的混合液中，在混合液中由專性菌分解成CO2、H2O等無機小分子[8]。

3.4膜分離技術在醫(yī)藥有效成分提取中的應用

3.5膜分離技術在釀酒中的應用

白酒釀造過程中，如果使用傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵方法，不可避免的會產生甲醇，油性脂肪酸，醇油等雜質，它們會影響產品口感，外觀，其中甲醇對人體有極大危害。因此這些物質的分離會對白酒品質產生極大影響。

有人研究發(fā)現，超濾和微濾是有效的分離此類雜質的手段。在低酒精度下進行膜分離，可以有效的延長產品的保質期，改善口感，卻對其其他理化指標并不產生太大的不良影響（總酸總酯會有所下降）。對于清香型白酒，一般稀釋到28到30度之間過非對稱的活性炭吸附膜，之后再于低溫下保存（18攝氏度），可以有效避免失光，渾濁等現象，同時降低苦味辛辣味，和蒸餾產生的蒸煮味。

除此之外，在啤酒的發(fā)酵過程中由于采用了代謝控制發(fā)酵的方法，往往會有較高的殘?zhí)?，而使用反滲透過濾之后，也將將有效降低殘?zhí)?，達到改良口感的效果。

3.6其他

膜分離技術還廣泛的運用于其他產業(yè)：高品質飲用水的過濾，發(fā)酵廢液的再利用。

4總結

膜分離技術從產生到現在已獲得巨大的成功，但仍屬于一門發(fā)展中的年輕綜合性學科。理論和應用上都有大量的問題有待解決。比如說：膜壽命過短，易污染；料液粘度大，往往流動性較差；料液固體含量高，膜通量衰減快；膜類型不足，工藝經驗不足等等 [3]。

總的來說膜分離技術與生物技術的結合無疑是成功的而且還是潛力巨大的，可以想象在解決了這些問題后這項技術的前景將會多么誘人。

【參考文獻】

[1]呂慧，溫哲.膜分離技術的發(fā)展狀況及工業(yè)應用[J].科技傳播，2010（15）：185+191.

[2]李繼香.膜分離技術在生物化工領域的應用[J].上?；ぃ?012（3）：28-30.

[3] 王華， 劉艷飛， 彭東明. 膜分離技術研究進展及應用展望[J]. 應用化工， 2013， 42（3）：532-534.

[4]姚紅娟，王曉琳.膜分離技術在低分子量生物產品分離純化中的應用[J].化工進展，2003（2）：43-49.

[5]岳志新，馬東祝，趙麗娜，等.膜分離技術的應用及發(fā)展趨勢[J].云南地理環(huán)境研究，2006（5）：54-59.

[6] 王銀珍. 膜分離技術在蛋白質類生物產品分離領域的應用展望[J]. 山東化工， 2006， 35（2）：15-17.

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中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 收稿日期：2015-12-10

教學案例是學生在校期間較為有效的吸收理論知識的教學方法。實訓基地是學生從學校到工作崗位過渡的場所，其中校企合作是實訓基地中較為重要的一項，它可以有效解決學生上崗就業(yè)問題。如果說教學案例是理論，那么實訓基地則是實踐，二者的結合就是理論與實踐的結合。

1.教學案例在生物技術及應用教學中的可行性

傳統(tǒng)教學中老師處于主導地位，而學生處在被動地位，教學載體就是教科書，教學的渠道也是單一流向，教學方式就是傳統(tǒng)枯燥的講授式。這樣的教學模式雖然訓練出的學生學習知識效率高，但學生的學習積極性和能力培養(yǎng)效果都會降低。而案例教學中老師處于從屬地位，學生變成指導者，注重學生能力的培養(yǎng)，所以在教學目的、教學載體、教學方式上都大不相同。

“老三段”型傳統(tǒng)課程，授課方式也很老套，但專業(yè)知識理論性強、內容抽象、綜合性強，所以對學生的專業(yè)基礎知識要求較高。而事實上專科生普遍存在基礎較差、專業(yè)知識相對薄弱的特點，所以傳統(tǒng)的教學方法會導致?？粕霈F對專業(yè)知識掌握不牢固、記憶不深刻等問題。為了解決這一問題，我們可以采用案例教學的教學方法。案例教學被廣泛應用于法學和工商管理碩士等專業(yè)教學領域中；但事實上這種教學手法也適用于工科、理科課程的教學中，這將更有利于?？粕鷮Ρ緦I(yè)知識的吸收。

案例教學中我們可以以熱點問題為案例教學的切入點。例如近幾年我國熱點問題轉基因食品是否存在安全隱患，通過具體的案例教學使教材和生活相結合。這將更有利地調動學生學習的積極性和參與課堂的興趣，使學生更好地學習理論知識。

2.實訓基地在教學中所扮演的角色

實訓基地是由多個實驗實訓室組成的，用于在校學生通過工學結合學習實踐技能的場所。實訓基地分為校內實訓基地和校外實訓基地。校外實訓基地是通過校企合作建設成的，位置在企業(yè)內部，用于在校生學習實踐技能的場所。實踐教學是學生從理論到實際的過渡臺階，也是檢驗學生理論基礎知識水平的方式，有助于培養(yǎng)專科學生的實踐技能。

3.校內實訓基地

校內實訓基地是集科研、生產、教學和技術推廣于一體的生物技術綜合研發(fā)中心，具備布局合理化、教師知識結構專業(yè)化、生產科研管理科學化、生產經營模式化和實踐化等特點。教師可以在校內實訓基地中授課，完成教學任務；同時也使?？粕趧邮植僮鞯耐瑫r深化了對理論知識的理解。這樣不僅可以提高教師的業(yè)務素質，而且還可以提升學生的操作能力，從而解決學生在就業(yè)時出現的“新手”問題，提升了學生的動手能力。

同時校內實訓基地也可以幫助學生熟悉實習或上崗以后的工作流程，以及完成相關企業(yè)對員工的基本培訓，還可以以工作崗位的要求和特點，將工作任務進行合理的分解和整理，以典型的工作任務作為教學內容和學習任務，讓學生在學習中逐漸與社會接軌。

4.校外實訓基地

廣泛建立校外實訓基地，使學校和企業(yè)直接掛鉤，全方位地開展校企合作，實現雙贏。通過校企合作，學院為企業(yè)培養(yǎng)人才，進行員工培訓、客戶培訓和人才引進，為企業(yè)提供高素質工作者，這樣不僅提高了企業(yè)員工的素質，還解決了大學生的就業(yè)問題。

為將校企合作的作用發(fā)揮到極致，可建立校企合作實訓辦公室。主要負責學生在校期間、企業(yè)實習期間和學生畢業(yè)上崗后工作成績的歸納和整理。整理后用于學生教學質量的評定，及時發(fā)現問題，報告給學校。

5.結束語

教學案例使專科生更好地學習理論知識，為學習操作技能奠定了良好的基礎。實訓基地將理論轉化為實踐，最終二者結合，達到了培養(yǎng)高素質、高技能的人才目標，完成了從高職學生到職業(yè)技術崗位的完美過渡，提高了學生在社會中的競爭力，豐富了他們的人生閱歷，促使他們完成從學生到技師的轉變。

參考文獻：

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為更好地構建以學生為中心的教育教學體系，激發(fā)和調動學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)造性，根據《北京林業(yè)大學本科生轉專業(yè)管理辦法（修訂）2021》之規(guī)定，制定生物科學與技術學院本科生轉專業(yè)工作方案如下：

一 轉專業(yè)領導小組

 組    長：王士永 林金星

成    員：張柏林 陸  海 李香云 高  瓊 翁  強 高述民 何曉青

夏新莉 楊海靈 李  云 荊艷萍 孫愛東 徐桂娟

二 資格審核條件

對擬轉入學生進行資格審核，由學院教學辦公室負責初審，結果上報學院轉專業(yè)領導小組審核確定。按學校文件規(guī)定，大一轉專業(yè)學生一般應轉入同一年級，大二轉專業(yè)原則上降級轉入。學院對不同專業(yè)轉入學生的資格審核條件如下：

1.生物科學類專業(yè)：

① 轉入學生均進入大一年級；

② 接收全校大一學生、生物技術專業(yè)大二學生轉入；

③ 身心健康；

④ 無色弱、色盲；

⑤ 外語為英語語種。

2.生物技術專業(yè)：

① 只在大二第二學期接收生物科學專業(yè)學生（不降級）轉入；

② 身心健康；

③ 無色弱、色盲；

④ 外語為英語語種。

3.食品科學與工程專業(yè)：

① 轉入學生均進入大一年級；

② 接收全校大一學生、工科大二學生轉入；

③ 身心健康；

④ 無色弱、色盲；

⑤ 外語為英語語種。

4.生物技術（中加合作項目）專業(yè)：

① 轉入學生均進入大一年級；

② 接收全校大一學生、生物技術大二學生轉入；

③ 身心健康；

④ 無色弱、色盲；

⑤ 外語為英語語種，且大一英語期末成績高于90分。

三 考核內容及方式

學院組織轉專業(yè)復試工作小組，由學院教學副院長任組長，專業(yè)負責人、教研室主任等任小組成員組織面試，形式為口試，內容及評分標準為：

1.表達能力測試，10分。

1）由申請者用英語作自我介紹，

2）闡述轉專業(yè)目的、學習計劃等，可用英文或中文介紹。

2. 思想道德素質測試，10分。

由黨、團委的教師進行隨機提問，根據回答情況打分。

專業(yè)知識面及素質測試，10分。

由面試小組成員進行隨機提問，根據回答情況打分。

累計考生的3項成績總分，進行排序，擇優(yōu)錄取，名額錄滿為止。

四 轉專業(yè)程序

參考教務處《北京林業(yè)大學本科生轉專業(yè)管理辦法（修訂）2021》中的程序辦理。

 

  其他未盡事宜均參考教務處《北京林業(yè)大學本科生轉專業(yè)管理辦法（修訂）2021》。

 

 

生物科學與技術學院

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【關鍵字】整合（integration），信息技術（information technology），計算機模擬（simulation ），開放式教學，自主學習

【正文】

“信息技術（information technology）與課程整合（integration）”就是把信息技術與學科課程有機地結合起來，把信息技術與學科課程的教與學融為一體，利用計算機，網絡，多媒體等現代教育技術，視聽結合，多方位刺激教學的一種教育模式。它給我們帶來了一套全新的教育教學思想，提供了一種全新教學模式，大大提高了教學效率，改善了教學效果。那么怎么把信息技術與生物課程整合起來呢 ？

1、創(chuàng)設情境，導入新課。

創(chuàng)設情境，充分激發(fā)學生的學習興趣。興趣是最好的老師，只要在上課前激起學生的求知欲，調動起學生的學習興趣，在學習起來就會起到事半功倍的效果。然而傳統(tǒng)課堂上僅僅靠簡單的掛圖，色彩變幻等手段來刺激學生的學習興趣，顯然是很不夠的，有了現代信息技術，課前通過多媒體播放與本節(jié)課有關的動畫、錄像、圖片、聲音等，可以有效的激發(fā)學生的求知欲，使其產生濃厚的學習興趣。例如：在《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》這節(jié)課中，首先播放新聞短劇《生物圈II號》，讓學生深刻感受到生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性，引起學生思考自然，觀察自然，探索自然的興趣，進而加強對學生的愛國教育，環(huán)保教育。再比如，在講述第五章第一節(jié)《生物的生殖》時，播放《多利羊的誕生》，講述第六章第三節(jié)《基因的表達時》，播放《“人體的阿波羅計劃”—人類基因組計劃》等。通過這些短劇或影片的播放，一方面可以有效的激發(fā)學生的興趣，提高學生的能動性，另一方面也可以利用這些生動有趣的情景對學生進行情感教育，培養(yǎng)其獻身科學的精神。但要注意，短劇播放要短而精，切不可占用太多時間。

2、應用多媒體突破教材的重難點

多媒體課件可以很好地突破教學重難點，提高課堂效率。生物課堂上很多生命現象，生化反應，代謝途徑等，教師難以用語言表達清楚，而多媒體課件集聲音、圖象、文字、動畫、視頻等多種媒體于一體，化靜為動，生動有趣，直觀形象，虛實結合，可以盡最大限度地滿足學生的視聽等感官需求，在學生頭腦中建構理論模型和知識結構，輕而易舉的突破重難點。如第四章第二節(jié)《神經調節(jié)》中的“興奮的傳導”這個難點，傳統(tǒng)教學手段教師難于講清，學生難于理解，而用計算機技術模擬出興奮在“神經元內”“神經元間”的電位變化和突觸內遞質的釋放過程，以及電位傳導和化學刺激的轉化，學生很容易在頭腦中形成：刺激—膜電位變化—突觸遞質—膜電位變化這條一體化興奮傳導路線，從而理解興奮的傳導機制達到教學目的。第六章第二節(jié)《基因的分離定律》中基因分離定律的實質是本節(jié)的難點所在，如果教師利用多媒體演示減數分裂的過程：減數分裂前期同源染色體聯(lián)會形成四分體，第一次減數分裂同源染色分開，這時位于一對同源染色體上的等位基因，會隨著同源染色體的分開而分離，分別獨立分配到兩個配子中遺傳給后代。學生會通過對減數分裂過程的理解很容易的接受分離定律的實質，突破了本課的難點。在課堂上有效的利用多媒體技術，前串后連，突破時空局限，使學過的知識瞬時再現，大大節(jié)省教學時間，提高教學效率，提高教學質量。但要注意在課堂上避免一味地利用課件，

3、利用計算機技術模擬試驗

生物是一門以實驗為基礎的自然科學，生物教學離不開實驗教學，真實的實驗在生物教學中有著舉足輕重的作用，是必不可少的。但有時利用計算機模擬實驗會收到意想不到的效果，主要用于：

3.1、由于有些實驗結果不夠清晰或受到時空條件限制的原因，不能滿足教學的實際需求，需教師在真實實驗的基礎上再模擬予以補充。例如在《葉綠體色素的提取和分離》實驗中，教材上的葉綠體色帶分布是自下而上是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b，而我們在實驗中由于條件的限制和其他外界因素的干擾導致實驗結果不清。這種情況下，我們可以說明原因，并用計算機模擬獲取準確的實驗結果，糾正實驗中的誤差。

3.2、中學不可能做出的實驗，完全可以用模擬實驗進行教學。如《光合作用》的教學，需要認識光合作用中所釋放的氧是來源于水而不是來源于二氧化碳。這個實驗要用氧的放射性同位素，實驗設備也比較復雜，在中學生物實驗室里不能做?！皞鹘y(tǒng)”教學利用靜態(tài)掛圖配合教師“生動”講解來“講實驗”，教學效果很不理想，學生印象不深刻?！扒迦A同方教育資源庫”提供用計算機模擬美國科學家普賓與卡門的實驗，光合作用過程是動態(tài)的，對放射性同位素的檢測是多媒體（既有模擬儀表，也有檢測聲響效果），有效的模擬了水的光解及氧的生成過程，學生易于接受，教學效果非常理想。

當然計算機模擬（simulation ）是要有限度的，不可一味地追求，過分依賴模擬，生物科學畢竟是以真實的實驗、學生自己探索為主，強調“現象教學”的一門實驗科學，計算機模擬只是一個有益的補充。

4、利用INTERNET適當開放學習環(huán)境

我們正處于知識爆炸的年代，知識更新非常快，教給學生簡單固定的知識的做法早就被社會所淘汰，我們要教給學生學習的方法，培養(yǎng)學生自主學習，自主探究的自我學習能力。在知識上的傳授上要遵循大綱，在能力培養(yǎng)上不要拘泥于大綱，我們在教學中要適當拓寬學生的知識面，有助于學生能力的提高，這就需要“開放式”的教學環(huán)境，“開放式”教學：

4.1“小環(huán)境”開放教學

“小環(huán)境”開放教學僅僅是教師搜尋，整理，綜合有關某課題知識、素材，建立鏈接，搭建相對封閉的生物教學平臺。它可以為學生創(chuàng)造一個有利于系統(tǒng)學習的情境，幫助學生在頭腦中建構一個完善系統(tǒng)的知識體系。特點是：網絡不與外部連接，有效控制學生上網，知識體系完整清晰。條件是教師搭建的教學平臺資源必須要豐富，完全可以達到教學目標。例如：在第四章第一節(jié)《植物的激素調節(jié)》中，教師先把植物的有關向光性一些實例及產生原因，生長素發(fā)現，生長素的作用及應用等方面的有關知識系統(tǒng)地揉合在一塊，利用信息技術整合形成課件，學生可以通過教師制作的課件或是專題網站進行自主學習。也就是說，教師要通過備課，根據本課的教學目的，精心的設計一個適合學生學習的網站或課件供學生使用。當前很多教師的整合教學即屬此類。

4.2“大環(huán)境”開放教學

在“小環(huán)境”開放教學的基礎上，教師再從網上搜尋整理有關網站，建立鏈接，利用INTERNET的開放性搜索和資源共享等功能，創(chuàng)建一個完全開放的教學環(huán)境，然后引導學生自己去查詢、搜索指定的課題再加以必要的實驗實踐、觀察、體驗、感知、探究，解決問題獲取新知識。特點是，資源豐富，良莠不齊。條件是教師一定要做好學生的指導工作，加強引導保證課堂效率。例如第八章第五節(jié)《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》中，教師可以有目的地把教育網上有關“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”以及其他網站的有關圖文資料、音頻視頻、短劇動畫等鏈接揉合在課件上，讓學生自主學習，探究，尋找解決問題的方法，總結相應規(guī)律，但如果缺乏教師指導，學生就容易根據自己的興趣，更多的關心了生態(tài)系統(tǒng)中的各種食物鏈和食物網，而不去關注理解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的概念，內容，以及生物種類、營養(yǎng)結構與穩(wěn)定性的關系，導致課堂效率低下。

5、課程復習，高效迅捷

在生物復習課中，教師借助計算機網絡和投影技術，把預先準備好的一個完整的知識網絡體系投到大屏幕上或是投到學生計算機的屏幕上，這樣既節(jié)約了時間，又加大了課堂的容量，而且便于教師精講。在復習中利用信息技術展示知識網絡體系，可以使學生在瞬間勾起學生對以前所學大量知識的回憶，省時高效，而且還利于分層教學、自主復習。實際上每位學生所掌握的知識是不同的，教師把知識網絡交給學生以后，學生根據已有知識水平對未掌握的知識有側重點地復習或重新學習，有的放矢，新舊結合，大大提高了復習的效率。例如，在復習《三大營養(yǎng)物質的代謝》時，由于教學內容多，學生水平不同，教師采用網頁的形式呈現給學生知識體系以后，學生可以根據自己的水平有地重點復習脂類代謝，有的重點復習糖類代謝，有的重點復習蛋白質代謝，所有學生都可根據自己已有水平自主學習。在復習課中，一個較好的課件，既對基礎較好的同學起到提綱挈領、高效系統(tǒng)復習的作用，又可照顧基礎薄弱的同學起到“新授”、重新學習的作用，從而保證了每個同學都“有的吃”，“吃的飽”。

6、課程評價，反饋調節(jié)

以計算機和網絡為核心的現代信息技術，可以給教師提供交互性和智能化很強的人機對話系統(tǒng)。利用這個系統(tǒng)，我們對學生反饋的信息進行快速的智能分析，以取代傳統(tǒng)的評價手段中相當繁瑣重復的工作。

6.1、開發(fā)即時測試系統(tǒng)。利用一些計算機軟件的交互性，制作一些可以自我測試的網頁，學生可以自我測試，根據系統(tǒng)反饋，及時發(fā)現問題，自我調節(jié)學習。

6.2、開發(fā)網絡考試系統(tǒng)。集組題、測試、閱卷、成績分析等功能的考試系統(tǒng)，可以根據教師設置的組卷參數（如試卷標題、總題數、滿分值、考察的知識點，平均難度、平均區(qū)分度、題型結構），自動組出一份符合要求的試卷，利用網絡系統(tǒng)對學生進行即時的聯(lián)機考試。教師依據考試系統(tǒng)對考試結果的分析反饋，實現快速準確的教學評價。

綜上：信息技術與生物課程的整合，在生物教學領域內引發(fā)了一場巨大的教學革命，它不但大大激發(fā)了學生的求知欲，引起學習的興趣，變被動接受為主動學習，而且可以創(chuàng)建一個信息資源豐富，適于自主學習，自主探究的嶄新學習舞臺，充分發(fā)展學生的個性，挖掘學生的潛力，全面提高學生的整體素質。

參考書目

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2、馬寧，余勝泉：《信息技術與課程整合的層次》，教育技術通訊

3、施良方主編：教育理論：《課堂教學的原理、策略與研究》，上海，華師大出版社

4、何克抗：《論信息技術與課程整合》北京師范大學現代教育技術研究所

5、任友群，王旭卿，《教育技術的后現代思考》，中國電化教育，2003.11

6、章劍衛(wèi)，姚灶華：《信息技術與課程整合的理論與實踐》，中國電化教育，2001.8

7、李堅：《課程整合信息技術應用于教育的核心》，中國教育報，2001-11-22

篇5

    關鍵詞:信息技術;生物學教學;多媒體;整合

    信息技術與生物課程整合,就是把信息技術與生物學科教學有機地結合起來,將信息技術與生物學科課程的教與學融為一體。其中,生物科學知識是學習的載體,信息技術作為工具和手段滲透到生物教學之中。

    實驗心理學家赤瑞特拉作過兩個著名的心理實驗。一個是關于人類獲取信息的來源,即人類獲取信息主要通過哪些途徑。他通過大量的實驗證實:人類獲取的信息83%來自視覺,11%來自聽覺,這兩個加起來就有94%。還有3.5%來自嗅覺,1.5%來自觸覺,1%來自味覺。信息技術既看得見,又聽得見,還能用手操作,這樣通過多種感官的刺激所獲取的信息量,比單一地聽老師講課更有效。另一個實驗是關于知識保持,即記憶持久性的實驗。結果是這樣的:人們一般能記住自己閱讀內容的10%,自己聽到內容的20%,自己看到內容的30%,自己聽到和看到內容的50%,在交流過程中自己所說內容的70%。這就是說,如果既能聽到又能看到,再通過討論、交流,用自己的語言表達出來,知識的保持將大大優(yōu)于傳統(tǒng)教學的效果。

    因此,將信息技術與生物課堂教學有機地整合起來,這種教學方式與傳統(tǒng)教學相比較存在著巨大的優(yōu)勢。

    一、提供豐富的多媒體信息

    教師在準備教案時,需要大量的資料及信息源。在傳統(tǒng)的教學中,教師只能通過書本、掛圖、模型等有限手段向學生傳授信息,這樣的信息來源是非常有限的。而在多媒體教學中,師生可以搜集大量的資料信息,這些資料信息的獲取途徑是多種多樣的,教師可以通過電腦從網絡中得到的文字、圖像、聲音、動畫、視頻,甚至三維虛擬現實等多方位信息用于課件制作,使教學內容更豐富多彩,教學方法更靈活多樣。

    二、全面優(yōu)化課堂教學

    生物學是一門自然科學,它反映的是千姿百態(tài)的生物界、變幻莫測的生物體。傳統(tǒng)的教學方法和固有的教學手段,如掛圖、模型等較為枯燥、抽象、呆板,難以表現其動態(tài)變化過程,難以激發(fā)學生的學習興趣。如果運用信息技術于課堂教學,借助電腦、數碼投影機和視頻展示臺等多媒體工具,在屏幕上向學生展示圖、文、聲、像相結合的精彩內容,吸引力大,渲染性強。教師向學生講授時,還可以借助擴音系統(tǒng)使同學們聽得更清楚,若配上優(yōu)美的輕音樂,則可欣賞性更強。

    1.改善教學環(huán)境與教學方法

    通過信息技術與生物課程的有效整合,可以為生物教學構建一個多媒體、網絡和智能有機結合的個別化、交互式、開放性的動態(tài)教學環(huán)境,為創(chuàng)建新型的學科教學模式提供了最理想的教學環(huán)境和切實可行的道路。教學方法可由原來單純的基于歸納或演繹的講解轉變?yōu)榛凇扒榫硠?chuàng)設”、“主動探索”、“協(xié)作學習”、“會話商討”和“意義建構”等多種新型教學方法的綜合運用。學生置身于這樣一個輕松、和諧的教學情境中,學習興趣會得到極大的提高,學習的主動性也將得到更大的激發(fā)。

    2.使教學變得高效輕松

    多媒體輔助教學,能使抽象的內容具體化、形象化,使學生能較好地理解教師難以用語言講清的事物原理,縮短了授課時間,有效地提高了課堂教學效率。比如,利用Word寫成的電子教案,只要調整一下字體大小就可以在網絡平臺的屏幕上一幕幕地清晰投影出來;利用簡易的PowerPoint制作的課件進行教學,可以把標準的文字以動態(tài)的效果一幕幕地展示,需要時還可以把一些反映重點和難點的動畫反復地、有選擇地加以觀看;利用Flash制作的課件,動感更強,更有吸引力和渲染性;運用網頁課件進行教學,界面美觀、導航清晰、操作方便、效果顯著。因此,充分運用信息技術于課堂教學,可使教學變得高效輕松。

    3.提高教與學的效率,改善教與學的效果,改變傳統(tǒng)的教學模式

    傳統(tǒng)的生物教學,往往是教師講、學生聽,進行的是生物學信息的單向傳遞,學生缺少了獨立思考的空間,缺少獨立活動的機會和獨立自學的方法,其結果往往是教師講得辛苦,學生聽得厭煩,根本適應不了生物學技術日新月異的迅猛發(fā)展。在新的教學環(huán)境中,教師應放下權威者的架子,從知識的傳授者轉變?yōu)椤罢n程的組織者、情感的支持者、學習的參與者、信息的咨詢者”。教師的任務不再只是講授和歸納,而是對學生的多種學習活動進行指導、計劃、組織、協(xié)調,促進學習網絡的形成,加強對學生學習能力的培養(yǎng)。學生從被動接受的知識容器和知識受體轉變?yōu)橹鲃咏嫷闹R主宰、教學活動的積極參與者。實施生物學教學與信息技術的有機整合,在多媒體、網絡的教學環(huán)境下,以“學”為中心的交互式教學方式有了得天獨厚的土壤。教學方式由傳統(tǒng)的以“教”為中心逐漸向以“學”為中心轉變,既能幫助學生學習信息技術,又能培養(yǎng)學生收集和處理各種生物信息,解決生物科學問題的能力,提高教與學的效率,改善教與學的效果,改變傳統(tǒng)的教學模式。

    4.教學過程的轉變

篇6

關鍵詞：初中生物；課程整合；信息技術

中圖分類號：G633.91；G434 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2015）13-0083-02

一、問題的提出

2001年，教育部頒布了國家基礎教育課程改革綱要，明確指出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢，為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學習工具”?，F階段，部分初中生物課堂教學中存在一些共性問題。例如：教學模式化，采用陳舊、單一的方式教學，不能很好地調動學生的學習興趣和熱情；教學局限性，缺乏資料支持和數據支撐，不能很好地為教學目標服務；教學刻板化，使用教師教、學生學的“填鴨式”教學模式，導致學生自主性差，學習效率低；教學盲目性，追求形式主義，生硬使用信息技術，反而影響教學內容的學習。因此，根據新課程改革要求、針對教學共性問題以及信息技術在21世紀的重要地位，努力實現信息技術與初中生物課程的有效整合，成為當務之急。

二、信息技術與初中生物整合的優(yōu)越性

1. 創(chuàng)設教學情境，激發(fā)學生的學習興趣

生物教學重視直觀形象和實踐操作，但是受到教學環(huán)境的限制，有些生物現象并不能讓學生直接觀察到。僅憑借教師的講解很難在學生頭腦中形成直觀感受，也不能給學生留下深刻的印象。然而，信息技術以它形象生動、豐富靈動的特點，圖、文、聲并茂地呈現了教學內容，給學生強烈的視聽沖擊，激發(fā)學生的學習興趣。同時，作為導入中創(chuàng)設情境的不二選擇，生動形象的感性資料可以有效地激發(fā)學生的聯(lián)想，使學生利用已學知識與經驗去同化和索引當前學習到的新知識，建立起新舊知識之間聯(lián)系，提高學生的綜合能力。例如，“病毒”一節(jié)，在導入新課的環(huán)節(jié)，采用埃博拉病毒事件的視頻導入新課，創(chuàng)設情境。利用信息技術圖、文、聲三位一體的特點，給學生營造一個切合主題且生動震撼的情境，使學生產生對病毒的畏懼和好奇，激發(fā)學生的生物學習興趣，讓學生探索生物世界的奧秘。

2. 攻破教學難點，減輕學生的學習負擔

俗話說：用得好不如用得巧，但用得巧不如用得精。教學內容是教學的依據，信息技術的使用必須與教學內容相統(tǒng)一，并起到突出重點，突破難點的作用。在一些復雜抽象的生物發(fā)生發(fā)育過程、生理變化以及生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能等知識的學習上，受設備、場地、材料和隱藏的危險性等因素限制而往往不能完成的實驗，利用動畫、視頻等形式呈現教學內容會使問題迎刃而解，收到意想不到的效果。例如，“人類對細菌和真菌的利用”這一節(jié)講解發(fā)酵現象的過程，而實驗制作有一定的失敗率，需要的時間也長，觀察現象轉瞬即逝，不能完整地觀察到動態(tài)的實驗變化過程。這時，我們采用視頻動畫播放實驗過程，變靜為動、變抽象為具體，可以優(yōu)化教學內容，提高教學效果，從而突破了教學難點，便于學生觀察、記憶和理解，降低了學習難度。

3. 構建評價體系，獲取學生的及時反饋

教學過程是學生在教學情境中通過自主學習、合作學習和探究學習等方式獲取并內化知識的過程。這需要教師更重視學生學習的過程，并且把教學與評價緊密結合，防止因評價滯后導致學生學習中的問題堆積。信息技術與初中生物的有效整合，能高效、直觀地記錄學生探究的過程，方便地展示學生探究的成果，吸引更多的學生主動參與、合作探究。

三、信息技術與初中生物整合的措施

1. 利用多媒體教學，發(fā)揮學生的主體作用

教學過程中，應注重師生雙方共同參與，以學生為主體，教師為主導。理想的教學模式應該是學生在自由、和諧、舒適的教學情境中，積極主動、自由活潑地獲取知識、鍛煉能力，獲得綜合能力的全面發(fā)展。信息技術與初中生物的有效整合，可以為學生創(chuàng)設一個形象生動的教學情境，激發(fā)學生的學習動機，促使學生變被動學習為主動獲取，真正做到熱愛學習，學會學習。同時，教學過程中利用信息技術，可以做到變靜態(tài)為動態(tài)、化抽象為具體、透過宏觀看微觀、歷史重演和瞬間停滯等。讓學生主動走入情境的同時，配合探究性問題的提出，激發(fā)學生強烈的探索欲，提高學生主動參與課堂的意識，促使主動學習、合作學習和探究學習的高效進行。

2. 健全體制，發(fā)揮信息技術的評價價值

全面落實信息技術與初中生物課程的整合，還應該建立健全評價體制。教學是一個不斷反饋、改進的過程，通過信息技術可以讓教師快速、直觀地觀察到每一個學生的層次等級、學習情況、知識的掌握程度，以便及時對學生進行診斷性評價，關注每個學生的后續(xù)發(fā)展。對于教師自身也是一個不斷獲取反饋，改變教學策略的過程。對每節(jié)內容進行評價的方式很多，可以通過試題作業(yè)的形式，也可以通過學生互考、互評的方式等。在一個階段的學習后，還可以對學生進行終結性評價，并為每個學生制作檔案分析袋，方便記錄每個學生學習和發(fā)展的情況，充分發(fā)揮信息技術的評價價值。

四、結束語

文章站在大數據和現代化的時代背景下，基于新課程改革的要求，分析傳統(tǒng)課堂教學的共性問題，提出信息技術要與初中生物課程有效整合，并在實際教學中進行實證研究。當前，在生物教學過程中，有時還存在一些明顯的問題。比如，有時教學模式過于陳舊、單一，難以有效地調動學生的生物學習興趣；教學存在一定的局限性，有時缺乏資料支持和數據支撐；教學過程有時刻板化，教師教、學生學的填鴨式教學模式經常被運用，導致許多學生自主性較差，學習效率也不高；同時，教學過程中還存在著一定的盲目性，一些教師生硬地使用信息技術，喧賓奪主，影響正常的教學秩序。因此，我們在重視信息技術與初中生物課程整合的優(yōu)越性基礎上，還要善于梳理有效的課程整合措施，科學地進行選擇，以更好地提高學生學習興趣，提高教學效率。在經濟、文化多元化發(fā)展的今天，信息技術與初中生物課程的整合是一個重大的課題，也是教育改革的趨勢。這需要更多的生物教師積極投身于改革之中，接受新鮮事物，勇于嘗試，積極探究，使信息技術與初中生物課程的整合成為促進學生自主學習、能力提升和問題解決的有效途徑，真正有利于學生的成長成才。

參考文獻：

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[2]趙國強.信息技術與生物課整合的探究[J].黑河教育，2009（03）.

[3]石永謙.高中生物課程與信息技術的整合[J].教育教學論壇，2011（15）.

[4]張小亞，洪文秋.走出信息技術與高中生物課程整合的教學評價困境[J].中小學信息技術教育，2006（11）.

篇7

關鍵詞：信息技術 生物教學 融合

信息技術與生物教學融合是指利用計算機技術、網絡技術、多媒體技術、視聽技術等與生物課程內容、課程結構、課程實施、課程資源等有機地融合在一起，成為一種和諧互動、全方位、立體化的教學模式。

一、信息技術與高中生物課程整合的優(yōu)勢分析

1.交互性教學利于激發(fā)學生的生物學學習動機和體現學生自主地位

人機交互、及時反饋是多媒體顯著的特征，利用交互式電子白板技術可以將課程目標與多媒體相結合，產生出全新的圖文并茂，豐富多彩的人機交互方式，并且及時反饋。對于學生主動學習有很重要作用。

例如，在教師講授《伴性遺傳》一節(jié)時，首先講授“基因位于染色體上”，并且“紅綠色盲基因b決定著性狀”，同時在電子白板上寫出女性色盲患者的基因型和表現型，這即是為學生的主動學習建構的“錨”，然后讓學生到電子白板前嘗試寫出人類紅綠色盲相關所有的基因型和表現型。最后，教師根據學生完成情況進行過程性評價，當學生完成較好時，要采取“鼓勵性”評價：“很好的寫出了各種基因型和表現型，你真棒！”這樣，在學生親自動手過程中完成了人機交互，實現了以“學生為主，教師為輔”的教學，而教師及時的評價使得學生體驗自主學習成功帶來的快樂，提高了自我效能感，激發(fā)了生物學學習動機。

2.創(chuàng)設情境教學有利于激發(fā)學生學習的興趣，從而促進有效的學習

情景化學習是利用多媒體計算機技術創(chuàng)設接近實際的情景進行學習利用生動、直觀的形象有效地激發(fā)聯(lián)想，喚醒長期記憶中有關知識、經驗和表象，從而是學生能利用原有認知結構中的有關的知識和經驗，去同化當前學習到的新知識，并賦予新知識以意義。利用信息技術將教學內容以“故事或者童話”的形式展現給學生，這樣通過充分調動學生的視覺、聽覺感官來建構知識，吸引學生。

例如，在講解《果酒和果醋的制作》一節(jié)時，教師創(chuàng)設了一個“猴子釀酒”的故事情境：在很多古籍中都有過記載，相傳一千多年前，在人類還不懂得釀造糯米酒時，有位老人就發(fā)現了猴子會從山上采摘各種山果，并且扔到樹洞中，一段時間后便可得到清純而陶醉的汁液，后來老人學著猴子的方法成功的制作純香的米酒。教師在一邊展示圖片一邊講解后引出果酒制作方法和原理。因為有故事情境的引入，激發(fā)了學生學習的生物學的熱情，并在輕松的氣氛中很掌握所學內容。

3.信息技術輔助生物實驗教學有助于提高學生的實驗探究能力

生物學是一門以實驗為基礎的學科，許多生物學知識都需要通過實驗得到數據、現象和結果加以證實。在以往的生物教學中，由于教學資源有限，實驗室配置較低，缺少很多的實驗器材，使得“探究實驗”變成了“講實驗”，導致教學效果不佳，降低了學生對生物學習的興趣。通過利用多媒體資源可以展示每個實驗的過程，這樣可以幫助學生認識實驗操作要點，提高學生實驗觀察能力，掌握正確的實驗基本技能，并且重要的是能夠直觀的體驗科學探究的奧妙。

例如，在教材中關于“葉綠體色素的提取和分離”實驗，主要以文字形式介紹實驗原理、步驟，實驗結論：葉綠體色帶自下而上分布是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b。教材缺少圖片等資源，使得學生很真正理解實驗原理，同時也很難想象葉綠體色帶的分布。教師利用多媒體技術展示專業(yè)人員操作過程，在這一過程中，學生會仔細觀察，如何搗碎葉片？如何制備濾紙條？如何提取、分離色素？并且多媒體還可以模擬四種色素的在濾紙條上出現的先后順序及顏色。展示結束后，學生親自動手進行實驗。因為已經具備了一定的觀察能力和掌握了操作要點，因此實驗中就比較容易獲得成功，同時提高了學生的成就動機，激發(fā)了進一步學習生物的熱情。

二、信息技術與生物教學整合過程中需要注重的問題

由于信息技術具有傳統(tǒng)教學無法比擬的優(yōu)點，所以信息技術無論是對輔助教師的“教”，還是對促進學生的自主學習的“學”來說，都能夠提供強大的支持。但是，在信息技術與生物教學的融合過程中存在以下幾點問題：

1.注意正確運用多媒體

課堂教學中學生是學習的主體，教師起主導作用，而多媒體可以起輔助教學作用。但是，在進行教學設計時要依據具體教學內容確定是否使用多媒體?；谏飳W科特點，在學習細胞顯微結構、生物體結構與功能、實驗探究等方面恰當使用多媒體可以起到畫龍點睛的作用，同時化抽象為直觀，突破教學難點。在課堂教學中，合理使用多媒體技術輔助教學很重要，但是不考慮教學內容而濫用信息技術教學，結果不會提高教學效果，反而會使得教學效果不佳。

2.注意多媒體技術與傳統(tǒng)教學相結合

多媒體技術具有聲音、圖像、視頻、文本等多種展現方式，在教學中可以產生各種視聽信息，吸引學生注意力，激發(fā)學生學習的興趣。但是，在課堂教學中要將信息技術（如幻燈、投影、錄像等）與傳統(tǒng)媒體（如板書、掛圖、模型等）恰當的結合，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學的有效作用，各展所長，互為補充，相輔相成，從而達到優(yōu)化教學過程的目的。在課堂教學中，如果完全依賴多媒體進行教學，而忽略了傳統(tǒng)教學媒體的作用，結果只會使得學生像觀看影片一樣，很難真正理解和掌握學習內容，這樣多媒體技術不但不能優(yōu)化教學，相反會影響學生學習效果。

3.注意要運用“學教并重”教學設計理論進行“信息技術與生物教學融合”的教學設計

對于以計算機為核心的信息技術不僅可以作為輔助教師“教”的形象化工具，而且還可以作為促進學生自主學習與探究的認知工具和協(xié)助交流工具。但是，從長期實踐來看，多數教師主要通過利用多媒體課件來輔助教學，較少考慮是否促進學生自主學習和探究學習。因此，并沒有很好的充分發(fā)揮信息技術與生物教學融合的優(yōu)勢。所以，在“融合”過程中，要基于學生自主學習和探究學習，合理利用各種信息技術，即包括多媒體課件也包括基于網絡的研究性學習，如Webquest等，這樣才能營造一種更好的信息化教學環(huán)境，實現新型教與學方式，轉變傳統(tǒng)教學結構。

參考文獻：

篇8

關鍵詞：模式；策略；運用

一、計算機技術如何在高中生物教學中發(fā)揮作用

計算機技術可實現高中生物教學中多樣化，并且讓信息技術和高中生物教學實現完美結合。

1.實現教學方式的多樣化

計算機技術在高中生物教學中發(fā)揮的第一大作用是實現教學方式的多樣化。為了讓信息技術真正地在高中生物教學中發(fā)揮作用，除了最大限度地應用既有的教學方式外，最實用、最能讓學生得實惠的，還屬于將高效的教學軟件開發(fā)出來。這是由于，在現實教學過程中，高中生物教師的很多教學方法并不能在原有的設備中發(fā)揮出來，只有付諸于一定的先進設施，才能得以體現。在此期間，教學軟件的作用大為彰顯。高中生物教師通過優(yōu)質的教學軟件，能夠構建完備的方法體系，表現出獨特的教學風格。長此以往，學生的學習興趣大為提升，學生的綜合素質大大增強。

2.將兩者進行完美結合

除了實現教學方式的多樣化外，計算機技術還能將二者進行完美結合。不管是平時的教學實踐活動，還是課外科技體驗，抑或是難度較高的研究型學習，我都充分發(fā)揮了計算機的重要作用。通過網絡搜索、PPT展示、師生互動、自主探討等方式，我將兩者恰到好處地整合起來，效果是顯而易見的。如前文所提的那樣，計算機技術和高中生物教學的完美結合改變傳統(tǒng)的機械化教學模式，大力提升高中學生學習積極性，優(yōu)化學生的思維方式。

二、計算機技術和高中生物教學的整合辦法

計算機技術在高中生物教學中發(fā)揮作用，應以實際應用為基礎，以高效有用為前提，以提升能力為目標。唯有三者結合，相輔相成，才能恰到好處。

1.以實際應用為基礎

以實用性為基礎是計算機技術和高中生物教學整合的第一大辦法。在高中生物教學的實踐過程中，要想信息技術切實起到作用，必須以計算機技術的實際應用為前提。具體而言，要一切從實際出發(fā)，根據生物教學的實際情況應用信息技術。而不能自作主張，隨意使用，這將起不到任何效果。

2.以高效有用為前提

以高效有用為前提是計算機技術和高中生物教學整合的第二大辦法。一般而言，傳統(tǒng)的教學方式既費力又低效。這就要求計算機技術與高中生物教學結合在一起，必須高效有用。具體而言，計算機技術的實際應用應當符合頻率大、效率高的特點。除此之外，在實際教學應用過程中，信息化的方式應當確保學生學得好、興趣高。

3.以提升能力為目標

以提升能力為目標是計算機技術和高中生物教學整合的第三大辦法。在計算機應用的實際過程中，時時刻刻要保證傳統(tǒng)機械化教學模式的改變，高中學生學習積極性的提升，學生思維方式的優(yōu)化，學生的綜合素質的增強。

三、計算機技術和高中生物教學的整合方式

在長期的實踐過程中，我摸索出了識記知識方式、理解知識方式、應用知識方式等整合策略。

1.識記知識方式

識記知識方式是計算機技術和高中生物教學的整合的第一大方式。作為最基礎的方式，識記知識方式對高中生物教學的主要作用是增加知識理解的范圍，擴大知識的應用，不斷提高學生對生物學習的興趣?？傊?，識記知識方式對學生學習生物起著非常重要的作用。

2.理解知識方式

理解知識方式是計算機技術和高中生物教學整合的第二大方式。此種方式的最大特點是不斷優(yōu)化學生的思維方式，提升學生的思維能力。具體而言，可包括以下幾個方面：（1）高中生物教師運用多媒體材料，引起學生對生物知識進行思索，進而以類比的方式，摸索出新的生物知識。（2）生物教師以多媒體的形式對生物知識反復講解，讓學生反復練習，最終加深學生的理解，增強學生的理解效果。

3.應用知識方式

應用知識方式是計算機技術和高中生物教學整合的第三大方式。此種方式的最大特點是注重生物學習過程中的應用性，讓學生做到活學活用。具體而言包括以下幾個方面：（1）教師可先提出問題，通過計算機程序的分析、推論，得到結果。（2）教師可先通過計算機演示某種推論，后引導學生分析其中的原因，引發(fā)學生的思考。此種策略能夠極大地提升學生學習的積極性，大力提升學生的思維能力，提升學生的綜合素質。

參考文獻：

[1]寇海平.論信息技術與課程整合在中等衛(wèi)生學校的實施策略[J].甘肅科技，2007（01）.

[2]馬志成.論新課程背景下信息技術與化學教學整合[J]. 中國教育信息化，2009（02）.

篇9

關鍵詞 大數據 博士生 科研 信息 關系

中圖分類號：F32 文獻標識碼：A

1博士生面臨大數據與大數據技術

1.1大數據定義

大數據就是一種不能依靠傳統(tǒng)IT技術和工具在短時間內進行數據的收集整理，管理和服務等集合。通過對其的研究，發(fā)現其具有4大特點，第一是具有大量的Volume ，并且由原來的TB級迅速飛升為PB以及EB級。通過IDC 的“數字宇宙”可知，它預測全球的數據使用量將會在2020年前迅速飛升，達35.2ZB。第二是特點是Variety，是指數據的種類多種多樣。這是因為數據的來源眾多，渠道不具有單一性，此外，隨著軟件的發(fā)展升級，數據處理方式變得越來越多，格式也隨之豐富起來，改變了以前的數據模式。第三，Velocity，是指稻蕕牟生和更新。在大數據中這是其一個很重要的特征。就全球而言，數據的翻一番的時間大致為一年半，遵循著摩爾定律。第四是Value，即指數據的價值含量，在大量的數據中，具有價值的數據只是少數部分，因此，高效運用數據的前提是獲取有價值的信息。

1.2大數據技術

從定義上講，大數據技術是就是從海量的數據中，迅速地找到有價值的信息。簡單地說，大數據技術幫助解決了數據豐富但知識不足這一尷尬，究其實質是通過眼睛看到的數據，對其進行研究分析，從而獲得其隱藏的信息，提取潛在的價值。因而大數據是公認的最具“市場”前景的技術之一，這一新興領域已經成為了大勢所趨，是未來競爭的關鍵因素。例如在政府的角度來說，有利于達到高效服務型政府的目標。對于學校而言，有益于績效管理更加高效正確，有益于績效評估，資源的合理分配應用等都是在數據的基礎之上來做出決定。對于博士來說，為其研究工作的開展提供了必要的前提和整體環(huán)境。

1.3博士生面臨大數據與大數據技術

對于大數據的研究，在此之前都將主要的精力放在數據的精確度上。在相當長一段時間內，數據采集、記錄和存儲等都受到技術的限制，無法實現大規(guī)模，海量數據的分析研究，使得研究成果不夠準確。因此，我們在對數據進行處理時，從采集到分析都只選擇一小部分數據，在大量的數據面前，這一小部分數據不具有完全的代表性，具有主觀色彩。隨著各行各業(yè)數據的使用增多，數據的量越來越大，但是人們的能力有限，因此，統(tǒng)計學發(fā)明了抽樣法，即用一部分數據作為代表，對其進行分析研究，并從中總結出整體的特點，同時統(tǒng)計學的目標也成為用最少的數據得出最重要的信息。長此一來，我們形成了一種習慣：也就是最大限度的減少數據的采集量。然而往往具有較大價值的信息都藏于大量的數據中，而這種精簡則會使得那些細節(jié)被排除在外。

2海量大數據信息對農學生物類博士生研究方法和內容的影響

2.1大數據時代的科研方法變革及其必然性

所謂的科學研究方法就是在實踐的基礎上得出的理論方法，并將其作為指導實際的基礎。在這個信息爆炸的時代，數據的處理也需要一種新型高效的技術作為支撐條件，不斷的完善傳統(tǒng)的方式，推陳出新。為從事科研活動的人提供一個新型的，科學的研究方法。

“大數據”是相對以往小型、局部性數據而言的，利用大數據進行分析和工作時，研究方法體現為三大方面的轉變。（1）改變了以往抽樣研究的方法，不論是四研究整體還是某一個特殊的點，都需使用其所有的數據。（2）由于有更多的數據，我們可以接受更多混雜、更多數據上的不精確。（3）在分析數據時不再一味追求是否具有因果關系，而是將事物之間的關系研究放在了重要位置。在這個時代，科學的研究方法是時代的要求，也是歷史發(fā)展的必然結果。對該研究方法進行系統(tǒng)的梳理和研究顯得尤為重要。

由于大數據具有規(guī)模大、分布式、異構、不準確、不一致等特性，因而管理難度加大。由于當前些技術和系統(tǒng)無法有效管理支持大數據運行，于是海量數據的出現催生了一種新的科研模式，在爆炸的數據中，博士生等科學研發(fā)人員的工作成為了與數據打交道，在其中挖掘信息，發(fā)現新智慧，甚至無需直接接觸需研究的對象。Jim Gray博士是著名的專家，曾獲得圖靈獎。他對古今科研進行了分析和總結，提出了人類科研的3種范式，即實驗、理論和計算。今天，數據量不斷攀升，這3種范式已經無法滿足需求，在一些領域已經被淘汰，因此，迫切需求第四種的出現，以便能夠適應新形勢的需要。對此，Jim Gray提出了一種新的數據研究方法，被稱為“第四范式”，科研活動將受到數據的影響，數據密集將成為科研的一種新特點，新方向，是在實驗、理論結合計算科學之后的第四種科研范式。從實際上來說，計算機科學是對前兩種范式的補充和優(yōu)化，而數據密集型范式則是一種全新的處理大數據的方法，不僅僅是前三張范式的優(yōu)化，表1是對四種范式進行的比較。

2.2第四范式的特征

涉及到科學研究第四范式，關于其知識服務主要包括兩個方面的特征：第一點，為用戶提供知識理論和數據信息方面的服務，換句話說，不但要涉及到知識理論方面的服務，而且要提供數據服務，使用戶能夠更容易更清晰地理解最終的知識結果，能夠重復該結果產生的實驗過程，并重復利用該數據，提高科學研究效率。二是對溯源信息進行管理，提供從數據到知識的整個過程服務。數據溯源信息指在整個工作流程執(zhí)行中數據的輸入和處理歷史。科學研究信息的提供者為用戶提供的信息和知識是單個的靜態(tài)的，而科學研究第四范式需要新的服務模式，即能夠提供從數據到知識轉變的整個過程信息，這是一個動態(tài)的服務過程。許多的科研人才其中不乏博士學位研究生，他們在科研工作中的過程和結論都需要體現第四范式的特點。

3大數據時代對農學生物類博士生科研過程的信息新式供給

3.1大數據環(huán)境下農學生物類博士生的科研信息需求

在現在的大環(huán)境下，具有密集型特點的科學性數據在大數據中具有重要地位，這種密集型數據較一般大數據相比，除具有基本特征外，在管理和分析數據上有更極致的追求，一定會使科學研究人員增加對進程中的專業(yè)化、深層化、定制化、協(xié)同化以及集成化的信息的需求量。第一，科研對象在大數據時代下的虛構化，會使許多的科學研究人員其中包含農學生物類專業(yè)的博士生，具有對提高數字互性的管理信息能力的需要；第二，科研需求在大數據時代下有很強的知識性，會使許多科學研究人員具有大規(guī)模數據同步尋覓分析的需要；第三，科研溝通方法在大數據時代下，會使許多的科學研究人員其中同樣包含農學生物類專業(yè)的博士生，具有共同分享多種學科配合和科研數據集匯的資源信息的需要。

3.2信息供給模式演進與科研過程演進

英國科學與技術設施研究理事會（STFC）提出了數字科研環(huán)境下的科研模型 ，把科研工作分析成一N不斷連的工作流，整個過程以分析趨勢、產生思路、組織并設計項目、進行項目申請、實際性研究實驗、收集并組織數據、宏觀分析數據、并交流成果、保護研究成果為主線，細致地描繪了適用于未來的科學研究工作流的初步形態(tài)。科研工作以信息為著眼點，不斷研究分析信息的過程。在現在的大環(huán)境下，很多事物都在悄然發(fā)生著革命性的變化，知識形態(tài)、科學技術創(chuàng)新方式以及科學技術創(chuàng)新發(fā)展中的知識處理及交流機制都是如此，無一例外。這些變化同時又推動著知識創(chuàng)造模式的改變，以及科研工作流中關鍵性知識瓶頸出現深刻的變化，進而促進著新興知識服務機制的產生。

服務的主體、客體、方法及內容是信息服務模式的重要組成部分。服務主體是信息服務行動的執(zhí)行者，也就是信息的服務人員，以客戶的需求為出發(fā)點，運用行之有效的辦法，供應信息服務產品來實現客戶要求。服務客體是對信息服務有需要的人，與常見的圖書館讀者不一樣，分為群體和個體兩種需求類型，會發(fā)出需要信息的信號并接受使用信息。服務方法指的是信息服務中使用的策略，它是為幫助信息服務人員做成進行信息服務的行動而提出行之有效的手段。像舊時的信息服務里的查詢文獻、擬定專題、確定主題和新時代信息服務里的信息的搜集、匯集、個性化定制、咨詢參考等皆是信息服務手段。服務內容是最終的信息服務產品，是信息服務人員最后交給信息服務需求者的確定下來的成果，或者是某種能夠感受到的信息服務，由此它既可能是真實的物品，也可能是虛擬的產品，像報告、刊物、數據庫一類的或是像學科導航與文獻檢索一類的信息服務。

4大數據的信息供給的未來趨勢

數據密集型環(huán)境下，圖書館的知識咨詢服務必須進行創(chuàng)新，利用新技術進行服務模式的演進，新的服務模式包括云服務模式、智慧感知模式和導航模式；在思維方式方面，大數據環(huán)境下的思維方式向著多樣性、開放性、生長性、整體性、平等性和相關性發(fā)展，根本上屬于多元性思維；在認知角度方面，大數據環(huán)境改變了人類的一些常規(guī)認知，主要體現在人類眼界的改變，從局限的世界向無限的大數據方向進擊，進而滿足認知的平等；在信息技術方面，傳統(tǒng)的數據尋求方式已經落后于大數據時代，在數據收集、儲存、分析和可視化等地方都存在弊端。這時任何領域都急切需要著大數據的幫助，更多的人選擇了以數據為依據的分析代替以專家為信條的分析方式。而從服務創(chuàng)新的角度來講，應注意數據創(chuàng)新、用戶行為分析及知識網絡的關聯(lián)等方面的問題。

基金項目：重慶市教育改革項目資助，編號yjg142023。

參考文獻

[1] 張斌，馬費成.大數據環(huán)境下數字信息資源服務創(chuàng)新[J].情報理論與實踐，2014，37（6）：28-33.

[2] 王元卓，賈巖濤，劉大偉，靳小龍，程學旗.基于開放網絡知識的信息檢索與數據挖掘[J].計算機研究與發(fā)展，2015（2）：456-474.

[3] 賀威，劉偉榕.大數據時代的科研革新[J].未來與發(fā)展，2014（2）：2-5.

篇10

關鍵詞： 海洋生物技術原理及應用 教學改革 提高教學質量

現代生物技術是21世紀令人矚目的高新技術之一，分子生物學、遺傳學以及生物化學等學科的飛速發(fā)展，使現代生物技術發(fā)展日新月異［1］。浩瀚的海洋是地球上生命的搖籃，它覆蓋著71%的地球表面積，海水總體積占地球總水量的97%，蘊藏著巨大的生物資源。在全球面臨能源危機和環(huán)境污染的情況下，利用海洋生物資源，緩解上述危機，成為科學家認為最可行的方法之一。因此，將生物技術應用于海洋生物研究和開發(fā)形成的海洋生物技術是生物技術中發(fā)展最快、研究最熱、最有潛力的研究方向之一。在此形勢下，海洋生物技術相關課程應運而生，在很多涉海研究的科研院所開設。由于海洋生物技術涵蓋內容較多，范圍較寬，本課程的教學難度較大。但是有關海洋生物技術課程的教改信息及探討較少。面對蓬勃發(fā)展的海洋生物技術，為使海洋生物技術教學適合時展的需要，提高教學質量，我們結合對本門課程教學的實踐和體會，初步探討了海洋生物技術教學的改革。

1.合理編排內容，優(yōu)化知識體系

教材是學生接觸、預習和復習一門課程的工具，是保障良好教學質量的前提和基礎。一本好的教材，可在很大程度上提高教學的效率，激發(fā)學生學習的興趣和熱情。但是，目前有關海洋生物技術的教材較少。目前，相關書籍有5本，《海洋生物技術》，曾呈奎主編，山東科學技術出版社，1998年出版；《海洋生物技術新進展》，范曉主編，海洋出版社，1999年出版；《海洋生物技術原理和應用》（第二版），張士璀主編，海洋出版社，1999年出版；《海洋生物技術研究進展》，王長海主編，化學工業(yè)出版社，2005年出版；《海洋生物高技術新進展――863計劃海洋生物技術主題成果匯編》，丁健主編，海洋出版社，2006年出版。前三本書編著時間在10年以前，海洋生物技術發(fā)展飛快，因此不適合做教材。后兩本主要是對文獻或專利的匯總，不能作為本科生教材。在這種情況下，教師在閱讀以上相關教材基礎上，末不斷大量查閱相關期刊論文，掌握學科發(fā)展最新的前沿和動態(tài)，及時更新講課內容，并進一步積極準備編寫海洋生物技術教材。

2.優(yōu)化師資力量，實現優(yōu)勢互補

海洋生物技術相關課程涵蓋內容較廣。從生物類別上可分為海洋微生物生物技術，海洋動物（特別是海洋經濟類動物）生物技術，海洋植物（特別是海洋大型藻類）生物技術；從技術手段上包含了所有傳統(tǒng)的生物技術和快速現代生物技術如細胞工程技術。雖然在海洋生物技術領域內，各個科研院校都不乏科研和教育能手，但是畢竟各位老師術業(yè)有專攻，各位老師的學習及科研背景不同。雖然都從事海洋生物技術領域的科研工作，但是海洋生物技術涵蓋內容較多，各位教師只能從事其中較小的一部分。在這種情況下，要了解各位教師的研究領域，將研究不同海洋生物技術領域中教師資源整合，集中各位教師的研究優(yōu)勢教學究。海洋生物技術包括海洋微生物技術、海洋動物技術、海洋植物技術三大方面的內容，分別由主要研究對應領域的三位教師任教。由于教師本身一直從事相關的研究，所熟悉的實例、應用等內容會相當豐富，在講課中能理論結合實際，不會空洞無物，因此能極大地提高學生的學習興趣，從而提高教學質量。

3.協(xié)作改進教學，提高教學質量

在根據內容安排教師的同時，也要注意到教師的年齡和教學特點。學無常法，教無定法。有學者認為教學和用兵有異曲同工之妙，兵法中有“兵無常勢”之說，教法中有“教無定法”之論。不同年齡的教師對于教育的理解、對于教學經驗的積累各不相同，可以互相取長補短。擅長不同教法的教師組合對于學生來講如同從多角度、不同側面去學習和理解一門課程，可以達到事半功倍的效果?？梢?，安排不同年齡層次，擅長不同教學方法的教師組合如同不同兵種、不同將帥、不同智囊的最佳組合，取長補短，相互協(xié)助，幾乎攻無不克、戰(zhàn)無不勝。

除了不同教師上不同部分的課程外，有一些教學內容如種質資源的保藏、生物多樣性檢測、海洋環(huán)境保護生物技術等章節(jié)存在三位教師講課內容交叉的情況。這些章節(jié)可以由其中一位教師把基礎的概念講好后，三位教師同時參與，在同一個課堂上三位教師和同學們就其中的章節(jié)的內容進行互動學習，學生可以按照興趣等方式自行分組，從海洋動物、海洋植物、海洋微生物三方面對種質保藏、生物多樣性檢測、海洋環(huán)境保護生物技術等提出自己的觀點和設想，比較其中的差異及優(yōu)缺點。各位教師對同學們所提出的方法和設想給予評價和總結，在輕松愉快的氛圍中完成了課程內容的學習，這樣會強化學生的批判性思維能力，提高教學質量［2］。另外，根據同學們總結和回答的問題的情況可以很明顯地給出他們的平時成績。

4.現代教學手段，提高教學效果

傳統(tǒng)的教學手段，一支粉筆，一張嘴，三尺講臺，灰頭土臉，形式單調，教學效果較差［3］。加之海洋生物技術是一個理論性和實踐性都很強的學科，晦澀難懂。僅采用傳統(tǒng)的教學手段，容易引起學生對課程的懈怠，降低學習興趣，教學效果可想而知?，F代媒體手段比傳統(tǒng)教學方式更加直觀、生動、形象。在一定程度上彌補了傳統(tǒng)教學形式單調、枯燥等缺點。如多媒體教學，綜合應用文字、動畫、圖片、影音、視頻等教學手段，使一些抽象難懂的知識直觀而形象，便于學生理解。

但是，現代媒體教學手段也存在諸如上課信息量多，學生忙于記筆記而沒時間思考，或者選擇了脫離實際的目的多媒體，可能會降低講學效率。所以，在多媒體等教學手段的使用中要注意這些缺點的彌補。板書是學校教學過程中傳授知識的重要手段之一，在使用多媒體教學的課堂教學中仍然必不可少。板書起到提綱挈領的目的，如同行車的導航儀，在它的引導下，學生能夠輕松地掌握課堂教授的重點。因此老師應恰當使用媒體手段和板書，使媒體手段與傳統(tǒng)教學方式優(yōu)勢互補，提高教學質量。

5.調整考核方式，全面真實考查

目前，雖然很多高校都在進行考試改革，但還是以傳統(tǒng)的筆試考試方式為主［3］。很多傳統(tǒng)的筆試考試方式難以取得滿意的效果，并會導致學生只會死記硬背，考試前突擊，考試后全忘的現象。改變現有教學課程的考試方式勢在必行。只有采用細化和科學的考試和考評方法，才能在檢驗學生基本理論掌握程度的基礎上，對學生的動手能力及綜合思考能力都進行考查。根據課程和教學方式的特點，為了檢測課程開設的目點是否達到，三位教師可采取多種方式分開考試，最終計入總評。這樣能對學生對知識的真正掌握情況有真實的了解。避免一次考試情況下考試前突擊，考試后全忘的現象的發(fā)生。

總之，我們應在正確認識海洋生物技術原理及應用課程特點的基礎上，從多方面進行分析和教改，提高教學質量。雖然任何課程的教學改革都不是一蹴而就的，但是時不我待，為了培養(yǎng)高素質高水平的學生，我們一定要積極堅定不移地進行教學改革，提高教學水平。

參考文獻：

［1］馮飛，張雅君，曾幕衡.《微生物工程》課程教學探索與改革［J］.微生物學通報，2009，36，（6）：910-913.