信息化技术在高职生物化学教学中的应用

张小翠

（兰州现代职业学院，甘肃 兰州 730300）

生物化学是高职医药卫生类专业的专业基础课程，主要从分子水平探讨生命现象的本质，由于物质的分子结构比较复杂、物质代谢的过程冗长、物质代谢之间的联系较多，涉及到很多有机物、无机物之间的化学反应，内容比较枯燥难懂，不管对学生还是教师来说都是一门极具挑战性的课程。传统的教学使用板书教学，这种模式虽然有着教学内容可强化、课堂节奏易控制、利于培养学生抽象思维的优点，但是教师在授课过程要中书写大量的化学反应，同时还要绘制细胞内外结构图等等，不仅耗时费力、效率不高、效果不佳，而且仅仅依靠板书很难将物质代谢之间的联系及分子微观结构等内容呈现出来，绘图也不够立体，造成教师讲解不全面、无法深入浅出地细致讲解，学生学习起来也不够直观，难以将前后知识衔接起来，课程学完后学生往往是一知半解，深层次的内容更是难以学懂。因此，在知识量日益庞大的现状下，传统板书教学模式的局限性日渐凸显，在此背景下其将信息化技术引入到生物化学课程中是必然趋势，利用不断发展进步的计算机技术、传感器技术、通信技术使教师不再将大量时间精力用在写板书、绘图及擦黑板上，大大增加了教师讲解内容的时间，有效提升了教学效率，学生也能通过图片、视频等更直观地看到分子结构和物质在人体中的代谢过程等微观世界，让学习内容不再枯燥，充满乐趣与思考，也更有利于知识的理解、记忆及储备，同时还可以有效拓展教师及学生对生物化学知识的认知水平，提升教学质量。本研究将信息化技术应用到高职生物化学课程中，提高了教学质量。

1 教学课件的应用

板书教学内容是课本知识的浓缩与精华，要做好板书教学，首先需要教师做好备课工作，哪些内容需要重点讲解，重点内容如何板书呈现；其次要规划好板书书写的时间和讲解的时间，要在40分钟内将知识浓缩在黑板上；最后还要计划好互动环节，进行课堂提问、回答学生的问题，或做练习题对知识加以巩固等等。由此可见，板书教学质量很容易受到方式方法、精神状态和课堂氛围等因素的影响，例如讲DNA 双螺旋结构时，教师想通过语言描述和绘画在黑板上短时间内将双螺旋结构的立体结构呈现出来是比较困难的，致使学生对双螺旋结构的特点一知半解，似懂非懂，印象不深，一旦学生理解跟不上，就会觉得教学内容枯燥乏味，失去学习兴趣，甚至会影响到课堂学习氛围。课件教学则可以避免板书教学在课堂的局限性，其优点为：一是利用办公软件的强大功能，利用绘图、表格等直观呈现一些需要用大量语言描述的内容，简洁明了，便于记忆，并且可重复利用，大大地节省了教师写板书的时间，同时将节省出的时间用于巩固知识点，加深学生的理解；二是利用影音媒体丰富多彩、图文并茂的呈现形式，如动画的使用使教学更加生动逼真，声音特效的恰当应用增添了学习的乐趣。教师在教学过程中可利用多媒体课件的优势，适当地将抽象的知识转变为生动的图片、动画和视频，从而吸引学生的注意力，引起学习的兴趣，调动学生的思维，便于学生对抽象知识的理解，使学生将相关内容进行联系、总结，促进学生产生强烈的求知欲[1]。例如，上文提到的DNA 双螺旋结构，如果没有课件，教师很难在黑板上将双螺旋结构的立体结构画出来，但是将双螺旋结构以动画的形式逐步地呈现出来，立体感的动画视觉冲击力强，便于学生理解，很容易引起学生的好奇心和求知欲，此时教师也可以进一步引导学生自己总结，通过这种方式学生很容易就能记住双螺旋结构的要点，为基因信息的传递与表达的内容学习打下坚实的基础。当然，课件教学也存在缺点，例如过多使用多媒体内容，会使学生难以集中注意力，容易走马观花，记课堂笔记的习惯难以养成，对重难点知识掌握不牢固等等，而教师也容易加快讲解速度，对知识的讲解不够深入透彻。所以在使用课件教学时，教师要掌握好分寸，尽量言简意赅、图文并茂、重难点突出，避免文字过多使学生产生视觉疲劳，或者动画、视频太多使教师的讲解过少，从而使学生产生厌学心理。教师使在教学中要注重板书与课件的相结合，对于重点内容，关键信息可以写板书，通过板书更能促使学生去理解和记笔记，对知识进行梳理和归纳总结，同时也要避免出现学生注意力过多集中在图片和视频上而不在教学内容上。另外，教师使用课件教学要掌握好节奏，避免讲课速度过快，使学生没有时间理解和掌握重难点知识。

2 微课的应用

微课，顾名思义具有短小精炼、便于传播、制作简单、知识点突出、表达形式多样的特点，是重要的教学辅助手段，将其穿插在教学过程中，使得教学形式更加多样化，能够吸引学生的注意力，增加了趣味性，学习起来更加轻松。教师可以在课后将微课分享给学生，学生可以反复播放学习，针对某个知识点加深理解和记忆。教师甚至可以让学生参与到微课的设计与制作中，学生既学习了知识，又增强了动手能力，寓教于乐，使被动接受知识转变为主动学习，同时，对学生的思维也进行了拓展，增强了想象能力，还可以掌握多媒体软件的使用方法，为今后走上工作岗位积累经验。教师也可以举办微课比赛，将优秀的微课进行展示和奖励，以此来提高学生学习的积极性，充分挖掘学生的潜能。例如，三羧酸循环是生物化学的难点内容之一，教师将该内容以课后作业的形式让学生制作微课，学生在制作过程中边做边学习，自己总结三羧酸循环的特点，体会物质代谢之间的相互联系，通过这种方式，掌握了三羧酸循环的过程。需要注意的是微课主要针对某一个知识点进行讲述，时间以5 分钟左右为宜，在使用微课教学时，要正确选择内容，避免涉及的内容过多使时间过长，内容过于繁杂也无法突出重难点。

3 虚拟现实（VR）技术的应用

生物化学是一门实验课程，实验往往耗时长、仪器和试剂昂贵、有些实验试剂还有毒性，因此很多实验难以经常性开展，并且生物化学课程中很多内容具有看不到、摸不到、无法感知的特点，如分子结构、细胞结构、代谢过程等内容非常抽象，学生难以理解和掌握。为了有效解决这一问题，可以引入VR 技术，让学生模拟实验过程。VR 技术即虚拟现实技术，是利用先进的计算机软硬件技术、传感技术、行为心理学等营造一个三维立体虚拟现实环境，感受者通过专门的眼镜、手套等设备可实现深度沉浸式的体验感，并且可实现视觉、听觉、触觉甚至是味觉等感知，可对现实中难以感知的微观世界进行直观的观察，甚至可以对其施加影响。在网络平台上，学生可以根据不同的需求进行不同的操作，满足各个层次学生的需求。教师可以在线指导学生操作，评价学生的实验效果，批改实验报告、解答疑问等等[2]。例如，在做肝中酮体的生成实验时，由于很难提供新鲜的肝组织，在实验室进行该实验难度较大，此时，教师可以让学生在网络上利用VR技术模拟该实验，并在线加以指导，让学生自己操作实验过程，得出实验结论。既达到了实验教学的目的，也锻炼了学生的实验操作能力，使学生了解到组织匀浆的制作方法，验证肝是酮体生成的器官，了解酮症酸中毒的机理，掌握酮体代谢异常的临床意义。VR 技术虽然使用方便快捷、安全高效，但不宜频繁使用，毕竟网络环境和实验室环境有差别，如果使用过多，容易出现学生眼高手低，在真实的实验室环境无所适从的现象。因此，在教学过程中，教师最好将VR 技术和实验室实际操作结合起来，在实操课之前，学生可先模拟实验，教师将注意事项和出现的问题进行指导，学生通过反复练习后，做到胸有成竹，然后在实验室进行实际操作，可大大提高实验的成功率和准确率，既节省了时间，也避免了实验药品的浪费。实验结束后，教师可以让学生在网络上提交实验报告，进一步熟悉实验流程，也可以设置和实验相关的问题，积极互动，了解学生的学习动态。

4 网络资源的应用

网络技术的快速发展使得信息的传播途径及方法具有多样性，学生可以搜索关键词来学习专业知识，也可以关注一些和专业相关的公众号、视频主播号来学习，但网络上的知识鱼目混珠，学生要具有一定的甄别能力，以免接收到不正确的知识而误导自己，在自己无法判断的时候可以向教师求证，力求获得知识的正确性。学校图书馆一般会有很多免费的网络学习资源，如电子书籍、名师讲堂、精品课程等等，学生在闲暇之余也可以登录图书馆网站去学习相关知识。很多生物化学教材增加了丰富的富媒体模块，通过扫描二维码，获得富媒体资源，主要包括课件、重难点知识、知识拓展、课后习题、答案解析和多媒体（视频、动画、音频、图片）等[3]。学生在学习过程中通过手机扫码，很轻松地获得网络资源，有助于理解记忆，同时也增强了学习的自主性。例如，蛋白质生物合成是生物化学的难点内容之一，涉及的知识点多，逻辑性强，内容抽象晦涩，学生在学习的时候对翻译的动态过程难以理解，尤其是对肽链延长的进位、成肽、移位过程很难掌握，在此情况下，学生可通过微信链接富媒体，针对这一内容进行视频学习，由专业教师进行讲解，可以反复播放学习，直至学懂，学完后学生自己归纳总结知识点，再链接富媒体的课后习题和答案解析加以巩固，非常方便快捷。网络资源的应用提高了学生学习的自主性和主动性，使学生获得的知识更加全面和深入，在一定程度上缓解了教师的教学压力，但并不代表教师的教学任务减轻，相反，随着学生知识的增长，教师要想做好学生的领路人也要不断地学习，拓展自己的知识宽度和深度，再深入浅出地结合实际案例或社会热点，将所学知识应用到课堂当中，把各个知识点有机地串联起来，将部分结合成整体，起到穿针引线的作用，这是教学活动中较难的部分。

5 学习平台的应用

随着信息化的普及，各个学习平台如雨后春笋般层出不穷，网络学习或居家学习成为时下的热门学习方式。疫情期间，笔者所在的学校主要使用超星学习通进行网络授课，教师在学习平台上上传学习资料、课件、视频、微课，可以直播教学，布置和批改作业，也可以引导学生讨论、发言，还可以进行测验和考试等等。尽管学习平台存在师生情感交流难、学生学习的自主性差、教师教学效果不理想、网络容易卡顿等弊端，但学习平台也具有突破时空限制、师生互动便捷、视频重复播放、学生随时随地学习的优点。教师在传统课堂教学中如果合理利用学习平台，可达到事半功倍的效果。在讲授氨的代谢时，教师可提前在网络平台布置任务，让学生分组查找氨中毒的原因和对人体的影响，然后在课堂上进行讨论，并思考氨的来源、转运和去路，再通过教师课堂讲解掌握该部分知识。最后教师在平台上发布习题，让学生在线答题，通过统计数据掌握学生的学习情况，所得数据更加精准和直观。当学完一个章节内容后，教师发布测验题库，学生可在网络平台进行抽题测验，提交后当场判别打分，通过这样的方式让学生也能掌握自己的学习情况，了解学习中存在的不足之处，对其有一定的促进作用，也充分调动了学习的积极性。同时实现了无纸化考试，节约了纸张，节省了教师批改试卷的时间，既环保，又省时省力。另外，很多学习平台还为学生提供了多种课程的在线学习，学生可以根据自己的兴趣，选择相应的课程学习，拓展知识面，提高自身能力，全面发展。当然，教师不能完全依赖网络教学，而是要采取线上线下有机结合，以线下为主、线上为辅的教学方式进行教学。

在教育理念、认知水平、教学方法不断发展更新变换的情况下，信息化技术在教学中的应用无疑使教学形式多样化，充分激发了学生的学习自主性和创新性，使学习更生动有趣，极大地提高了学习的积极性，对知识的理解也更加深入和全面。信息化技术对教师素质的要求更高，不但要有扎实的理论基础，还要具备一定的信息技术知识。因此教师要不断学习，努力提高信息素养，在教学过程中，要将各种教学手段联合运用，以多样化的教学手段丰富课堂内容，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。同时，面对丰富的信息化教学手段，要分清主次、明晰利弊、正确运用，教学的目的是对知识和技能的掌握，不能过于重视形式。