1 緒論

我國(guó)的生物課程教學(xué)自改革開(kāi)放以來(lái)經(jīng)歷了多次改變整合，目前也取得了一定的成績(jī)。尤其是新課改以來(lái)，生物教學(xué)除了吸收以往的優(yōu)點(diǎn)長(zhǎng)處，避免其不足之外，更加注重學(xué)生的多樣性發(fā)展的要求，真正向素質(zhì)教育的大目標(biāo)看齊，更加的貼近生活，更加的注重實(shí)踐，也從更多的方面反映了生物科學(xué)與技術(shù)的新發(fā)展變化。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物教學(xué)的熱情，讓學(xué)生更加了解他們生活的這個(gè)大環(huán)境，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，，更加了解其中的資源，在學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候能夠認(rèn)識(shí)環(huán)境、了解環(huán)境、保護(hù)環(huán)境。新課改給廣大學(xué)習(xí)者和教師帶來(lái)很多好處的同時(shí)，也對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)者以及教師和學(xué)生提出了更加嚴(yán)格的要求：不能再僅僅依靠傳統(tǒng)的教學(xué)學(xué)習(xí)方法來(lái)應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)，而是要探索新的知識(shí)，結(jié)合舊的教學(xué)模式，和新的技術(shù)進(jìn)行整合，合理選用并探索出一條更加適合目前狀況下的教學(xué)模式與教學(xué)方式。在進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定時(shí)，掌握知識(shí)不再是單一的目標(biāo)，更多的時(shí)候是要學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，同時(shí)還能夠與同學(xué)之間，與老師之間進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)向同伴表達(dá)信息。要學(xué)會(huì)“學(xué)習(xí)”這種能力，而不是僅僅只書(shū)本上的知識(shí)。
.....

2 知識(shí)可視化的相關(guān)研究以及理論基礎(chǔ)

2.1 知識(shí)可視化的相關(guān)概念界定

視聽(tīng)教學(xué)與知識(shí)可視化都具有將其所表示的知識(shí)以區(qū)別單純的文字形式而表示的特點(diǎn)，但是，就其知識(shí)的表征范圍上來(lái)說(shuō)，二者是有不同之處的。視聽(tīng)教學(xué)所需要改變的教師在教學(xué)過(guò)程中傳遞給學(xué)生的知識(shí)，是由教師為主導(dǎo)，來(lái)主動(dòng)改變知識(shí)的表征形式，它的知識(shí)范圍是有限的，只是教師所傳授的那一部分。而知識(shí)可視化是以學(xué)生為主導(dǎo)地位，它所希望改變的是一切知識(shí)的表征形式，它的范圍是無(wú)限的。媒體是視聽(tīng)教學(xué)能夠順利進(jìn)行的基礎(chǔ)所在，技術(shù)的限制會(huì)影響視聽(tīng)教學(xué)的進(jìn)行。所以，視聽(tīng)教學(xué)所強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是在媒體、工具的使用以及掌握，是如何用視覺(jué)設(shè)備以及聽(tīng)覺(jué)設(shè)備來(lái)展示需要教導(dǎo)的知識(shí)。而知識(shí)可視化在重點(diǎn)在于知識(shí)的載體，或者說(shuō)是來(lái)探討什么樣的知識(shí)用什么樣的方式來(lái)展示以及教導(dǎo)更有效化，更高效化；是探討如何設(shè)計(jì)知識(shí)的可視化表征的過(guò)程，而不是如何實(shí)現(xiàn)。總的來(lái)說(shuō)，目前的視聽(tīng)教學(xué)在向知識(shí)可視化的方向盤旋發(fā)展，它們有著同樣的教學(xué)目標(biāo)——“知識(shí)全息化”教學(xué)方式。

2.2 理論基礎(chǔ)

雙重編碼理論認(rèn)為信息的加工有三種類型：1）表征的：接收到的信息是語(yǔ)詞類的，在對(duì)這一類的加工過(guò)程就是直接詞語(yǔ)對(duì)其進(jìn)行表征；2）參照性的：有些信息不是一語(yǔ)詞存在的，比如圖像類的信息，對(duì)于這種類型的信息，往往是用語(yǔ)詞信息來(lái)對(duì)其進(jìn)行表述，解釋，從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，也就是用非語(yǔ)詞類信息刺激與語(yǔ)詞系統(tǒng)；3）聯(lián)想性的：這有一點(diǎn)像內(nèi)部消耗的過(guò)程。也就是說(shuō)，當(dāng)接收到的信息是語(yǔ)詞信息時(shí)，就用和它有一定聯(lián)系的，對(duì)其進(jìn)行解釋說(shuō)明；而對(duì)于接收到的信息是圖像類的信息時(shí)，以圖解圖，用能夠明白的圖像類資源來(lái)解釋接收到的需要進(jìn)行加工的信息。但是因?yàn)樾畔r(shí)繁多而無(wú)序的，或許有些信息加工的任務(wù)用單一的一種信息加工過(guò)程無(wú)法完成，在這種情況下，就要求兩種或三種信息加工過(guò)程的融合以達(dá)到目的了。通過(guò)佩維奧做的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，如果以一種很快的速率向被試分別展示系列性的圖像信息資源和字詞類資源，那么被試回憶起來(lái)的圖像類的資源數(shù)目會(huì)超過(guò)字詞的數(shù)目，也就是說(shuō)，在人的大腦中，盡管兩個(gè)加工系統(tǒng)分別對(duì)語(yǔ)詞和圖像進(jìn)行加工，但圖像的加工速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)語(yǔ)言的加工速度，人腦對(duì)圖像的加工具有明顯優(yōu)勢(shì)。

3 知識(shí)可視化與高中生物教學(xué)的整合的應(yīng)用 ......... 21

3.1 學(xué)習(xí)生物的意義與傳統(tǒng)生物教學(xué)的不足分析 .......... 21 
3.2 知識(shí)可視化與教學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)合......................22
3.3 適合高中生物的知識(shí)可視化表示形式..............24 
4 知識(shí)可視化在“細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)以及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”學(xué)習(xí)中的應(yīng)用................ 35
4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ...............35
4.2 知識(shí)框架展示 ...................36
4.3 課后的輔助教學(xué) .................36 
5 總結(jié)與展望 ............. 48
5.1 研究結(jié)論..........48
5.2 存在的不足.....49
5.3 研究后續(xù) ...............49

4 知識(shí)可視化在“細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)以及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)研究是一種可控的研究方法，在本研究中，是通過(guò)控制是否對(duì)學(xué)生提供知識(shí)可視化工具以及內(nèi)容資料的學(xué)習(xí)來(lái)評(píng)估知識(shí)可視化是否會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果以及學(xué)習(xí)能力產(chǎn)生積極的影響。根據(jù)所要研究的問(wèn)題，首先要確定研究假設(shè)：（1）知識(shí)可視化對(duì)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)成績(jī)有輔助作用；（2）知識(shí)可視化對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的提高有輔助作用。自變量：在生物教學(xué)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)班采取用知識(shí)可視化技術(shù)優(yōu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)以及知識(shí)表征方式。而對(duì)對(duì)照班，采取常規(guī)教學(xué)。因變量：學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。控制變量：學(xué)生的初始學(xué)習(xí)水平相同，學(xué)習(xí)的內(nèi)容相同，學(xué)習(xí)的時(shí)間相同。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，對(duì)學(xué)習(xí)者有一個(gè)測(cè)試，主要通過(guò)課堂提問(wèn)以及課堂測(cè)試的形式來(lái)進(jìn)行。根據(jù)學(xué)習(xí)成績(jī)以及任課教師的評(píng)價(jià)，確定水平相當(dāng)?shù)膬蓚�(gè)班級(jí)作為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)照班按照平時(shí)的一般的教學(xué)策略進(jìn)行教授學(xué)習(xí)。也就是說(shuō)不做任何改變。對(duì)實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生進(jìn)行知識(shí)可視化工具以及知識(shí)可視化學(xué)習(xí)內(nèi)容的輔助，主要按以下的步驟進(jìn)行。

4.2 知識(shí)框架展示

這一部分是在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行的，主要是幫助學(xué)習(xí)者對(duì)本章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容有一個(gè)大致的了解，幫助學(xué)習(xí)者建立一個(gè)模糊的知識(shí)框架圖。這一部分的進(jìn)行往往是使用思維導(dǎo)圖來(lái)進(jìn)行輔助的。如在學(xué)習(xí)細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之前，向?qū)W習(xí)者展示的圖如下：

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5 總結(jié)與展望

5.1 研究結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)知識(shí)可視化工具輔助生物學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)，結(jié)合其理論基礎(chǔ)，得出以下幾條結(jié)論：1.知識(shí)可視化能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情程度經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，知識(shí)可視化能夠激發(fā)學(xué)習(xí)生物的熱情。更多的來(lái)說(shuō)，知識(shí)可視化幫助學(xué)習(xí)者“動(dòng)手”學(xué)習(xí)，參與學(xué)習(xí)，走近生活，走進(jìn)生活。在進(jìn)行訪談時(shí)，一個(gè)學(xué)生說(shuō)原來(lái)我也可以參與啊，自己動(dòng)手制作概念圖，雖然說(shuō)花了更多的時(shí)間與精力，但是記得更深刻。2.知識(shí)可視化可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)生物的效率。概念圖、思維導(dǎo)圖以及流程圖、樹(shù)狀圖等圖像學(xué)習(xí)資源比起文字學(xué)習(xí)資源更加的簡(jiǎn)練，但是涵蓋了更多的內(nèi)容，更加符合思維的過(guò)程，也節(jié)省了學(xué)習(xí)時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)化知識(shí)點(diǎn)記憶與學(xué)習(xí)方式也能夠幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行更加有效的記憶。

5.2 存在的不足

雖然取得了一定的設(shè)計(jì)成果，但是，總的來(lái)說(shuō)，還是有很多需要改正的地方。知識(shí)可視化輔助教學(xué)不只是在課后進(jìn)行，但是本研究中對(duì)于課前的部分做的很不足，沒(méi)有加以分析引導(dǎo)，達(dá)到想要的學(xué)習(xí)目的。1. 實(shí)驗(yàn)對(duì)象單調(diào)。本研究只是對(duì)生物教學(xué)的一部分內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)有一定的片面性，時(shí)間也過(guò)短，只有三個(gè)星期 12 個(gè)課時(shí)，但是涉及的內(nèi)容多于計(jì)劃安排的學(xué)習(xí)內(nèi)容，給教師和學(xué)生都造成了很大的壓力。另外，知識(shí)可視化工具在教學(xué)中的應(yīng)用的研究還不夠全面，透徹，有待改進(jìn)。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號(hào)：64380