第一篇：視頻教學在生物課堂的應用

實驗視頻在生物教學中的應用

電教媒體這個現代化教學手段，我們既應充分認識它的先進性和作用，又不能盲目迷信正確的態度應該是，利用電教媒體對傳統教學媒體進行靈活的、恰當的、巧妙的改造，并完善、發展，通過優化求得效益，使我們的教改工作實實在在上升到一個新的高度。

關鍵詞：教學媒體 更新觀念 形象化、趣味化

電化教育作為運用現代電教媒體(如電視、錄像、幻燈、投影等)進行教學的一種方式，對于傳統的教育來說，無疑是一次激烈的沖擊和深刻的革命。作為一線教師，我們既要傳承以往教學的精髓，又要結合當前互聯網信息的爆炸，互相整合，打造高校課堂。1.傳遞方式的優化——化難為易，化抽象為具體

生理學科的特點是細微、動態、抽象。比如根對水分和無機鹽的吸收，導管的運輸，這些均是教學中的難點、重點;但又看不見，摸不著，理解起來有一定的困難。過去我用“講述+習題+背誦”的形式講授，以語言講述為主，練習，記憶為輔，雖然也能強調重點，但不僅枯燥效率低，學生還掌握不牢固。如果用flash動畫演示這一過程，不僅直接，;還新穎有趣。在演示過程中，我還通過暫停放映，解釋，總結。這樣，學生在形象化、趣味化的接受知識過程中，又得到教師適時適度的強化，使這一難于理解的知識變得易于接受。

2.傳遞速度的優化——節省時間、運用現代化的電教媒體，有著明顯的提高傳遞教學信息速度和效率的優勢。、。在生理教學中，比如胚胎的發育過程，視頻可以將胚胎在人體內從生殖細胞的相遇，受精，著床，發育過程一點點呈現。;如果采用X光攝影，則能夠清晰地看到人體內部的骨骼運動、消化管的蠕動、血液的流動等情況;在比如，要想組織學生在課堂觀察螞蟻與蜜蜂的社會生活是不能實現的。從網絡下載螞蟻和蜜蜂的生活片段，它們的各項分工，各項職能講解的風趣幽默。學生在愉快的氣氛中掌握住什么叫社會行為，有那些特征。，其節省時間、提高傳遞知識的效率是不言自明的。另一方面，它擴大了學生想象、思維的時間和空間。如講鳥類適合飛行的特征，通過展示北極燕鷗飛躍太平洋的視頻以及鳥的雙重呼吸結構，讓學生真切認識，鳥全身都和飛行相適應。無論是外形，羽毛才，翅膀，骨骼還是消化，呼吸，循環系統的配合，結構與功能的觀念進一步得到強化

3.學生學習能力的優化——發揮學生的主體作用，教學功夫下在學生“學”上

現代教育 老師是主導，學生是主體。教師的主要任務，就是要教會學生學習。

在生物課教學中，學生對有些概念、原理的學習理解是較困難的。而利用生動活潑、豐富多彩的多媒體，就能幫助學生順利解決這一問題。比如在“血液的循環”這一節，我們用多媒體演示人體血液的流動以及心臟的結構，然后讓學生找出心臟那部分結構肌肉最厚，與之相連的血管是什么？它流經身體的那些部位，血管是越來越粗還是越來越細？最后的小血管有什么特征？血液在哪里與細胞進行物質交換？有那些結構與此功能相適應？交換以后血液流向什么血管？血管又發生了什么變化？最后從哪里流回心臟?血液會不會倒流,有那些結構防止倒流？這節課，學生跟隨血液流動的動圖，結合心臟結構的靜圖，觀察，思考。踴躍發言。最后快速的記住了心臟的腔和與之相連的各條血管名稱，復習了毛細血管，靜脈，動脈胡概念特征。將人體的兩條循環途徑也自己歸納總結出來。這以節課，基本由學生自主完成，課上的很成功，調動了學生的積極性和參與度。心臟結構和血液循環的難點得到突破，而且學生由死記硬背的瞬間短時記憶，增強為理解的基礎上形成的長久記憶。4.多種媒體優化組合——畫龍點睛，適時推出，難處使用，局部強調

在教學中，多媒體是輔助手段，不能用看視頻代替教學，視頻要運用合理適度。

若以為大量引進電教手段就會產生好的教學效果，這是不實際的想法。我的原則是：畫龍點睛，適時推出，難處使用，局部強調，最后爭取收到教學的整體效果。比如螞蟻的生活有一現成的錄像片，原片放映時間約20分鐘，約占半節課的時間。如果20分鐘片子全部放映，一是未突出重點，二是多余部分會分散學生的注意力。，我將原片剪接，將跟教學內容相關部分重新重組，講解。經過這樣的精心設計、制作，雖然放映時間短了，但起到的作用卻是非常大的。實踐表明，電教媒體的使用得當和適度，是確保電化教學產生良好效果的重要一環。

總之，對于電教媒體這個現代化教學手段，我們既應充分認識它的先進性和作用，又不能盲目迷信正確的態度應該是，利用電教媒體對傳統教學媒體進行靈活的、恰當的、巧妙的改造，并完善、發展，通過優化求得效益，使我們的教改工作實實在在上升到一個新的高度。

第二篇：多媒體教學模式在生物課堂“兩棲動物”教學中的應用

多媒體教學模式在生物課堂“兩棲動物”教學中的應用

摘要：在初中生物課堂教學中，有許多知識都是抽象難懂的。若是按照以往的教學方式，學生不僅需要花費不少的時間去進行理解和記憶，而且還往往提不起興趣。在21世紀的今天，隨著信息技術的進步，以及新課改的深入，多媒體在生物課堂中的作用變得越來越大。其在擴大課堂信息量，使教學變得直觀等方面具有得天獨厚的優勢。本文將針對初中生物課堂“兩棲動物”這一課的教學，就多媒體教學模式在其中的應用進行簡要說明。關鍵詞：多媒體 生物 教學 兩棲動物

一、利用多媒體創設良好情境，激發學生興趣

孔子云：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”興趣在一個人的學習過程中，往往起到決定性的作用。然而傳統意義上的教學模式卻對于學生興趣的培養要么是過于忽視，要么是力不從心。單就“兩棲動物”這一課的教學來說，若是教師在教學時只知道進行知識點的灌輸，而不重視學生是否對其感興趣。那么最終的結果很可能是，課上完了，但是學生都沒有學生，導致老師一堂課的努力白費。要知道，中學階段的學生，仍然擁有強烈的好奇心，對于看到的和聽到的新奇的事情都有天性上的興趣。因此，合理的運用多媒體設備進行教學，就可以針對不同的課題創設不同的教學環境，吸引學生的注意，從而激發他們的興趣。

如，就“兩棲動物”的教學來說，考慮到初中生的心理對于新奇事物的好奇心理，教師在進行教學時，可以先利用多媒體播放一段關于兩棲動物生活記錄的視頻，或者是圖像以及音頻，如青蛙的捕食過程、小蝌蚪發育成為青蛙的過程、蛙類動物的鳴叫聲等。通過這些多媒體內容，不僅能營造出一個和教學內容直接掛鉤的課堂環境，還能吸引學生的注意力，讓他們產生好奇心并將精力集中到課堂上來。之后再在教師的引導提問下，如“兩棲動物中的‘兩棲’是什么意思？”“為什么兩棲動物能在水中以及陸地上生活？”等問題，讓學生將內心中的好奇心進一步強化為求知欲，從而誘發出他們的興趣。之后教師還可以利用多媒體設備為學生展示不同品種的兩棲動物，在豐富課堂知識量的同時，也能開拓學生的眼見，進一步深化他們的興趣。

興趣是學習的先決條件，教師一旦將學生的興趣激發出來，那么學生就會主動性的去學習，即使日后教師不應用多媒體設備進行教學，學生也能很好的吸收教師所傳授的知識。

二、改變教學模式，增強感性認識

由于硬件設備的限制，傳統式的教學模式只能局限在書本、黑板以及教師這三種元素上。在傳統的生物課堂上，基本教學模式就是教師在課堂上講解、板書，然后學生在教室內聽講、做筆記。過程單調乏味，效率低下。進入到21世紀以來，信息技術高速發展，學生自身通過網絡而接觸到的信息已經是以往學生所能得到的信息的百倍甚至千倍。因此，在這樣的社會大環境下，若是教師在教學時還采取以往那種“教師講，學生聽，黑板寫”的模式，無疑會和時代的發展顯得格格不入。而且，初中生物里不少知識抽象復雜，缺乏直觀形象來了解，這也不利于學生對知識進行吸收和消化。采取多媒體式的教學模式，不僅是順應時代發展，符合學生心理的變化，而且還能讓課堂教學更加直觀化，讓學生在學的同時

還能看，還能聽，從而增強學生的感性認識，加深他們對于知識的記憶。

如在“兩棲動物”的教學中，關于“兩棲動物”的定義是：“從水生到陸生的過度類群。幼體生活在水中，用鰓呼吸；成體營水陸兩棲生活，用肺呼吸的動物，兼皮膚輔助呼吸。”但是在教學時，學生就有可能產生各種各樣的疑問，比如“幼體怎樣在水中生活？鰓在什么部位？成體動物的肺是不是由鰓變化而來？皮膚如何輔助呼吸？”等。這些問題，如果僅靠書面講解是需要大量時間去理解的，但是如果運用多媒體教學就能直觀性的讓學生明白。

某位教師在講授“兩棲動物”這一課時，先是利用多媒體設備給學生播放了一段講述地球生命演化歷程的動畫，動畫講述了地球早期的生命最早是生活在海洋中，而后逐漸向陸地演化，但是在演化中，卻有一部份分支變成了兼營陸地和水生的動物。這就讓學生明白了兩棲動物的起源。之后這位教師又播放了一段記錄蝌蚪成長為青蛙的過程的紀錄片，里面詳細的記錄了蝌蚪的生活方式，以及他們成長的過程，青蛙的皮膚呼吸方式等。通過這些多媒體文件的播放，使學生對于所學的知識有了一個直觀性的了解，就仿佛親眼所見一般，在腦海中建立了一個理性認識和感性認識連接的橋梁。從而加深了對知識的記憶和理解，提高了教學的效率。

三、配合其他教學方法，提高課堂有效性

多媒體教學模式是眾多教學模式中的一種，其固然有信息量大、效率高、節約時間等優點，但是卻并非萬能鑰匙。

如在“兩棲動物”教學中，某位教師過分的依賴多媒體設備，播放了大量的多媒體資料，卻缺乏對整個課程的把握和調度，導致進度太快，信息量過于豐富，學生難以吸收，最后反而使得課堂的有效性降低，學生更像是看了一場電影。

多媒體教學模式主要作用在于幫助教師將所要教授的內容整合歸納，方便教師隨時調度。然而，對于其中涉及到構筑學生知識系統框架的知識點，教師決不能像放電影一樣“一放而過”，只有結合傳統的“板書”式教學方法，在該放慢節奏的地方放慢節奏，做到張弛有度，才能讓學生更好的學習到老師所要傳授的知識。并且，在采用多媒體教學模式的時候，也不能忽視了教師和學生之間的互動、學生之間的互動，不能單純的把多媒體設備當成放映機。而應該把多媒體設備當成一個幫手，幫助教師指揮課堂教學的走勢。只有這樣，多媒體教學模式才能發揮其真正的優越性。總結：

多媒體教學模式不僅在“兩棲動物”中能起到很好的教學作用，將其擴展到生物其他內容的教學上來也能發揮良好的效用。其在激發學生興趣，增強學生感性認識，提高課堂有效性等方面都具有積極的推動作用。教育工作者要擅用多媒體教學，這樣才能更好的培養出棟梁之才。參考文獻：

[1].田恒偉.多媒體教學在生物課堂中的作用[J].新一代（下半月），2010（9）[2].曹小漢.談新課改下多媒體教學在生物課堂中的運用[J].科技信息（學術版），2007（26）

[3].孫志梅，馮春美.信息技術在提高生物課堂效果中的作用[J].文科愛好者（教育教學版），2010,02（7）

第三篇：多媒體教學在生物課堂中的作用

多媒體教學在生物課堂中的作用

隨著21世紀的來臨，面對信息時代知識經濟的崛起，在世界高科技水平不斷發展的今天，以現代信息技術作支撐的多媒體教學如雨后春筍般被廣泛地應用于中小學課堂教學活動中來，并起著越來越多的不容忽視的作用，而且正在不斷完善中顯示出它們強有力的勃勃生機。多媒體教學工具可以提供生動逼真的教學畫面，可以提供悅耳動聽的音樂，可以將肉眼看不見的微觀世界展示在學生面前，可以將動態的生物學現象重放于課堂，這都可以使原本枯燥抽象的生物學教學內容生動化，清晰化。通過運用多種多樣的多媒體手段，活躍學生的思維，激發學生的興趣，有助于發揮學生的主動性，培養學生的能力，優化學生的學習效果，從而提高課堂教學效果。

一、利用多媒體創設生活情境，激發學習興趣

大教育家孔子說過“知之者不如好之知，好之者不如樂之者。”我們祖先在兩千多年前就深知興趣、情趣在學習中的主要作用。濃厚的興趣會使學生產生積極的學習態度，推動他們興致勃勃地學習。教師要善于運用各種媒體激發培養學生學習生物的興趣。而多媒體集形、光、聲、色、字、動畫等多種功能于一體，為學生提供豐富、直觀、多角度的感知材料，不僅刺激學生的感官，吸引學生的注意力，激發求知欲，而且能調動起他們學習的主動性，使學生呈現最佳學習狀態。如講《人的性別遺傳》時，首先在屏幕上展示一組可愛小寶寶的圖片，并配以優美的音樂，并向學生提出問題寶寶的性別是由什么決定的呢？一下子就吸引了學生的眼球，而且個個是興趣盎然。在講《輸血與血型》一節時我創設了這樣的生活情境：在川流不息的馬路上，兩輛汽車突然相撞，司機流血不止生命垂危被緊急送往醫院，并向學生提出問題如果你是醫生，你將如何救治病人？學生異口同聲地說：輸血。教師緊接著問：輸血能隨便輸嗎？這樣就很好的揭開了本節問題探究的序幕。

二、利用多媒體的可控性教會學生有目的地觀察 學生觀察能力的培養是初中生物教學的一項重要內容。利用多媒體制作的課件可在教師的控制下，有選擇地再現所學內容。學生進行觀察是一項有目的的活動，但是受初中學生年齡限制，他們注意力集中的時間往往不長，難以抓住事物的特征，教師可以利用有較強控制性的多媒體中的聲、光、影、色、動畫等來吸引學生的注意力，延長學生注意力集中的時間，從而幫助學生抓住事物的特征，進行有層次有目的地觀察。例如在講桃花的結構時，學生往往想當然地認為花瓣是花的主要部分，而忽略了對雌蕊和雄蕊的觀察，教師就利用多媒體課件將雌蕊和雄蕊從一朵花中剝離出來，引導學生觀察，并在屏幕上展示小麥和玉米的花，使學生認識到花的最重要部分是雌蕊和雄蕊。

三、運用多媒體改善教學手段、突破教學難點

多媒體課件可以突破時間空間的限制，把生動、鮮明、形象的教學內容展現在學生面前，吸引學生的注意力，培養良好的觀察品質。如講動物分類特征時，運用攝像鏡頭突破空間的限制，把生活在亞洲的老虎、非洲的雄獅、美洲的獵豹剪接組合到一起來比較，那么貓科動物的特征則不言自明。再如要介紹家蠶的完全變態發育過程，“雌蠶蛾產卵；卵孵化成幼蟲(蠶寶寶)；幼蟲化為蛹；蛹再羽化變成成蟲(蠶蛾)”。這一系列過程都是連續的動態變化，如果只借助于圖片或投影，同樣是不易真實地表示出動感的，學生不好想象，難于理解，但是這段內容卻是本節課的重點和難點。為此，我精心剪接了錄像帶中的幾組鏡頭，在稍加講述的基礎上將產卵、孵化、化蛹和羽化這四個過程連續地展示了出來，使學生親眼目睹了自然界中這一漫長的變化過程，特別是由蛹到成蟲的羽化過程，錄像中利用了特寫的慢鏡頭使學生詳細觀察到了：成蟲的頭首先從蛹殼中出來??最后，那漂亮的雙翅逐漸伸展開來。真是美不勝收，以至于許多學生都不由自主地發出了“太妙了”的感嘆聲，從而掀起了教學活動中的高潮。趁熱打鐵，我進一步擴展，很自然地就引出了；像“一齡幼蟲”“齡期”“蛻皮”等較抽象的名詞，學生也很容易就理解了。

由于多媒體中的電教媒體具有再現模擬性、多樣性、隨機性等多種功能，它可以再現事物的本來面貌，對許多變化的生物現象，一些需要經過抽象思維來解決的概念，運用電教媒體能模擬常規教學手段難以完成的演示實驗，從而變復雜為簡單，化抽象為直觀，為突破教學難點提供了新途徑。例如：七年級生物《發生在肺內的氣體交換》和《開花結果》兩節中，吸氣呼氣與膈肌肋間肌運動的關系以及傳粉受精過程比較抽象，其原理及過程難以理解，是該節的難點內容，平常用掛圖或在黑板上畫圖，都難以達到理想的效果。而通過多媒體計算機及制作的CAI課件，以慢鏡頭形式或動畫形式展現膈肌和肋間肌收縮時引起膈頂下降肋骨上升，使胸廓容積變大進而引起吸氣的現象；形象展示當花粉落在雌蕊柱頭上萌發形成花粉管，花粉管逐漸伸長穿過花柱，到達子房進入胚珠并釋放兩枚精子，其中一枚精子與卵細胞結合形成受精卵的過程，讓學生充分地去觀察、去分析，學生就容易理解了，這種既可表現宏觀，又可表現微觀，再現學生不容易觀察到的動態變化的生物學現象的方式有利于突破教學難點，引導學生認識事物的現象和本質。

四、運用多媒體教學增加課堂容量、提高學習效率

電教媒體形聲兼備、動靜結合、形象鮮明、再現迅速、感染力強、進一步提高學生的多種感官效能，發揮個體的最大潛能，從而加快知識的理解、接收和記憶過程，從而提高學習效率。例如：七年級生物的入門課“致同學們”，八年級生物的結束語“學習并沒有結束”，涉及醫學、農、林、木、漁等的行業及生物工程，生態環境等課題，內容較多，按常規教學時間緊效果也不理想，而使用多媒體輔助教學，學生能在一課時內就輕輕松松地獲得了“什么是生物學？為什么要學習生物？生物科學的發展和當代生物科學的新進展”的有關知識，了解了克隆羊多利、試管嬰兒的誕生過程，既激發了興趣又提高了學習效率。運用電教多媒體，還可使生物內容直觀、生動、形象，學生在學習過程中能同時進行眼看耳聽，因而能起到鞏固概念，加深記憶的效果，根據有關部門調查：學生光聽，只能記住15％；光看可以增加到25％，如果視聽結合起來，就能達到65％。可見，引入電教多媒體，對提高學習效率是很大的。網絡進入課堂，將多姿多彩的生活情景也帶入了課堂，將最新的現代科技成果帶入了課堂，將書本上沒有介紹的信息呈現給學生，極大地豐富了學生的學習資源，使其變成為同學們終身收益的精神財富。

總之，在生物教學中，教師要不斷地研究探索，正確恰當地使用多媒體教學技術，做到用得準、用得好、用得巧就能把教學中抽象的東西具體化，并能變靜為動，增加教學容量，激發學生的學習興趣和注意力，煥發學生的學習熱情，培養學生的觀察力，啟迪學生思維讓他們在輕松愉快中接收到多方面的教學信息，從而獲得更好的學習效果，實現生物教學效果的最優化，推動生物教學的現代化進程。

第四篇：談“任務驅動”教學方法在生物課堂中的應用

談“任務驅動”教學方法在生物課堂中的運用

[ 摘要 ] ： 根據中學生物教學的目標和要求，以建構主義為理論依據、以實際教學經驗為基礎，淺談“任務驅動 ” 教學方法在初中生物課堂的應用。

[ 關鍵詞 ] ： 生物教學、任務驅動、建構主義、生物學是1門與日常生活、生產實踐和社會實際緊密相關的自然科學。目前在沒有升學考束縛的情況下，正是初中生物教師大膽革新的時機。近年來我力求在教學中讓學生由“被動學習” 轉變成“主動探索 ”，以符合學生的心理特點和社會需求。嘗試以“任務驅動 ” 教學方法打破原有的教學方式，即教學中通過任務來驅動學習進程，使學生主動地投入到學習中成為學習的主體，以利于學生自主學習習慣的建立。

1、“任務驅動 ” 教學方法的內涵

“ 任務驅動 ” 首先必須讓學生了解學習情境，產生完成某1學習任務的動機；其次是了解和分析學習任務，提出完成這1任務的可能方法，探討完成任務的可能手段，制定行動計劃；接下來利用預定的方法、手段獲取信息。學生在完成任務的過程中不斷提出問題、解決問題，建構真正屬于自己的知識與技能。為讓學生對自己完成任務達到的程度有清楚的認識，教師還應在學生表述完成任務的方法、過程、原理、收獲的同時給出必要的評價。

2、“任務驅動 ” 教學方法的實施

設計好生物學習任務是應用“任務驅動 ” 教學法的關鍵。任務的設計要始終圍繞著解決實際問題，使學生逐步學會解決問題的方法；同時，任務的設計還要適合學生的身心發展及認知規律，使之結構巧妙、邏輯嚴密、井井有條、張持有度，使學生在完成任務的過程中，即鞏固已學過的知識，又必須學習、探索新的知識，循序漸進，逐步提高。即所設計的任務應讓學生通過“跳1跳 ”“ 摘桃子 ” 才可以完成。我的方法如下：、以設計令學生感興趣的“任務 ” 驅動學生學習的動機

興趣和動機密不可分。學習興趣是學習動機的1個重要心理成分，它是推動學生探求知識和獲得能力的1種強烈的欲望。早在兩千多年前孔子就說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。” 所以生物教學的設計如果沒有任何興趣可言，那將會扼殺學生掌握生物知識的意圖。而每節課的問題應依教材而定，既可以當場提出，也可以提前布置。

（1）課上直接布置任務如：學習《生物的遺傳和變異》，以介紹遺傳學之父----科學家喬治 ? 孟德爾在豌豆試驗田里進行的1系列雜交試驗來調動學生興趣，引出生物具有遺傳現象。再講清遺傳性狀的簡單規律，告知控制性狀的基因有顯性隱性之分。學生就會問：如：控制生物性狀的基本單位是什么？其意義何在？連接父母與孩子的“橋梁 ” 是什么？父母是將性狀直接遺傳給孩子？還是將控制性狀的基因遺傳給孩子？等關鍵性的問題。

然后，我讓同學們以小組為單位，將事先收集的小金魚和金魚媽媽的照片發給每組學生，讓學生比較小金魚和金魚媽媽各種性狀，找1找遺傳規律，同時來推測小金魚爸爸的性狀表現。

通過兩代金魚的性狀表現理解生物具有遺傳的規律。再進1步閱讀課本，學生就會在學過的知識小河中搏擊，通過積極思維，最終恍然大悟，從而較好地完成了本節課教學的重點。

（2）提前布置任務：可根據生物物候恰當布置學生進行連續1段時間的觀察活動。如在講《無性生殖》時，提前2個多月將虎耳草、吊蘭等植物放置在教室中，由課代表負責管理，全班同學利用業余時間觀察，到春天來臨只見其走莖從葉叢中鉆出，然后走莖上慢慢地長出葉片，將氣生根取下栽種于花盆中又是1棵植物，學生理解了原來新植物的產生并不1定需要經過種子，莖也能進行繁殖，這就是“無性生殖 ”，此時學生對無性生殖的理解更形象化。

可見，在完成這些任務的過程中，學生不僅可以建構生物學科的知識結構，更為重要的是這1過程能使學生掌握生物學科的學習方法，培養學生的觀察、探索、合作、創新的精神，提高分析問題、解決問題以及用生物知識解決實際問題的能力，進1步激發求知欲望。這里，教師要有1張時間表，使學生有足夠的觀察時間，能洞察生物生長的過程，通過他們的親身實踐，追根究源，把生物學“活 ” 了。、以“任務 ” 驅動學生動手實驗、觀察思考、培養完成任務的能力

生物學本是1門實驗科學，實驗是進行生物學研究的重要手段，它能把書本知識由抽象到具體，變無形為有形，有利于學生多種能力的培養。

如：講到《植物體內的物質運輸》中有關莖的輸導作用時：提出莖位于植物葉和根的中間部位，它具有什么作用？能否通過實驗現象來說明。

我事先在每個小組的實驗臺上放置幾盆葉片已經萎蔫草本的植物，請學生想辦法救活這些植物。學生首先想到：立刻給植物澆水。如何澆水？有的學生說：直接澆在葉片上；有的學生說：澆在盆里；還有的學生說：葉片和盆里都要澆。

然后請學生按自己的方案給植物澆水。不1會兒，只見往葉片和盆中同時澆水的植物萎蔫的葉片舒展挺拔的速度最快；其次是只澆盆里的；而只澆葉片的植物萎蔫的程度沒有明顯改變。想1想原因？學生經過1番討論，認為水分1定是由根毛從土壤中吸收，然后由莖輸送給葉片的，葉片直接吸水的能力則較弱。這樣學生不僅了解根的吸收作用，還擴展了葉能吸水的知識。

又如何證明莖具有輸導作用？我在實驗桌上放置顯微鏡、夾竹桃枝條、紅墨水、玻璃瓶、剪刀等的材料，讓學生設法進1步證明。

學生紛紛摩拳擦掌：有的小組將夾竹桃的枝條放在盛水的玻璃瓶中（第2天從橫切面上不易觀察）；有的小組學生將紅墨水稀釋以后將夾竹桃的枝條放入其中（第2天發現整條莖的橫切面上被染上紅色的僅僅是1部分）；有的小組學生將環割的1圈的夾竹桃枝條插在稀釋的紅墨水中（第2天發現整條莖的橫切面上被染上紅色的也僅僅是1部分）；還有的小組學生即將夾竹桃的葉片全部摘除后插入稀釋的紅墨水中（第2天發現莖上部的橫切面上沒有染上紅色）等。

此時讓學生結合自己的實驗結果，找1找實驗成敗的原因，再通讀教材，學生基本上能清楚的解釋：從莖的橫切面及縱切面上可以觀察到莖大致有3部分構成。被墨水染紅的是木質部，原因在于木質部有著向上輸導水分無機鹽的導管等問題。

然后，讓學生對實驗現象進行進1步的分析可知：如夾竹桃枝條放在水中，而水因為是無色透明的液體，所以不易觀察；環割1圈的枝條并不影響水分的運輸，因為輸導水分無機鹽的結構在木質部；摘除葉片的枝條莖的上部沒有染上紅色，我告訴學生在后面的學習中還要學到葉的另1功能：蒸騰作用，其實水分的運輸與葉的蒸騰作用產生的蒸騰拉力有關。

還有的學生提出將置于稀釋紅墨水中的枝條多放幾天情況會怎樣呢？繼續實驗，幾天后將置于稀釋紅墨水中的枝條取出，再看橫切面時，發現橫切面幾乎全部染上了紅色。分析原因可知：夾竹桃枝條放在稀釋的紅墨水中由于時間過長產生了橫向運輸（這是細胞之間存在著滲透性吸水的緣故）。此過程通過教師的引導，學生積極動手動腦，在實驗觀察中得出結論，使學生對新的知識點心領神會，植根腦海，形成深刻的記憶，且激發了學生勇于探索的精神，培養了學生創造性思維能力。、以“任務 ” 驅動學生將學習從課內拓展到課外，增強學生環保意識

生物與環保息息相關，將生物知識滲透到環保教育中，以拓展性課外活動來豐富學生的精神生活，擴大視野，為學生探究能力、創造性思維能力的形成，提供了良好的智力環境。

如：第8章《生物類群》講到節肢動物甲殼綱時，我以常見且易取材的水蚤為例，介紹目前水蚤在水環境污染監測中起著重要的作用。并讓學生在顯微鏡下觀察水蚤的心跳。

水蚤真的具有監測水質污染的作用嗎？如何進行檢測？興趣小組的學生對此產生了濃厚的興趣，進行了1番探索。

學生為實驗選擇的液體有：鹽水、糖水、煙絲浸出液、礦泉水等進行實驗。只見學生先用滴管將水蚤吸放在具有凹窩的載玻片上，蓋上蓋玻片，吸取多余水分，在低倍鏡下，找到位于背部的心臟，用秒表計數水蚤的每分鐘心跳數，記錄在事先設計好的表格中；然后將準備好的各種液體分別滴加在載玻片的1側，用吸水紙在另1側進行引流，讓水蚤處于不同的液體中，再記錄每分鐘的心跳數，填入表格中，以便進行比較。每次實驗至少重復 3 遍。最后對實驗收集的數據用算術平均數進行統計，得出結論。

通過對水蚤在不同液體中的存活時間來監測環境中水質變化的探索，使學生在實驗中初步掌握了科學研究的步驟，了解了科學研究需要周密的考慮，精細的操作，樹立起嚴謹的科學態度；其次，實驗時要邊觀察邊進行計數，學生雙眼觀察顯微鏡的技能也得到了提高。同時，還使學生的環保意識得到了加強。、對“任務 ” 驅動中學生閃耀出的智慧火花應及時地給予評價，使學生自信心倍增

教師應充分發揮評價的導向作用，也就是說只要看到學生積極參與，就要鼓勵；只要學生在努力探索，就要表揚，盡最大可能爭取吸引更多的學生加入探究行列。評價包括來自教師的、學生本人的及學生之間3種形式。

如：上生物的養料貯藏1課時，將胡蘿卜、甘薯、馬鈴薯、慈姑等實物放置于實驗桌上，讓學生找出根與莖的主要區別究竟在哪兒？學生將所學的有關莖和根的知識加以回憶，通過實物比較最終能總結出：莖上有芽和節，根則無。對此教師應馬上給予高度的表揚，然后再讓提醒他們細細觀察，除了莖上有芽和節外，還有鱗片 , 如在馬鈴薯的芽眼里輕輕撥1下就可見微小的鱗片，而慈姑的節上有1圈褐色的鱗片。這樣既有學生自主探究得出的結論，又有教師的點撥，相信學生對莖和根的區別將深留在腦海中。

再如：在上述的水蚤監測水質的實驗中，學生發覺香煙浸出液中水蚤心跳從快到慢以至“夭折 ”。聯想到馬齒莧具有防止血栓的作用，只見有的學生將馬齒莧的植株包在紗布中，然后將其搗碎取汁，滴加在奄奄1息的水蚤中，來探索馬齒莧的功能，興趣盎然。還有由于水蚤代謝旺盛，選擇載玻片時也經過1番探索，最后選擇帶有凹窩的載玻片讓水蚤有更多的生存空間，使觀察效果更好。

以上這些辦法都是學生在具體操作中積極思維的結果，我馬上給予評價，這樣對樹立學生的自尊、自信都具有積極的意義，同時更能驅動學生強烈的創作欲望，培養學生的創新意識。使學生體驗到成功者的快樂，產生為自己驕傲的情感，從而對主動學習樂此不彼，充滿興趣。同時學生之間相互取長補短，增進了友誼。

3、實施“任務驅動 ” 教學方法的體會

“ 任務驅動 ” 教學是以建構主義為基礎，它強調教學就是要讓所有的學生發出自己的聲音。通過實踐我深深感到：對學生而言，學習是主動建構知識，而不是接受知識的過程，對教師而言，教學是支持建構知識，而不是灌輸知識的過程。在實踐中我的體會如下：、“任務驅動 ” 教學方法的運用，使學生在知識的獲取過程中始終充滿了濃厚的興趣，不再只做教師的“收音機 ”。、“任務驅動 ” 教學方法的運用，推動了生生及師生之間的互動，更強烈地激發了學生的求知欲，我似乎看到了小“法布爾 ” 的影蹤，理想在孕育。

3、“任務驅動 ” 教學方法的運用，給學生以更廣的思考余地，讓學生自己去發現，生物課生機勃勃，天地廣闊，從而加深對知識的理解。、“任務驅動 ” 教學方法的運用，讓學生在自主探索中提高自主能力，體驗成功的喜悅。

總之，我在從事“任務驅動 ” 的教學實踐中，常常被學生能以難以置信的興趣投入到生物學習中來，積極的完成學習任務而感動，同時發現學生能更好的掌握有關的知識和技能，并能將所掌握的知識、技能與思維方式遷移到后續的生物學習和自己的生活中去。作到理論聯系實際，關注社會，自覺將所學的知識與社會實際緊密聯系起來，增強了社會責任感和參與意識。可見，“任務驅動 ” 生物教學模式在生物教學領域的運用具有極大的潛力！

[ 參考文獻 ] ：、劉作平《任務驅動教學模式探究》、李良枝、吳俊明的《探索 ” 任務驅動 ” 下的化學教學設計與實施》化學教育 2004（25）、上海教學研究上海市教育委員會教學研究室主辦 2003（5）

4、《現代學校心理輔導》吳增強等上海科學技術文獻出版社 1998 年 5 月第1版

第五篇：計算機在生物醫學工程中的應用

計 算 機 研 究 與 發 展

OF COMPUTER RESEARCH AND DEVELOPMENT 計算機在生物醫學工程中的應用

摘要

隨著計算機性能的不斷提高、體積的不斷縮小、使用的不斷簡化，現已滲透到幾乎所有領域。其在醫學領域的應用也取得了很大的進展，其代表發展水平包括醫學圖像處理、醫學信息處理、人工智能等。本文結合生物醫學工程的幾個方面來說明計算機在該領域中的應用情況，以加深人們對計算機在生物醫學工程應用的認識。

關鍵詞 計算機技術；生物醫學工程；醫學圖像處理；醫學信息處理

計算機以其高速的計算功能、數值與邏輯計算功能以及存儲記憶功能，廣泛應用于科學計算、過程檢測與控制、信息管理、計算機輔助系統等領域。毫無疑問，作為一門新興的邊緣學科，生物醫學工程的研究和發展也離不開計算機技術。

相信大家都有過這樣的經歷，當我們去醫院做B超時，工作人員把超聲探頭放在我們的身體某部位，電腦顯示屏上就能顯示出我們相應部位器官的超聲圖像；我們在醫院掛號、繳費以及我們的病情信息等都會一一的記錄在醫院的電腦數據庫中；在某些大的手術中，除了手術刀等基本的手術工具之外，伴隨醫生的工具還有計算機，它可以監控整個手術過程，為日后做分析基礎，或者指引醫生同步手術，甚至有些手術只有計算機才能進行精確處理。事實上，這些功能的實現僅僅需要一些軟件的支持。然而，醫學軟件是一門比較特殊的軟件行業。它的成功開發不僅需要軟件知識，更需要醫學知識。同樣，這當中的一些軟件的順利運行還需要相應的醫學硬件支持。生物醫學工程工作者要利用研究人體問題，就必須要解決這些基本問題。

1.1 生物結構的分析及醫學成象技術

醫學成象技術應用于醫學診斷，可在不同層次進

行，臨床上主要是對器官作形態分析[1]。

(1)X線設備

數字式X線技術，將X線圖像數字化，可用計算機進行信息處理，可對圖像用電子學技術作增強或減弱處理，以改善清晰度和分辨率。(2)核醫學成像

用特定的放射性核素注入體內，在體外用閃爍掃描儀逐點測量某一內臟器官中核素的分布，是核醫學中的典型診斷儀器，可診斷肝、腎、腦、甲狀腺等部位的病變，應用很廣泛。雙探頭掃描儀發展到可以作斷層掃描、雙平面掃描、雙核素掃描。閃爍照像機可以一次成像而不必逐點掃描。這就可應用短壽命同位素而減少受檢者所受射線劑量，又可以進行動態觀察。

(3)超聲成象

利用超聲脈沖在不同組織內的傳播速度不同來探查體內臟器的結構，對軟組織的分辨率比X線診斷要好。顱腦受傷、腦出血、腦內腫瘤及眼科診斷過去常用A型；目前應用B型掃描已很普遍，它反映人體某一部位斷面的反射率分布。M型圖像是一線信號的二維顯示，主要用于診斷心臟疾病，常與B型圖像配合使用。在應用計算機技術和微電子學使信號處理多樣化后，就能定量測量臟器的幾何參數不同結構的特性參數及其分布。超聲診斷儀的分辨率可達0.5mm，已能診斷出2mm大小的原發性肝癌和胰腺瘤等。

(4)CT成象

計算機斷層成像術（CT）是將按不同角度掃描得到的人體某部位結構的投影數據進行處理，重建成三斷面圖像。CT設備主要有以下三部分：①掃描部1、1 計算機在生物醫學工程中的具體應用

生物醫學工程運用現代自然科學和技術科學的原理和方法，從工程學的角度研究人體的結構、功能及其相互關系以及其他生命現象。其目的是解決醫學問題，即研究和開發為防病、治病以及人體功能輔助等醫學應用的裝置和系統。用技術科學的概念和方法來解釋和描述人體各層次的成份、結構和功能，以及人體各種正常生理功能和病理狀態之間的差異，這些內容形成了這個學科的基礎部分。而防病、診斷、治療及功能輔助的具體技術和設備則形成這個學科的應用部分。

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參數都可能有專用的傳感器，傳感器是否能正確反映要測量的對象，是測量成功的前提。

由電極或傳感器得到的信號一般是電信號。可用電子學方法進行處理，消除噪聲和干擾，提取有用信號，然后對處理后的信息進行分析和判斷。例如用模式識別技術對心電圖作計算機分析能診斷不同類型的心臟疾患，監護和警告發病。

臨床監護技術集中反映了生物醫學信號的檢測、處理和分析技術的發展水平。可對臨床病人的病理、圖1 CT裝置示意圖

分由X線管、探測器和掃描架組成；②計算機系統，將掃描收集到的信息數據進行貯存運算；③圖像顯示和存儲系統，將經計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機或激光照相機將圖像攝下。計算機容量大、運算快，可達到立即重建圖像。高速X線CT已可進行內臟動態觀察[2]。利用正電子發射的核素，可以標記體內各種化合物或其代謝產物。核磁共振CT通過磁場與射頻電磁場與氫、磷、鈉等原于核的作用了解其分布，以顯示人體內部的形態，了解局部的生理、生化信息，其空間分辨率在不斷提高。

(5)電子內窺鏡

內窺鏡是體腔內觀察的常用方法，配合電荷耦合器件的微型‘攝像機”形成了新型電子內窺鏡，可將圖像顯示在熒光屏上，圖像的數字化使其便于進行圖像處理、儲存和檢索。

1.2生物功能分析及生物信息檢測技術

生物機體本身能主動發出各種不同性質的信號，它們攜帶機體組織的生理或病理信息，反應機體功能，是醫學診斷的主要依據。電生理信號如心電、腦電、肌電。視網膜電、眼震電等，以及由感官接受外界信號后產生的誘發電位；非電生理信號如體溫、血壓、脈博、心音、呼吸、血液粘度等；生物化學信號反應了化學組成的信息如血氣、PH、電解質等；生物磁。（腦磁、心磁）、生物發光等，在醫學診斷上也很有意義。生物磁信號能反映臟器中某位置的情況，且不受體表狀況的影響。微波熱圖術通過測量皮下溫度異常來診斷有關疾病。微波成像可觀察肺部水腫、氣腫等。

利用各種傳感器獲得機體信息。如測量各種生物電信號的電極；測量各種物理量如壓力、流速、溫度。氣體分區等的傳感器；測量各種生物化學參數的生物傳感器，如酶電極、免疫傳感器、微生物傳感器等。為測量脈象也設計了傳感器。總而言之，人體的各種

生理指標作連續頒量，并對一些重要指標作出判斷。在出現危險情況時可立即報警。例如冠心病監護、危重病人監護以及危重新生兒監護等。監護的指標有心電監護（心電圖、心率、心律等）、血液動力學監護（血壓、心輸出量）、呼吸功能監護（呼吸運動、微量血氣分析、經皮氧分壓、經皮二氧化碳分壓）、體溫監測等等。應用無線電遙測或配帶式的監測器，可對行走病人作心電監測。

1.3計算機輔助在醫學中的應用

計算機輔助檢測與診斷（Computer-aided detection and diagnosis，CADs）：通過將最新的圖形圖像技術與醫學影像信息相結合，為臨床診斷分析、手術方案選擇、整體療效評價提供全新的無創檢測與分析手段。隨著醫學影像設備的快速發展，帶來的不僅是成像質量和速度的提升，也帶來了診斷治療技術及方式上的革命性改變。目前多排CT的超快速成像僅用50秒就可完成全身掃描，為CADs的臨床應用提供了有力的支撐。目前計算機輔助細胞檢測、乳腺癌、肺癌計算機輔助檢測系統已在臨床得到了廣泛應用，極大改善了相關疾病的檢出率。在該方向上，本學科已與臨床緊密結合，開展了虛擬內窺鏡、虛擬放療計劃系統、多發性腦硬化輔助診斷、髖關節發育不良診斷治療等輔助檢測與診斷方面的研究，正在和計劃開展膀胱癌、膽囊、血管內易損斑塊、腦內神經核團檢測等的計算機輔助系統的研究和開發[4]。

(a)

(b)

圖2 計算機輔助診斷示例(a)計算機自動提示左上肺與肋骨相疊的小結節影(b)計算機自動提示兩處小結節——左

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OF COMPUTER RESEARCH AND DEVELOPMENT 上肺和右下肺

圖3在計算機模擬中準確的確定上下牙之間的咬合關系 計算機輔助治療：計算機輔助治療在臨床的應用主要體現在計算機輔助外科（computer-aided surgery，CAS）技術，CAS技術通過將先進的醫學成像與空間定位技術相結合，利用計算機技術特別是圖形圖像處理技術，輔助醫生制定合理手術方案, 引導手術安全準確進行。隨著現代外科對治療個體化、治療精確化和創傷有限化的不斷追求，CAS技術已在臨床獲得了了廣泛應用，特別是在神經外科、骨科、耳鼻喉科手術中。本學科已開展了先天性耳道閉鎖虛擬手術計劃、髖關切手術計劃及植入骨設計、頜面外科手術計劃系統、粒子植入計劃系統等可CAS系統的研究，正在和計劃開展放射粒子植入導航系統、人體軟組織建模與仿真、戰場機器人遠程救治系統、胸腹部外科手術/微創治療導航系統關鍵技術研究及相關產品的開發[5]。

計算機輔助設計(CAD-Computer Aided Design)：利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作，簡稱cad。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作[3]。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。cad 能夠減輕設計人員的計算畫圖等重復性勞動，專注于設計本身，縮短設計周期和提高設計質量。

目前，計算機輔助設計已經廣泛應用于口腔修復、假肢設計等。

1.4計算機在醫院信息管理中的應用

醫院管理系統是利用電子計算機和通訊設備，為醫院所屬各部門提供病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取和數據交換的能力，并滿足所有授權用戶的功能需求。該系統實現了用計算機對醫院病人進行看病和藥品流通的全過程管理進行動態監測，那些傳統上全靠手工操作，工作量大、效率低、易出錯的大量數據完全可以用計算機代替處理，大大減輕了管理人員的工作負擔，同時又可向病人提供完整的數據，為病人提供方便和快捷[6]。具體表現在以下幾個方面：

(1)正確無誤的綜合信息統計分析是領導和管理部門的決策依據 醫院醫療信息通常可歸為兩類：一類是效率管理指標，一類是質量管理指標。效率指標包括傷病員流動情況，床位周轉和使用情況等。質量指標包括治療情況、手術情況、床位周轉和診斷符合情況等。這些指標在一定程度上可真實反映一定時期內醫院的收治情況、傷病員的人員結構情況、床位周轉使用情況，同時從管理上掌握目前治療水平高低和病種分布情況，經過計算機和統計分析，院領導和職能部門可根據這些信息和數據做出一系列相應調整措施，出臺一些適應當前情況的政策，使醫院在收治上適應病人分布，在經費使用上減少流失和浪費，藥品采購上少占資金，技術力量調整上漸趨合理。因此，準確、及時、可靠的信息反饋及綜合分析是領導決策不可缺少的依據。

(2)醫療信息的計算機處理對各個管理環節實施監控計算機是醫療信息處理必不可少的工具。計算機信息管理系統解決了涉及錢、財、物等環節的管理，對這些數據的流向從根本上加以控制和管理，使各級管理部門能從宏觀和微觀兩個方面對這些重點環節實施監控。因此，信息管理的計算機網絡化是對管理環節實施監控的重要手段。

(3)病案信息是科研、教學、總結經驗、提高醫療質量的最好資料 病案是病人住院期間的全部檢查治療過程的真實記錄。病案信息的管理既為科研教學提供原始信息資料，又為醫療質量控制提供依據。同時也反映了醫療質量水平的高低。

(4)提供優良的醫學期刊信息服務也能為提高醫

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學學報, 2005

[6] 徐俊.現代醫院信息系統淺析.上海：中國科技信息, 2006

圖4醫院信息管理系統

療水平和業務技術建設發揮作用 醫學期刊是醫學科技文獻的重要組成部分，是報道科研成果的主要途徑。它不僅可以推動醫學科學技術的發展及交流，而且在醫院業務建設上也起著不可低估的作用。這是因為醫學期刊是傳播新技術、新創造、新信息、新科研設計及醫學發展新動向的主要媒體，它為科學研究的交流和推廣提供了園地。

(5)影像信息管理也是醫院科研管理的重要部分影像信息是通過錄像、照片、幻燈片以及多媒體技術作為信息媒體存貯的醫學信息，它既有醫院重大改革的現場紀實，也有特殊病歷的治療記載，還有科研論文的精辟總結，它在促進醫院建設及科研指導上有著十分重大的作用。展望與總結

計算機在生物醫學工程中應用的例子還很多，并且發揮著越來越重要的作用，同時對計算機技術水平的要求也越來越高。比如在生物醫學信號處理方面，普通的計算機已經很難勝任實時處理的能力，使人們轉向研究處理速度更快的專門處理器件DSP芯片。在人工智能方面，往往還需要功耗更低、存儲更大的微計算機。因此，生物醫學工程在利用計算機的同時也促進了計算機的發展。

參 考 文 獻

[1] 趙波.計算機圖像數字化與醫學影像學之應用.四川：科技信息, 2010 [2] 李廣義等.PET/CT成像原理概述.山東：醫學影像學雜志, 2004 [3] 張躍國等.計算機X射線成像與人工髖關節置換中的尺寸設計.遼寧：中國組織工程研究與臨床康復, 2008 [4] 李文杰.胸片計算機輔助診斷.上海：上海交通大學, 2009 [5] 鄧宏明.計算機的發展及其在生物醫學中的應用.廣西：廣西醫科大 4