生物化学教学中多媒体技术运用的现状及展望

陈颖

摘要：与传统教学方法相比，多媒体教学能够将抽象的知识以更加生动的形式传递给学生。近些年来，多媒体技术得到了快速发展，然而生物化学教学领域多媒体技术的发展则相对落后，衍生出许多问题。本文就当前生物化学课程中多媒体教学存在的问题、产生原因和解决方法进行了分析和讨论，并对多媒体教学的发展进行了展望。

关键词：生物化学；多媒体技术；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）18-0264-02

一、前言

生物化学是医学和生物学类专业的基础必修课程，课程开设的目的旨在让学生从分子层面认识生命现象的化学本质，掌握基础的生物化学实验技能，并为深入学习其他医学和生物学相关知识奠定基础。由于生物化学涉及的知识点多、知识面广、内容抽象且包含大量专业名词和错综复杂的代谢途径，使得教学内容生涩枯燥，学生的学习积极性不高。

二、多媒体技术的优点

多媒体技术是一种运用计算机对文字、图像、声音和视频等多种信息进行综合处理，并将这些信息系统有序的整合在特定的交互界面中的技术，该技术运用在教学中具有诸多优势。在课堂教学中使用多媒体技术能够节省板书和绘图的时间，增加授课的信息量。多媒体技术运用于生物化学教学能将抽象的概念形象化、生动化，让内容便于学生理解，同时提高学生的学习兴趣。

近年来，随着网络技术的快速发展，多媒体技术也被广泛运用于多种形式的移动教学中，如微课教学和慕课教学。微课和慕课同时兼具互联网和多媒体技术的优点，打破了传统教学地域和时间上的局限性，使不同地区学生共享优秀教育资源变成了可能，并且让学生在学习时间的安排上获得了一定的自由度。尽管多媒体技术对提高生物化学教学效果具有诸多优势，但目前也存在一些问题，使多媒体技术的优势没有得到充分的发挥。

三、多媒体教学中的主要问题

多媒体新技术在教学中的应用和推广缓慢是当前多媒体教学中最主要的问题。随着技术的不斷进步，手机等个人设备的数据处理速度、传输速度、图像分辨率等性能也在不断提升，这些技术进步本可以让多媒体教学的内容变得更加生动，互动更加活跃，然而由于教师、高校和社会等多方面的原因使得许多新技术在教育领域的推广十分缓慢，多媒体技术推广滞后这一问题主要有以下表现。

1.教师的教学方式受限。当前国内高校课堂教学工具通常包括台式电脑、投影仪和Power Point软件，尽管这样的配置能够将丰富的多媒体信息展示在学生面前，但由于教学用的电脑通常没有配备多点触摸屏、触控笔和与之配套的软件，使得教师无法对课件上的内容进行缩放和板书，这从一定程度上限制了教师的教学手段。

缩放和板书功能是生物化学课堂教学中不可或缺的组成。缩放功能不但可以方便学生观看课件内容，也可以增强学生对知识的宏观掌握程度。而在课件上进行原位的标注和板书能够便于学生观看，同时也为学生消化知识提供了缓冲的时间。例如讲解糖酵解途径的时候，可以将整个代谢途径做成一张片子，局部放大后配合板书讲解每一步反应的细节，缩小后可以讲解糖酵解中的哪些反应属于产能步骤，哪些属于耗能步骤，让学生从整体角度对糖酵解途径有个宏观的认识。

2.课件和微课的质量偏低。课件和微课是课堂教学和网络教学中信息的主要载体，直接影响学生的学习效率，目前生物化学课程的课件和微课质量问题主要存在两个方面：（1）教学素材缺乏一致性和连贯性。生物化学课程中的许多内容前后贯通、相互交织，需要形式和风格统一的图像和动画素材，以便学生认识、记忆和深入理解。如静态生物化学部分主要介绍了几种生物大分子，如蛋白质、核酸、糖类和脂类的结构和功能，动态部分对应地介绍了这四类物质的代谢过程，如果在制作课件或微课的过程中能够使用外观和样式统一的分子式或者分子模型来代表这些物质，那么在讲授不同章节知识内容的时候，相同的分子式或分子模型就能够多次出现，有助于加强知识点的记忆和融会贯通。由于制作样式统一的图像和动画等教学素材需要投入大量的心力，且许多教师缺少制作多媒体素材的能力，使得很多课件和微课中的多媒体素材直接来源于网络。这些素材的制作风格不同，很有可能会让学生在学习过程中感到困惑。（2）动态素材匮乏。生物大分子是运动的分子，生物化学反应也是动态的进程，然而目前大部分生物化学相关的多媒体教学素材都是静态的图像，这极大地降低了课程内容的生动性，增大了教学的难度。比如在讲解糖酵解和三羧酸循环这类由一系列化学反应组成的代谢途径时，教师向学生展示的常常是代谢通路中局部或者整体的静态示意图，掌握这类知识点需要充分调动学生的抽象思维能力，而动态的展示形式是将每一步反应过程中化学键的形成、电子的传递以及原子和基团的转移动态的呈现出来，逐步展示葡萄糖分子转变成丙酮酸，并最终变为二氧化碳的过程。制作动画素材比静态的图像需要投入更多的时间和精力，目前市面上缺少一种操作简单且具有课程针对性的动画制作工具。Power Point和Adobe公司的Flash制作软件可以制作简单的动画，然而涉及到比较复杂的动画时，工作量往往比较大，这使得制作一些生物学过程的动画变得复杂。例如制作多肽链折叠成蛋白质的过程，包含了图像的变形这个动作，只能先制作一系列定帧画面，每一帧画面包含图像的一个微小改变，然后将这些画面连接在一起播放做成动画。

四、多媒体教学技术发展滞后的原因和解决建议

当前多媒体教学技术相对落后的主要原因是企业的市场导向性和教师能力意愿的不足。企业拥有专业的研发和生产多媒体设备的能力，应当是多媒体教学工具的生产主体，但是在市场经济环境下，产品的研发和生产是以市场为导向，科技公司（特别是实力雄厚的大公司）更倾向于将精力和资源投入到满足大众娱乐消费市场的研发和生产当中，以实现利润最大化。教师是多媒体教学工具的使用者，教师对多媒体设备和软件的运用能力及个人意愿直接影响着课程中多媒体部分的质和量，然而目前许多生物化学教师只掌握了基本的电脑操作，不具备三维建模和动画制作等能力。

要缩小教学用多媒体技术和多媒体前沿技术之间的差距，必须加强高校教师和企业间的合作。政府应当做好企业和教师之间的纽带，出台一些适当的鼓励政策，为企业和高校教师间的合作营造适宜的环境；而高校应当为教师提供必要的多媒体技术培训，加强软硬件设施的建设和更新，为多媒体新技术的推广和应用提供必要的条件。只有高校教师和企业两者紧密合作，才能创造出高质量的多媒体教学工具。

五、多媒体教学技术的展望

增强现实技术是一种将现实世界的一切景象同虚拟的多媒体信息相互叠加、相互补充的技术。使用者透过头盔等可穿戴设备上的显示器，可以观察到真实世界事物与电脑图形交互的影像，并且可以同时跟真实事物和虚拟影像进行互动。这项技术目前主要运用于电子游戏、工程、医疗和文物修复等领域，并逐渐在大众中普及，未来很有可能成为多媒体教学中的主要方式。可能的应用方式包括：增加生物化学虚拟实验的真实感以及增加情境表演教学中的趣味性和真实性。

综上所述，多媒体技术在帮助提高生物化学教学效果方面具有广阔的应用前景。为持续推进生物化学的多媒体教学改革，有必要加强企业和高校的合作，促进多媒体技术发展的成果服务于教育事业。

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