知识搜索引擎在中学生物学教学实验中的应用

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摘 要:介绍了可用于中学生物实验教学的典型知识搜索引擎,通过案例阐述其在中学生物教学的教师备课、实验准备、开展互动教学等方面的应用.

关 键 词:知识搜索引擎生物实验教学互联网资源

中图分类号:G633.91文献标识码:B

1.知识搜索引擎

随着国际互联网技术的发展与普及,互联网已成为我国中学生物教师获取新知、展开创新教学的重要途径.国际互联网的内容浩瀚,信息品质良莠不齐,要从如此巨量的信息中汲取出可供中学生物教师利用的信息通常必须借助各类互联网工具.近年来,互联网上出现了一种全新的搜索引擎――知识搜索引擎,正逐渐成为的我国中学教师利用互联网资源的得力工具.

知识搜索引擎是一种以特定的知识性资源为检索对象、以自然语言智能查询技术为基础的的网络检索工具.在使用时用户只需要输入简单的疑问句,知识搜索引擎便通过对问句的词法、句法和内容分析直接给出提问的答案,或引导用户从几个可选择的问题中进行再选择,若仍没有另用户满意的解答,知识搜索引擎会自动将用户的提问提交,在整个网络范围内提出解答邀请,欢迎其他用户对该问题作答,如图1所示.

知识搜索引擎已不是一种简单的信息检索,它包含了知识的创造、评价、利用、共享、积累五个要素,将隐性知识显性化,是一种先进的知识管理理念与工具,承担了“知识汇聚、知识发现、知识分类、知识聚类、知识门户的构建”,通过搜索引擎技术完成知识管理的使命.

目前常用的知识搜索引擎主要有:百度“知道”、新浪“爱问”、互动百科等.这些知识搜索引擎可直接服务于中学生物实验教学的概念查证、多媒体资源获取等多个方面,下面拟对该方面的教学应用做较为具体的探讨,抛砖引玉,以期对我国的中学生物信息化教学提供参考.

2、利用知识搜索引擎展开生物实验课的准备工作

初中生的形象思维仍然占据相当重要的地位,利用知识搜索引擎可以检索到丰富多彩、生动具体的生物学图片与视频,可在实验课开始前帮助学生理解课程中的各类抽象概念,事先学习实验中所必须的基本知识,提前预习实验操作的整个步骤,了解实验过程中需要观察的现象,做好记录实验数据的准备等.例如:北师大版七年级教材的中的第一个实验就是练习使用显微镜,学生之前几乎从未接触过,会感觉特别陌生.因此,可以引导学生充分利用知识搜索引擎,例如在百度“知道”中依次输入“显微镜”、“载玻片”、等检索词,知识搜索引擎立即就呈现出对应的显微镜实体照片,点击相关链接可直接下载相关的照片,同时知识搜索引擎还给出了显微镜各部件的名称、基本的操作方法,甚至还有显微镜使用的演示视频等信息内容,可大大提高学生的学习兴趣.

3.利用知识搜索引擎探索生物实验发展史

生物学是一门非常典型的实验科学,生物学的发展史也是生物实验的发展史,生物学的重大发现、发明均直接或者间接地来自实验研究.让学生了解生物实验发展史是激发学生学习兴趣、培养实事求是科学精神、激励学生大胆探索的有效途径.但现行的教材对生物学发展史涉及内容较少、不成体系.利用知识搜索引擎可非常便利地搜索并整理出生物实验发展史上的重要人物和重大发现,可有效引导学生阅读和学习.例如,生物实验发展史中有一个重要人物哈维,他最重要的发现之一是证明了心脏是一个可以泵出血液的肌肉实体,血液以循环的方式在血管系统中不断流动,而这个发现是哈维用定量思想、逻辑分析和生物测试根据大量事实,冒着生命危险向权威挑战而得出的结论.学生在阅读哈维的发现时,经常会产生疑惑:①科学发现为何要冒生命危险;②哈维的发现有哪些直接证据.对于问题①,在教学阅读安排上首先请学生运用知识搜索引擎检索一系列的相关人物:盖仑,他认为血液在人体内像潮水一样流动之后,消失在人体四周.由于盖仑是一个名望极高的学者,他的血液理论被奉为真理,不容怀疑.在16世纪欧洲文艺复兴时期,比利时医生维萨里和西班牙医生塞尔维特认为盖仑的理论是错误的,相继向权威进行挑战,但他们被宗教裁判所裁定为“异教徒”处以死刑,付出了生命代价.因此,哈维展开这方面的研究并公开其有悖于权威的研究成果在当时是非常危险的.对于问题②,为了找到心血循环理论的直接证据,可通过知识搜索引擎检索哈维当时所做的实验.哈维在一些比较瘦的人(容易在身上找到血管)做无伤害的实验.把他们手臂上的大动脉用绷带扎紧,结果发现靠近心脏的一段血管瘪下去,而另一端却鼓起来,又扎住动脉血管,发现离心脏端的几乎发现不到跳动,而另一端则很快鼓了起来.通过大量的事实证明了他的理论.

4、利用知识搜索引擎开展探讨式地教学

知识搜索引擎具有互动性和可编辑性,在生物实验的教学中,可以利用知识搜索引擎这一特点,引导学生发现、思考、探究、讨论、总结.譬如,可事先设定一个实验教学主题或者实验教学任务,让学生在知识搜索引擎上提问、搜索、讨论、相互,从而使得学生主动地、互助地、高效率地完成学习任务.笔者以初中八年级教学内容“生命的延续”为例在知识搜索引擎上精细构建了一个互动教学实例.“生命的延续”在教学目标上要求能使学生能正确识别男女性生殖系统的结构和功能,描述人的生殖过程,能概述青春期的特点等.对于正处于青春期的青少年,上述的内容涉及到性教育的等敏感内容,他们往往很难在传统的课堂教学完全掌握这些内容.因此,教师甄选若干人类生殖繁育的一系列关键问题,如:青春期发育指标的出现顺序等,将这些问题提交至“互动百科”等知识搜索引擎,之后邀请学生们在网上作答,要求他们提供符合实际的解答方案.在解答的过程中教师有意识地引导学生展开讨论,并对积极作答且提供优秀答案者给予积分奖赏.这一教学方式极大的激发了学生参与讨论、解答问题的学习热情,最终也帮助学生们深入地学习.


5.利用知识搜索引擎帮助构建生物学乡土教材

生物学的乡土教材能使学生了解家乡,培养学生热爱家乡的情感,扩大知识视野,增强劳动意识,在培养劳动技能诸方面,有着重要的意义.知识搜索引擎的内容作者来自全世界各地,是知识生产、融合和交流的场所,通过知识搜索引擎可以检索到各地的生物信息,它是构建各地生物学乡土教材的重要信息资源.以笔者所在的惠州市为例.惠州位于广东省东南部,珠江三角洲东北端,南临南海大亚湾,地处炎热潮湿多雨的亚热带,生物资源十分丰富.为了保护这些宝贵的生物资源,在惠州市境内建设有国家级自然保护区两个(象头山自然保护区、港口海龟自然保护区),省级自然保护区五个(古田自然保护区、南昆山自然保护区、罗浮山自然保护区、莲花山白盆珠自然保护区、大亚湾水产资源自然保护区).在编写乡土教材时,编写者需要充分介绍各个自然保护区的地理位置、主要保护对象、主要生物资源、保护区成立意义、保护区现状、规划等信息.若采取传统的信息采集渠道,例如去档案馆调阅相关文献,通常这些文献反映的信息存在着滞后性,常易导致信息失真,影响乡土教材的编写质量.运用知识搜索引擎,直接输入各自然保护区的名称进行检索,可立即获得各保护区的现状文字资料及其图片等信息,再结合传统文献,可对乡土教材的编写提供有力的信息支撑.

6.结语

知识搜索引擎是科技发展的新事物,随着它的发展与成熟,它正成为教育现代化的重要工具.科学合理地使用知识搜索引擎能使是广大中学生物教师在浩如烟海的信息海洋中准确、及时地找到有价值的信息资料,获取最新科技情报和文献,为中学生物教师的教学与研究提供有力的帮助.事实上,知识搜索引擎在各学科都有很大的应用前景,人们展开进一步的工作探讨深入利用搜索引擎的方式.

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