大數(shù)據(jù)背景下的高中生物學(xué)教學(xué)策略研究

葉云祥

【摘 要】 隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代應(yīng)運(yùn)而來，以大數(shù)據(jù)思維和技術(shù)為核心的各種現(xiàn)代化工作方式和學(xué)習(xí)方法出現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展過程中，推進(jìn)了大數(shù)據(jù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。高中教育領(lǐng)域也不例外，生物是高中教育中一門與自然和數(shù)據(jù)有密切關(guān)聯(lián)的課程，基于大數(shù)據(jù)背景下的高中生物教學(xué)，要改變傳統(tǒng)的教學(xué)思維和模式，積極運(yùn)用大數(shù)據(jù)更全面地掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)需求，為課堂教學(xué)質(zhì)量的不斷提高提供可靠依據(jù)，實(shí)現(xiàn)高中生物教學(xué)的創(chuàng)新改革。本文闡述了大數(shù)據(jù)對(duì)高中生物教學(xué)的重要意義，重點(diǎn)研究探討了大數(shù)據(jù)背景下的高中生物學(xué)教學(xué)策略，希望能夠?yàn)槲覈咧猩锝虒W(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展提供些許參考意見。

【關(guān)鍵詞】 高中生物 ?教學(xué)策略 ?大數(shù)據(jù)背景

大數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單來說就是數(shù)據(jù)的集合，這種集合不能使用常規(guī)軟件工具在一定時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行捕捉、分析、處理和應(yīng)用，由于信息量巨大，因此需要使用先進(jìn)的新處理技術(shù)與模式才能夠發(fā)揮出大數(shù)據(jù)的信息資產(chǎn)價(jià)值與決策力。當(dāng)今社會(huì)發(fā)展過程中，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一種無形的信息資產(chǎn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值不僅僅體現(xiàn)在捕獲龐大數(shù)據(jù)信息上，同時(shí)也重點(diǎn)體現(xiàn)在篩選出有意義的數(shù)據(jù)信息并且通過專業(yè)化處理以及合理使用上。目前我國各個(gè)行業(yè)的發(fā)展與大數(shù)據(jù)結(jié)合愈加密切，可以說大數(shù)據(jù)成為推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步發(fā)展的主要?jiǎng)恿??；诖谁h(huán)境背景，傳統(tǒng)的高中生物教學(xué)模式已經(jīng)難以順應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，暴露出越來越多的滯后性問題。在改善高中生物教學(xué)現(xiàn)狀上，如何有效運(yùn)用大數(shù)據(jù)優(yōu)化教學(xué)策略顯得尤為關(guān)鍵，成為高中生物教學(xué)中面臨的重要課題。

一、大數(shù)據(jù)對(duì)高中生物教學(xué)的重要性分析

社會(huì)在不斷進(jìn)步和發(fā)展，隨之而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來越龐大，如何從海量數(shù)據(jù)中提取有意義、有價(jià)值的信息推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新進(jìn)步，是當(dāng)代每個(gè)行業(yè)十分關(guān)注且重視的問題。大數(shù)據(jù)對(duì)高中生物教學(xué)的重要性主要體現(xiàn)在以下三方面：其一，從教師方面來看，教學(xué)中有效運(yùn)用大數(shù)據(jù)思維和大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠讓教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程存在的問題，有助于教師明確學(xué)生的個(gè)體差異實(shí)現(xiàn)因材施教，同時(shí)可以讓學(xué)生直觀具體地接觸到生物靜態(tài)和動(dòng)態(tài)現(xiàn)象，提高教師的教學(xué)水平與課堂教學(xué)質(zhì)量;其二，從學(xué)生方面來看，基于大數(shù)據(jù)背景下的高中生，可以借助大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)與幫助，更全面地認(rèn)識(shí)生物知識(shí)，拓展學(xué)習(xí)視野，有助于學(xué)生生物學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生生物核心素養(yǎng)的落實(shí);其三，從教育部門和學(xué)校方面來看，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)中，運(yùn)用大數(shù)據(jù)可以便于學(xué)生理解、掌握教學(xué)內(nèi)容，獲取更多的生物知識(shí)，并且潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生形成大數(shù)據(jù)思維，具備運(yùn)用大數(shù)據(jù)解決學(xué)習(xí)問題和生活問題的基本能力。這對(duì)于國家人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升起到重要促進(jìn)作用，同時(shí)有利于教育部門和學(xué)校工作的改革創(chuàng)新，為其良好發(fā)展提供可靠信息依據(jù)，使教育部門和學(xué)?？梢栽诖髷?shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用下做出正確的各項(xiàng)決策。

二、大數(shù)據(jù)背景下的高中生物學(xué)教學(xué)策略

（一）運(yùn)用大數(shù)據(jù)，實(shí)施差異化指導(dǎo)

在以往的高中生物教學(xué)過程中，教師對(duì)于學(xué)生的了解不夠充足，特別是學(xué)生個(gè)體差異性方面，由于有些學(xué)生在課堂上表現(xiàn)不積極，教師無從得知學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而只能采取統(tǒng)一教學(xué)的教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生跟不上生物教學(xué)進(jìn)度，學(xué)習(xí)自信心和學(xué)習(xí)興趣受到打擊，產(chǎn)生厭學(xué)心理;而學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較強(qiáng)的學(xué)習(xí)在課堂上過于放松，難以全心投入到學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)態(tài)度不佳。針對(duì)這一情況，高中生物教師可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)，在課堂上實(shí)施差異化教學(xué)指導(dǎo)，讓所有的學(xué)生都能夠得到與其學(xué)習(xí)情況相符的關(guān)注和教學(xué)指導(dǎo)，提高教學(xué)效果。在這一過程中，學(xué)校要給予一定的支持，和生物教師共同建立起生物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，將學(xué)生的在線作業(yè)、課堂檢測(cè)、教室教學(xué)錄制視頻等相關(guān)信信息變?yōu)閿?shù)據(jù)，使教師可以對(duì)學(xué)生的差異性有充分掌握，并且通過教學(xué)視頻對(duì)比，得到學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂舉手發(fā)言次數(shù)等方面的變化趨勢(shì)，以便及時(shí)調(diào)整差異化教學(xué)指導(dǎo)策略，形成不斷動(dòng)態(tài)變化的教學(xué)模式。

例如，教師在講解《細(xì)胞的增殖與分化》這一章節(jié)生物知識(shí)前，可以登錄學(xué)校的生物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，將班級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)過的“細(xì)胞的代謝”、“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”、“細(xì)胞的分子組成”這幾章節(jié)課堂學(xué)習(xí)情況利用平臺(tái)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，得到可靠依據(jù);將學(xué)生的學(xué)習(xí)情況科學(xué)地劃分為三個(gè)層次，針對(duì)每一層次制定適合的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)，并且設(shè)計(jì)出與之相對(duì)應(yīng)的教學(xué)方法，為課堂的差異化指導(dǎo)教學(xué)做好鋪墊基礎(chǔ)，提高課堂教學(xué)的有效性和針對(duì)性，以達(dá)到滿足所有層次學(xué)生學(xué)習(xí)需求的目的。不過，教師對(duì)學(xué)生的分層不能是一成不變的，而是要隨意通過大數(shù)據(jù)分析得到學(xué)生當(dāng)下的學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)變化趨勢(shì)，從而不斷調(diào)整學(xué)生的分層，保證學(xué)生可以始終在適合自己的層次中，接受恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

（二）運(yùn)用大數(shù)據(jù)，提高試卷分析效率

多年來，我國高中生物教師的試卷閱卷工作都是以手動(dòng)人力閱卷開展，既增加了教師的工作壓力，也容易由于手動(dòng)閱卷出現(xiàn)各種錯(cuò)誤情況，導(dǎo)致分?jǐn)?shù)不準(zhǔn)。基于大數(shù)據(jù)背景下的高中生物教學(xué)，可以使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，提高試卷的閱卷分析效率，通過閱卷系統(tǒng)自帶的試卷掃描功能，將每一張?jiān)嚲砻康李}的得分率精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)出來，使教師可以直觀地看到生物選擇題中班級(jí)學(xué)生每個(gè)選項(xiàng)的選擇人數(shù)和選擇率，從而更全面地掌握學(xué)生的生物學(xué)習(xí)現(xiàn)狀與趨勢(shì)。需要注意的是，這一方面的應(yīng)用不能只局限于本校、本班級(jí)的生物試卷分析上，還要積極與其他高中學(xué)校進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的對(duì)比分析，從而互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，讓教學(xué)效果和教學(xué)水平通過數(shù)據(jù)真實(shí)反應(yīng)出來。

例如，在《遺傳的分子基礎(chǔ)》單元考試結(jié)束后，高中生物教師可以利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，明確班級(jí)中學(xué)生對(duì)于試卷里涉及到DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)內(nèi)容的題目，存在較高失分率。一方面教師考慮該知識(shí)點(diǎn)具有較強(qiáng)的抽象性和邏輯性，所以學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大的因素;另一方面對(duì)該知識(shí)點(diǎn)教學(xué)過程進(jìn)行深入反思，找到講解知識(shí)不透徹、課堂教學(xué)效率低下的原因。在完成大數(shù)據(jù)分析后，隨機(jī)從改卷系統(tǒng)內(nèi)將班級(jí)一名學(xué)生的試卷調(diào)出，采取“個(gè)案分析法”準(zhǔn)確了解這名學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)相關(guān)題目的解答情況，分析學(xué)生的掌握程度。多種策略下，教師在更快速、更詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析與處理幫助下，及時(shí)掌握了班級(jí)學(xué)生個(gè)別學(xué)習(xí)情況以及班級(jí)整體學(xué)習(xí)情況;同時(shí)將教學(xué)效果用大數(shù)據(jù)“說話”的方式展示了出來，促進(jìn)了教師的教學(xué)反思與教學(xué)改進(jìn)。

（三）運(yùn)用大數(shù)據(jù)，創(chuàng)新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

眾所周知，高中生物知識(shí)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不可缺少的重要環(huán)節(jié)，與理論教學(xué)起到相輔相成的影響作用。在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，會(huì)產(chǎn)生很多的生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果教師僅靠課堂中的用眼觀察很難將這些數(shù)據(jù)充分捕獲，并且篩選出有價(jià)值的數(shù)據(jù)完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此，高中生物教師要積極運(yùn)用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，更加直觀地掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況和相關(guān)數(shù)據(jù)，促進(jìn)學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粩嗵嵘?/p>

例如，在《檢測(cè)生物組織中的油脂》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師將學(xué)生分成若干實(shí)驗(yàn)小組，利用大數(shù)據(jù)將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)對(duì)比情況清晰展示出來，讓學(xué)生可以直觀地看到本組實(shí)驗(yàn)中的不足之處，看到其他實(shí)驗(yàn)小組的閃光點(diǎn)，從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究熱情，讓學(xué)生可以積極汲取其他小組的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，重新完善本組的實(shí)驗(yàn)過程。這對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量來說，具有很大的幫助作用，同時(shí)也有助于學(xué)生大數(shù)據(jù)思維的梳理，使學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)過程中可以形成通過對(duì)比數(shù)據(jù)做出正確判斷與決策的良好習(xí)慣。

再例如，教師在開始《制作并觀察植物細(xì)胞有絲分裂的臨時(shí)裝片》這一實(shí)驗(yàn)的課堂教學(xué)前，為了使課前準(zhǔn)備工作更加充分，避免實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)安全事故問題，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析軟件，將歷年來這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程和學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程中出現(xiàn)的問題統(tǒng)計(jì)出來，明確重點(diǎn)問題為：①傳統(tǒng)的洋蔥實(shí)驗(yàn)材料對(duì)存在呼吸道敏感問題的學(xué)生來說，有較強(qiáng)烈刺激，并且實(shí)驗(yàn)成功率不高;②學(xué)生急于操作實(shí)驗(yàn)，不夠關(guān)注裝片過程的安全性，容易劃傷手指。針對(duì)大數(shù)據(jù)分析得到的這兩個(gè)突出問題，教師采取了以下改進(jìn)措施：①實(shí)驗(yàn)材料由洋蔥替換為蠶豆，利用蠶豆體積較大、細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目較少、根系尖數(shù)多且無刺激性氣味的優(yōu)勢(shì)，提高實(shí)驗(yàn)成功率;②在學(xué)生實(shí)際操作前播放三分鐘的安全教育視頻，讓學(xué)生直觀地看到不規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作會(huì)帶來的嚴(yán)重后果，從而避免實(shí)驗(yàn)中安全問題的發(fā)生。在大數(shù)據(jù)的支持下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)前的準(zhǔn)備工作做到了萬無一失，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新完善。

想要實(shí)現(xiàn)上述大數(shù)據(jù)在高中生物教學(xué)中應(yīng)用策略的順利實(shí)施，高中學(xué)校需要對(duì)此提供人力、物力和財(cái)力方面的充足投入，引進(jìn)先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)軟硬件設(shè)備設(shè)施，為生物教學(xué)中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)良好的條件和環(huán)境。并且加大對(duì)生物教師大數(shù)據(jù)思維和大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)方面的培訓(xùn)力度，使所有生物教師都能夠熟練使用大數(shù)據(jù)得到可靠信息，從而提高教師的大數(shù)據(jù)教學(xué)水平。

三、結(jié)束語

綜上所述，新形勢(shì)背景下，大數(shù)據(jù)在高中生物教學(xué)中的重要性愈加突出，成為提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的有效途徑。目前我國高中生物課堂上大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還不夠充分，還未體現(xiàn)出大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)和指導(dǎo)作用，導(dǎo)致生物教學(xué)存在一定的滯后性，不能很好地滿足學(xué)生的差異化學(xué)習(xí)需求。因此，高中生物教師要充分認(rèn)識(shí)到應(yīng)用大數(shù)據(jù)的必要性，在理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極運(yùn)用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新教學(xué)模式，彌補(bǔ)以往教學(xué)中存在的不足問題，同時(shí)利用大數(shù)據(jù)全面掌握學(xué)生的考試情況，為接來下的教學(xué)指導(dǎo)提供可靠依據(jù)，從而推動(dòng)高中生物教學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展，為社會(huì)和國家培養(yǎng)出滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展需求的生物人才。

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