教育信息化背景下信息技術(shù)與中學(xué)生物學(xué)教學(xué)融合策略研究

王會強，崔 月

（1.河北省寧晉縣第一中學(xué) 河北 寧晉 055550；2.河北師范大學(xué)教師教育學(xué)院 河北 石家莊 050024）

《“十四五”國家信息化規(guī)劃》強調(diào)，“要推進信息技術(shù)、智能技術(shù)與教育教學(xué)融合的教育教學(xué)變革”。中學(xué)生物學(xué)的知識體系極具抽象性與邏輯性，而當(dāng)前的教學(xué)模式在一定程度上限制教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，影響學(xué)生對生物學(xué)領(lǐng)域的深度認知?，F(xiàn)代信息技術(shù)和相關(guān)資源的發(fā)展為形成多元化的生物學(xué)教學(xué)模式帶來可能。因此，探討信息技術(shù)與中學(xué)生物學(xué)融合的教學(xué)模式對于教師職業(yè)素養(yǎng)、學(xué)生核心素養(yǎng)的提升具有重要意義。

1 中學(xué)生物學(xué)信息技術(shù)與教學(xué)融合的現(xiàn)實意義

1.1 革新教學(xué)模式，促進教育信息化的有效落實

將信息技術(shù)與教學(xué)融合，能幫助生物教師打破傳統(tǒng)封閉的教學(xué)模式，實行諸如翻轉(zhuǎn)課堂、模擬仿真探究實驗等開放型教學(xué)模式，開展課堂游戲答題、線上搶答等多元課堂活動，不斷反饋教學(xué)的實際需求，驅(qū)動技術(shù)革新，促進教育信息化的有效落實。

1.2 提高教學(xué)效率，保障學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)高質(zhì)提升

抽象、復(fù)雜是生物學(xué)學(xué)科的顯著特征，信息技術(shù)及資源的運用在很大程度上彌補了傳統(tǒng)教學(xué)的短板，有利于教師啟發(fā)式、探究式教學(xué)的有效落實，增強學(xué)生學(xué)習(xí)過程的真實體驗，促進學(xué)生高階科學(xué)思維、科學(xué)探究等科學(xué)素養(yǎng)的高質(zhì)提升。

1.3 強化資源開發(fā)推動教育環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

隨著教師教學(xué)水平整體提升，信息共享范圍越來越廣，教學(xué)資源需求會逐漸增多，相關(guān)的資源會被教育工作者逐漸開發(fā)和共享，這為教師開展多元化教學(xué)帶來便利，進而促進學(xué)生良好的學(xué)習(xí)效果，推動教育環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2 中學(xué)生物學(xué)信息技術(shù)與教學(xué)融合現(xiàn)存問題

2.1 線上資源不足，線下教學(xué)模式有限

當(dāng)前，可供中學(xué)生物教學(xué)利用的資源平臺十分缺乏，公共教育資源平臺可供利用的資源有限且種類單一，且現(xiàn)存資源在習(xí)題、教案和實驗設(shè)置上也存在諸多缺陷。因此，可供教師借鑒參考或者應(yīng)用于實際教學(xué)的資源非常有限，資源內(nèi)容無法有效驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。在線下教學(xué)中，大部分依然沿襲以教師為主導(dǎo)的傳統(tǒng)教學(xué)，以教師講解為主，學(xué)生背誦、刷題為輔，啟發(fā)式、探究式教學(xué)開展較少，實驗探究更是少之又少。信息技術(shù)在課堂教學(xué)中很少使用，很多教師除放映PPT 外，較少運用其他應(yīng)用程序來豐富課堂教學(xué)。

有限的線上資源和教學(xué)模式不僅無法強化教學(xué)效果，還在很大程度上限制了對學(xué)生生物學(xué)興趣的啟蒙和驅(qū)動，進而削弱生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效落實。

2.2 教師教學(xué)理念落后，主動融合創(chuàng)新意愿欠缺

信息技術(shù)的發(fā)展變革必然會影響人們的生活、工作和學(xué)習(xí)，信息技術(shù)與教學(xué)融合是必然趨勢。很多抽象的知識、復(fù)雜的生命過程和現(xiàn)象僅憑教師講解無法讓學(xué)生真正領(lǐng)悟，需要利用相關(guān)的信息技術(shù)表征和呈現(xiàn)。例如，人體的神經(jīng)與體液調(diào)節(jié)、特異性免疫及基因工程等，利用微視頻、動畫、課堂小游戲等會極大促進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，也會較好地輔助教師有效教學(xué)。

信息技術(shù)與教學(xué)融合意味著教師不僅需要學(xué)習(xí)新技術(shù)，還要思考如何融合更加有效。而在教學(xué)中運用信息技術(shù)耗時耗力，因此大多數(shù)教師僅選擇在示范課、公開課評選等活動中充分運用信息技術(shù)。同時，中高考始終是教師長期面臨的壓力，為了應(yīng)對考試，很多教師采用講解式教學(xué)，多數(shù)重難點知識也選擇讓學(xué)生枯燥地記憶和背誦，忽略了學(xué)生生物學(xué)學(xué)習(xí)的效能感。

因此，基于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的育人要求和當(dāng)前新高考的評價體系，教師要客觀認識信息技術(shù)與教學(xué)融合的意義，提升自身的信息素養(yǎng)，巧用先進的信息技術(shù)來輔助自身教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生從本質(zhì)層面認識生物學(xué)。

2.3 技術(shù)普及成本高，程序煩瑣易出問題

信息技術(shù)需要的經(jīng)濟投入較高，新技術(shù)的推出速度也讓人應(yīng)接不暇。不僅如此，技術(shù)之間存在無法兼容，不能滿足和適應(yīng)教師的教學(xué)需求的情況。信息技術(shù)帶來的課堂交互有利于創(chuàng)新教學(xué)模式和轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生好奇心并促進深度學(xué)習(xí)。但在實際教學(xué)中技術(shù)會帶來不便利和不確定性。例如，教師課前需要充分準(zhǔn)備，熟記流程，反復(fù)嘗試才能實踐于課堂。若在教學(xué)過程中因使用不當(dāng)出現(xiàn)問題，教師無法自行解決，將直接影響教學(xué)進度。因此，存在的種種弊端嚴(yán)重限制了信息技術(shù)對教學(xué)的輔助作用。

3 中學(xué)生物學(xué)信息技術(shù)與教學(xué)融合的策略建議

3.1 依托信息技術(shù)便利，大膽創(chuàng)新教學(xué)模式

3.1.1 情境貫穿，獲得真實體驗

將學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活有效鏈接是達成良好教學(xué)目標(biāo)的重要前提。在生物學(xué)教學(xué)中，讓學(xué)生處于真實生動的情境，可以激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)的興趣，獲得良好的學(xué)習(xí)體驗。教師通過信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)實驗、故事、科學(xué)史和生活等豐富情境，可以幫助學(xué)生認識生命，揭示科學(xué)本質(zhì)，解決生活中的實際問題。

例如，教師利用PPT和動畫視頻展示格里菲斯肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的詳細探究歷程：①通過觀察圖片引導(dǎo)學(xué)生認識R 型和S 型肺炎鏈球菌的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成特點是其產(chǎn)生毒性致病的根本原因；②通過播放實驗過程的模擬視頻，分別分析四個實驗組的目的和相應(yīng)結(jié)論，體會格里菲斯獲得證據(jù)過程中的科學(xué)思維；③通過圖片展示實驗流程，再一次引導(dǎo)學(xué)生分析“格里菲斯的實驗?zāi)軌蜃C明DNA 就是遺傳物質(zhì)嗎？為什么？”“如何設(shè)計實驗?zāi)軌蜃C明遺傳物質(zhì)是DNA 而不是蛋白質(zhì)或者多糖等其他物質(zhì)？說明你的理由”。教師利用信息技術(shù)將復(fù)雜的科學(xué)史探究歷程通過圖片和視頻動畫展現(xiàn)給學(xué)生，有效促進學(xué)生的具身認知發(fā)展；學(xué)生通過教師的引導(dǎo)激發(fā)深度思考和辯證思維，帶著猜想和假設(shè)跟隨艾弗里的腳步開始進一步探究歷程。

3.1.2 深度參與，提升科學(xué)素養(yǎng)

實驗探究、模型建構(gòu)等教學(xué)策略能夠充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，且教學(xué)策略均需要學(xué)生的探究能力、科學(xué)思維以及自身的學(xué)科基礎(chǔ)去獲得證據(jù)、得出結(jié)論從而解決生物學(xué)問題。教師運用數(shù)據(jù)傳感器、顯微鏡可視化軟件以及數(shù)據(jù)結(jié)果計算統(tǒng)計軟件，幫助學(xué)生更清晰地觀察實驗現(xiàn)象、進行信息分析對比。通過深度參與，促進學(xué)生對整個探究過程獲得證據(jù)的理解，從思維、知識和技能等角度全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“細胞的增殖”一節(jié)課，在帶領(lǐng)學(xué)生運用顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞分裂時期時，利用顯微鏡與計算機連接將微觀現(xiàn)象直觀放大到電子屏幕上，全班同學(xué)可直接觀察到顯微鏡下的細胞狀態(tài)。這種微觀向直觀的轉(zhuǎn)換，使得學(xué)生通過觀察更具象地理解“細胞分裂各個時期的狀態(tài)特征如何，并辨別不同細胞分別處于哪個分裂時期”，“什么時期的細胞數(shù)量最多”等，促進學(xué)生對細胞增殖的深度理解，進一步提高觀察對比的探究能力。

3.1.3 知識生成，幫助搭建知識體系

知識體系的生成能力是學(xué)生在經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)過程后對知識總結(jié)概括并形成知識網(wǎng)絡(luò)的重要能力，這種能力對于知識的理解和運用是長效的。教師可利用信息技術(shù)設(shè)計系列學(xué)習(xí)活動充分調(diào)動學(xué)生大腦活力，激發(fā)主動參與的動能，引導(dǎo)他們生成相應(yīng)的知識和觀念，提升核心素養(yǎng)。

例如，教師可利用電子黑板繪制填空式思維導(dǎo)圖或概念圖檢驗學(xué)生知識體系的搭建情況，可通過課堂競技小游戲了解學(xué)生對重難點知識的掌握情況。例如，通過知識競賽比拼了解學(xué)生對人類起源關(guān)鍵知識的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生經(jīng)過深度參與，會積極思考自身的學(xué)習(xí)情況并及時反思修正。

3.2 立足信息技術(shù)服務(wù)職能，促進師生素養(yǎng)共同發(fā)展

3.2.1 承載有趣內(nèi)容，以好奇心驅(qū)動學(xué)生對生物學(xué)的長效興趣

生物學(xué)本身包含很多人們前所未見的新奇現(xiàn)象，也有與大眾生活息息相關(guān)的科學(xué)原理，教師可運用信息技術(shù)，從學(xué)生未知、迷茫或陌生的角度挖掘生物學(xué)相關(guān)知識內(nèi)容，并進行收集歸納。例如，學(xué)生可能知道種子會在一定條件下生根發(fā)芽，但是不知道具體過程，教師可通過播放植物從種子發(fā)育到幼苗的整個動態(tài)過程視頻解除學(xué)生心中疑惑，開闊其視野，激發(fā)其興趣。

3.2.2 掌握學(xué)生的學(xué)情，針對性提升學(xué)生核心素養(yǎng)

教師可分別在課前和課后布置線上任務(wù)，將線上與線下有機銜接，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的有效提升。例如，課前布置閱讀孟德爾相關(guān)科學(xué)史資料的線上作業(yè)，并回答與自由組合定律相關(guān)的簡單問題；課上教師通過讓學(xué)生回顧科學(xué)史中孟德爾探究過程中與遺傳規(guī)律有關(guān)的重要內(nèi)容，通過問題引發(fā)學(xué)生深度思考，促進自由組合定律概念的有效生成；課后布置關(guān)于自由組合定律的相關(guān)線上作業(yè)，讓學(xué)生運用課上所學(xué)知識解決相關(guān)問題，教師可及時得到學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋。

3.2.3 提高信息化教學(xué)能力

在當(dāng)今信息化時代背景下，信息化教學(xué)能力是教師職業(yè)素養(yǎng)的重要組成部分。教師應(yīng)運用信息技術(shù)將生物學(xué)領(lǐng)域前沿進展和新興技術(shù)呈現(xiàn)給學(xué)生，促進學(xué)生將生物學(xué)知識與社會、生活深度鏈接。教師可通過收集相關(guān)信息技術(shù)資源、參加信息化教學(xué)專業(yè)培訓(xùn)、在教學(xué)實踐中積極運用信息技術(shù)等提升自身信息化教學(xué)能力，通過信息技術(shù)輔助自身職業(yè)素養(yǎng)的持續(xù)提升。

3.3 辯證看待信息技術(shù)，避免產(chǎn)生過度依賴

教育工作者應(yīng)辯證看待信息技術(shù)，揚長避短，促進信息技術(shù)與教學(xué)融合的良性發(fā)展。教師可利用信息技術(shù)隨時調(diào)取相關(guān)的內(nèi)容應(yīng)用于課堂，但也容易因炫目的內(nèi)容忽略對知識本身的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性加以甄別。很多網(wǎng)站涵蓋大量生物學(xué)相關(guān)的講解視頻，呈現(xiàn)形式生動形象，解說簡練清晰，教師易直接將其搬運到課堂中，替代自己的講解和闡釋。這種依賴行為會造成教師自身職業(yè)素養(yǎng)得不到長足發(fā)展，學(xué)生面對始終流動的信息和畫面，也很難產(chǎn)生有效的記憶和知識的生成。

另一方面，信息技術(shù)的更新迭代迅速，可供教學(xué)使用的技術(shù)也日益增多。作為生物學(xué)教師要始終以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為出發(fā)點，考慮技術(shù)的運用是否能夠輔助教師達到相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，切忌將技術(shù)作為課堂教學(xué)的主導(dǎo)。

4 結(jié)語

信息技術(shù)帶來的教育變革是教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的變革，中學(xué)生物學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)融合需要立足于中學(xué)生物學(xué)學(xué)科本身的性質(zhì)特征、學(xué)生的學(xué)習(xí)生活背景以及生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)模式等方面，中學(xué)生物學(xué)教師對此要持有正確的教育理念和辯證的應(yīng)用態(tài)度，將信息技術(shù)與教學(xué)有機融合，提升自身職業(yè)素養(yǎng)，促進學(xué)生對生物學(xué)領(lǐng)域的深度認知和核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。