大數據背景下的高中生物學教學策略研究

葉云祥

【摘 要】 隨著社會科學技術的快速發展，大數據時代應運而來，以大數據思維和技術為核心的各種現代化工作方式和學習方法出現在社會發展過程中，推進了大數據在各個領域的廣泛應用。高中教育領域也不例外，生物是高中教育中一門與自然和數據有密切關聯的課程，基于大數據背景下的高中生物教學，要改變傳統的教學思維和模式，積極運用大數據更全面地掌握學生學習情況，了解學生的真實學習需求，為課堂教學質量的不斷提高提供可靠依據，實現高中生物教學的創新改革。本文闡述了大數據對高中生物教學的重要意義，重點研究探討了大數據背景下的高中生物學教學策略，希望能夠為我國高中生物教學的現代化發展提供些許參考意見。

【關鍵詞】 高中生物 ?教學策略 ?大數據背景

大數據簡單來說就是數據的集合，這種集合不能使用常規軟件工具在一定時間范圍內進行捕捉、分析、處理和應用，由于信息量巨大，因此需要使用先進的新處理技術與模式才能夠發揮出大數據的信息資產價值與決策力。當今社會發展過程中，大數據已經成為一種無形的信息資產，大數據技術的應用價值不僅僅體現在捕獲龐大數據信息上，同時也重點體現在篩選出有意義的數據信息并且通過專業化處理以及合理使用上。目前我國各個行業的發展與大數據結合愈加密切，可以說大數據成為推動行業進步發展的主要動力。基于此環境背景，傳統的高中生物教學模式已經難以順應社會發展需求，暴露出越來越多的滯后性問題。在改善高中生物教學現狀上，如何有效運用大數據優化教學策略顯得尤為關鍵，成為高中生物教學中面臨的重要課題。

一、大數據對高中生物教學的重要性分析

社會在不斷進步和發展，隨之而產生的數據量越來越龐大，如何從海量數據中提取有意義、有價值的信息推動行業創新進步，是當代每個行業十分關注且重視的問題。大數據對高中生物教學的重要性主要體現在以下三方面：其一，從教師方面來看，教學中有效運用大數據思維和大數據技術能夠讓教師及時發現教學過程存在的問題，有助于教師明確學生的個體差異實現因材施教，同時可以讓學生直觀具體地接觸到生物靜態和動態現象，提高教師的教學水平與課堂教學質量;其二，從學生方面來看，基于大數據背景下的高中生，可以借助大數據的優勢與幫助，更全面地認識生物知識，拓展學習視野，有助于學生生物學習興趣的培養，促進學生生物核心素養的落實;其三，從教育部門和學校方面來看，在高中生物實驗教學與理論教學中，運用大數據可以便于學生理解、掌握教學內容，獲取更多的生物知識，并且潛移默化地培養學生形成大數據思維，具備運用大數據解決學習問題和生活問題的基本能力。這對于國家人才培養質量的提升起到重要促進作用，同時有利于教育部門和學校工作的改革創新，為其良好發展提供可靠信息依據，使教育部門和學校可以在大數據技術運用下做出正確的各項決策。

二、大數據背景下的高中生物學教學策略

（一）運用大數據，實施差異化指導

在以往的高中生物教學過程中，教師對于學生的了解不夠充足，特別是學生個體差異性方面，由于有些學生在課堂上表現不積極，教師無從得知學生的真實學習情況，進而只能采取統一教學的教學方法，導致學習基礎較差的學生跟不上生物教學進度，學習自信心和學習興趣受到打擊，產生厭學心理;而學習基礎較強的學習在課堂上過于放松，難以全心投入到學習中，學習質量和學習態度不佳。針對這一情況，高中生物教師可以運用大數據，在課堂上實施差異化教學指導，讓所有的學生都能夠得到與其學習情況相符的關注和教學指導，提高教學效果。在這一過程中，學校要給予一定的支持，和生物教師共同建立起生物網絡數據平臺，將學生的在線作業、課堂檢測、教室教學錄制視頻等相關信信息變為數據，使教師可以對學生的差異性有充分掌握，并且通過教學視頻對比，得到學生學習興趣、學習態度、課堂舉手發言次數等方面的變化趨勢，以便及時調整差異化教學指導策略，形成不斷動態變化的教學模式。

例如，教師在講解《細胞的增殖與分化》這一章節生物知識前，可以登錄學校的生物網絡數據平臺，將班級學生學習過的“細胞的代謝”、“細胞的結構”、“細胞的分子組成”這幾章節課堂學習情況利用平臺大數據分析技術，得到可靠依據;將學生的學習情況科學地劃分為三個層次，針對每一層次制定適合的學習目標和學習任務，并且設計出與之相對應的教學方法，為課堂的差異化指導教學做好鋪墊基礎，提高課堂教學的有效性和針對性，以達到滿足所有層次學生學習需求的目的。不過，教師對學生的分層不能是一成不變的，而是要隨意通過大數據分析得到學生當下的學習情況，了解學生的學習變化趨勢，從而不斷調整學生的分層，保證學生可以始終在適合自己的層次中，接受恰當的指導。

（二）運用大數據，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人力閱卷開展，既增加了教師的工作壓力，也容易由于手動閱卷出現各種錯誤情況，導致分數不準。基于大數據背景下的高中生物教學，可以使用大數據技術，提高試卷的閱卷分析效率，通過閱卷系統自帶的試卷掃描功能，將每一張試卷每道題的得分率精準統計出來，使教師可以直觀地看到生物選擇題中班級學生每個選項的選擇人數和選擇率，從而更全面地掌握學生的生物學習現狀與趨勢。需要注意的是，這一方面的應用不能只局限于本校、本班級的生物試卷分析上，還要積極與其他高中學校進行數據方面的對比分析，從而互相取長補短，讓教學效果和教學水平通過數據真實反應出來。

例如，在《遺傳的分子基礎》單元考試結束后，高中生物教師可以利用大數據系統，明確班級中學生對于試卷里涉及到DNA的分子結構和特點內容的題目，存在較高失分率。一方面教師考慮該知識點具有較強的抽象性和邏輯性，所以學生學習難度較大的因素;另一方面對該知識點教學過程進行深入反思，找到講解知識不透徹、課堂教學效率低下的原因。在完成大數據分析后，隨機從改卷系統內將班級一名學生的試卷調出，采取“個案分析法”準確了解這名學生對該知識點相關題目的解答情況，分析學生的掌握程度。多種策略下，教師在更快速、更詳細的數據分析與處理幫助下，及時掌握了班級學生個別學習情況以及班級整體學習情況;同時將教學效果用大數據“說話”的方式展示了出來，促進了教師的教學反思與教學改進。

（三）運用大數據，創新生物實驗教學模式

眾所周知，高中生物知識具有較強的實踐性，實驗教學是不可缺少的重要環節，與理論教學起到相輔相成的影響作用。在開展實驗教學過程中，會產生很多的生物實驗數據，如果教師僅靠課堂中的用眼觀察很難將這些數據充分捕獲，并且篩選出有價值的數據完善實驗教學。因此，高中生物教師要積極運用大數據創新實驗教學模式，更加直觀地掌握學生實驗情況和相關數據，促進學生的生物實驗能力不斷提升。

例如，在《檢測生物組織中的油脂》實驗教學中，教師將學生分成若干實驗小組，利用大數據將學生的實驗結果以及各個實驗環節的表現對比情況清晰展示出來，讓學生可以直觀地看到本組實驗中的不足之處，看到其他實驗小組的閃光點，從而激發學生的實驗探究熱情，讓學生可以積極汲取其他小組的優秀經驗，重新完善本組的實驗過程。這對于提高實驗教學質量來說，具有很大的幫助作用，同時也有助于學生大數據思維的梳理，使學生在今后的學習過程中可以形成通過對比數據做出正確判斷與決策的良好習慣。

再例如，教師在開始《制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片》這一實驗的課堂教學前，為了使課前準備工作更加充分，避免實驗中出現安全事故問題，可以利用大數據技術分析軟件，將歷年來這一實驗教學過程和學生實訓過程中出現的問題統計出來，明確重點問題為：①傳統的洋蔥實驗材料對存在呼吸道敏感問題的學生來說，有較強烈刺激，并且實驗成功率不高;②學生急于操作實驗，不夠關注裝片過程的安全性，容易劃傷手指。針對大數據分析得到的這兩個突出問題，教師采取了以下改進措施：①實驗材料由洋蔥替換為蠶豆，利用蠶豆體積較大、細胞內染色體數目較少、根系尖數多且無刺激性氣味的優勢，提高實驗成功率;②在學生實際操作前播放三分鐘的安全教育視頻，讓學生直觀地看到不規范實驗操作會帶來的嚴重后果，從而避免實驗中安全問題的發生。在大數據的支持下，實驗教學前的準備工作做到了萬無一失，促進了實驗教學的創新完善。

想要實現上述大數據在高中生物教學中應用策略的順利實施，高中學校需要對此提供人力、物力和財力方面的充足投入，引進先進的大數據技術相關軟硬件設備設施，為生物教學中大數據的應用創設良好的條件和環境。并且加大對生物教師大數據思維和大數據應用技術方面的培訓力度，使所有生物教師都能夠熟練使用大數據得到可靠信息，從而提高教師的大數據教學水平。

三、結束語

綜上所述，新形勢背景下，大數據在高中生物教學中的重要性愈加突出，成為提高教學質量和教學效率的有效途徑。目前我國高中生物課堂上大數據的應用還不夠充分，還未體現出大數據的優勢和指導作用，導致生物教學存在一定的滯后性，不能很好地滿足學生的差異化學習需求。因此，高中生物教師要充分認識到應用大數據的必要性，在理論教學、實驗教學中積極運用大數據創新教學模式，彌補以往教學中存在的不足問題，同時利用大數據全面掌握學生的考試情況，為接來下的教學指導提供可靠依據，從而推動高中生物教學的創新和發展，為社會和國家培養出滿足大數據時代發展需求的生物人才。

參考文獻

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