現(xiàn)代信息技術(shù)與生物教學(xué)模式有效整合的策略探究

摘 要：隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化時(shí)代的快速發(fā)展，信息技術(shù)在日常教學(xué)中廣泛應(yīng)用。在新課改中強(qiáng)調(diào)要將信息技術(shù)應(yīng)用于生物教學(xué)，促進(jìn)高效課堂和多元化教學(xué)課堂。文章以高中生物課程為切入點(diǎn)，以生物新課程理念、新課改下本校試行的講學(xué)稿教學(xué)模式為基礎(chǔ)，通過(guò)信息技術(shù)與生物學(xué)科相整合，利用小組合作探究式學(xué)習(xí)對(duì)整合模式的具體應(yīng)用做了闡述。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);課堂教學(xué);教學(xué)應(yīng)用;反思

一、 研究背景

生物學(xué)是研究生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、分類(lèi)、遺傳和變異、進(jìn)化、生態(tài)的科學(xué)，與其他學(xué)科相比，是一門(mén)更貼近生活、自然和社會(huì)的學(xué)科，一般比較注重形象直觀等感性認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)代信息技術(shù)是近幾年快速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)手段，能夠?qū)β曇?、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻、文字、數(shù)字等各種信息進(jìn)行獲取、加工、處理、儲(chǔ)存、傳播和使用的高科技技術(shù)。因此、信息技術(shù)在生物學(xué)中成為一個(gè)教學(xué)輔助手段，以其直觀生動(dòng)、形象快捷、容量大、有利于縱向拓寬教學(xué)內(nèi)容等特點(diǎn)為廣大教師所采用。作為新世紀(jì)的教育工作者，應(yīng)清醒認(rèn)識(shí)到教育要快速發(fā)展，必須把最先進(jìn)的信息技術(shù)作為教育的工作，使教育技術(shù)信息化，將成為教育改革的重大突破口。

二、 信息技術(shù)與生物教學(xué)整合的意義

新課標(biāo)提出倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，要求課堂是具有生命力的課堂，要求在課堂上要以學(xué)生為主，教師主要起到引導(dǎo)作用。利用多元化的教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、合作探究，并利用一些資料、文字、圖片、表格等善于收集和處理信息，獲取課本知識(shí)，同時(shí)在具體的教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生之間的合作交流、推陳出新、拓展創(chuàng)新。通過(guò)信息技術(shù)整合，課堂模式將會(huì)發(fā)生一系列的改變。在課堂上，不再是教師單純的“授之以魚(yú)”—灌輸知識(shí)。而是通過(guò)利用信息技術(shù)，結(jié)合生物學(xué)特點(diǎn)將難以理解的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生易于接受的方式，創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生身臨其境，化難為簡(jiǎn)，主動(dòng)獲取知識(shí)，學(xué)生成為課堂的主體，教師利用信息技術(shù)等方式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索。也可以借助微課滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，很好地詮釋全面育人思想，極大優(yōu)化課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)能力。

三、 現(xiàn)代信息技術(shù)在生物教學(xué)中合理應(yīng)用的基本方法

“整合”使生物課堂教學(xué)內(nèi)容不再局限在教科書(shū)中，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、硬盤(pán)存儲(chǔ)、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，尤其是能夠利用百度、獵豹等網(wǎng)站收集能夠輔助課堂教學(xué)所有相關(guān)內(nèi)容，并應(yīng)用于課堂教學(xué)，或者將當(dāng)前最新科學(xué)研究、科學(xué)報(bào)道中有關(guān)生物學(xué)方面的知識(shí)應(yīng)用充實(shí)到課堂教學(xué)中，讓學(xué)生體會(huì)到生物源于生活，高于生活，為生產(chǎn)、生活而服務(wù)。知識(shí)是學(xué)習(xí)者在與情景的交互作用過(guò)程中自行構(gòu)建的。因此，情景化學(xué)習(xí)在生物課程中尤為重要，教師可以利用多媒體計(jì)算機(jī)通過(guò)3Dmax三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)、Flash二維動(dòng)畫(huà)技術(shù)、優(yōu)芽微課制作等。通過(guò)多種多樣的信息技術(shù)手段，將枯燥的知識(shí)形象化、具體化、生動(dòng)化，生活化，使接受知識(shí)的個(gè)體夠身臨其境的感知知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索，集中注意力加深知識(shí)理解應(yīng)用，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

四、 現(xiàn)代信息技術(shù)與生物教學(xué)整合的教學(xué)案例

如何能夠很好地利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，經(jīng)過(guò)數(shù)年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累和實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，如果在教學(xué)中能夠找到將生物知識(shí)與信息技術(shù)相融合的銜接點(diǎn)，并做到恰到好處的融合與創(chuàng)新，將會(huì)使課堂教學(xué)效果和效率明顯提升。接下來(lái)以人教版高中生物必修三《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第4章第2節(jié)的教學(xué)內(nèi)容：種群數(shù)量的變化為案例進(jìn)行闡述。

（一）教學(xué)策略

在具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，教師結(jié)合上節(jié)課的探究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以“問(wèn)題探討”引入，學(xué)生運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，總結(jié)細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)公式。利用信息技術(shù)處理數(shù)據(jù)得出種群增長(zhǎng)“J”型曲線圖，進(jìn)而引出建構(gòu)種群增長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型的一般步驟。學(xué)生利用相關(guān)聯(lián)系嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的“J”型曲線，教師啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生分小組討論得出“J”型曲線公式。然后再次利用信息技術(shù)處理數(shù)據(jù)，并變換數(shù)據(jù)，得出種群增長(zhǎng)的“S”型曲線。教師利用教材相關(guān)資料、研究性學(xué)習(xí)資料及生活實(shí)際典例驗(yàn)證并引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)“S”型曲線產(chǎn)生條件，學(xué)生討論分析K值含義，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)查找保護(hù)瀕危動(dòng)植物資源的具體措施以及研究種群數(shù)量變化規(guī)律的實(shí)際意義，通過(guò)視頻播放《海豚灣》選段激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，最后通過(guò)網(wǎng)上資源查閱方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)利用網(wǎng)絡(luò)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)環(huán)節(jié)1 視頻引入新課。教師播放細(xì)菌分裂的Flash動(dòng)畫(huà)演示，多媒體課件展示相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合上節(jié)課的探究實(shí)驗(yàn)《培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化》并提出問(wèn)題：你知道細(xì)菌是怎么增殖的嗎？學(xué)生積極回答，之后教師展示課本65頁(yè)“問(wèn)題探討”引入本節(jié)內(nèi)容。

教學(xué)環(huán)節(jié)2 建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。教師PPT展示已經(jīng)設(shè)計(jì)好的表格，引導(dǎo)學(xué)生嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型，學(xué)生活動(dòng)：1. 寫(xiě)出n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式;2. 用坐標(biāo)圖畫(huà)出細(xì)菌的種群增長(zhǎng)曲線。學(xué)生運(yùn)用已有數(shù)學(xué)知識(shí)，列出公式，利用計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)初步感，通過(guò)計(jì)算機(jī)操作感受信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的快捷性。通過(guò)課件播放問(wèn)題：想一想：建立種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型的一般步驟是怎樣的？利用計(jì)算機(jī)播放水葫蘆入侵的視頻，讓學(xué)生身臨其境，感知生物入侵對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成的嚴(yán)重后果。通過(guò)感官刺激與實(shí)際結(jié)合，學(xué)生對(duì)如何建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的一般方法有深入理解，通過(guò)實(shí)例理解“J”型種群增長(zhǎng)的原因。

教師出示問(wèn)題：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵等情況下，某種一年生動(dòng)物N有12個(gè)個(gè)體，一年后為24個(gè)個(gè)體。請(qǐng)同學(xué)們思考：這種動(dòng)物第M年時(shí)的數(shù)量是多少？利用實(shí)物展臺(tái)投影小組計(jì)算步驟，師生共同分析，總結(jié)公式。組織全班交流、討論，得出結(jié)論：在營(yíng)養(yǎng)和資源無(wú)限的情況下，種群增長(zhǎng)的曲線近似于字母“J”，所以稱為“J”型曲線。探討延伸：對(duì)于J形曲線，能否用計(jì)算機(jī)操作表示增長(zhǎng)率的變化曲線？小組計(jì)算機(jī)操作探究、處理數(shù)據(jù)，繪制圖像，觀察思考，得出“J”型曲線。利用信息技術(shù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)環(huán)節(jié)3 建構(gòu)種群增長(zhǎng)的S型曲線。提出問(wèn)題：該動(dòng)物以“J”型曲線增長(zhǎng)的過(guò)程中，如果突然出現(xiàn)環(huán)境條件的改變，該動(dòng)物增長(zhǎng)模型將會(huì)怎么變化？學(xué)生利用計(jì)算機(jī)將表格中第8代后的種群數(shù)量數(shù)據(jù)以3072為參照值上下波動(dòng)，觀察曲線走勢(shì)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理（繪制圖像）。小組討論，總結(jié)“S”型曲形成機(jī)制和發(fā)展趨勢(shì)。讓學(xué)生能夠熟練掌握信息技術(shù)操作能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。多媒體展示生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分小組進(jìn)行思考與討論，之后由小組代表發(fā)言，最后教師點(diǎn)評(píng)，總結(jié)“S”型增長(zhǎng)曲線的一般規(guī)律。

教師在班級(jí)建立興趣小組，以新疆南疆的特色動(dòng)物—塔里木兔為研究對(duì)象，開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)地考察等多種方式研究塔里木兔在自然環(huán)境條件下的種群數(shù)量變化規(guī)律。在具體提研究過(guò)程中，教師給學(xué)生適當(dāng)?shù)奶崾荆孩僮匀粭l件不受破的情況下，塔里木兔的種群增長(zhǎng)模型，有無(wú)K值？②冬天到來(lái)，塔里木兔的種群數(shù)量如何變化？③發(fā)生旱災(zāi)后，塔里木兔在一段時(shí)間內(nèi)的種群數(shù)量數(shù)和變化？④旱災(zāi)過(guò)后，生態(tài)環(huán)境恢復(fù)原狀，塔里木兔的種群數(shù)量又如何變化？⑤通過(guò)研究，我們應(yīng)該如何對(duì)待生態(tài)環(huán)境？對(duì)于本研究性學(xué)習(xí)，教師引導(dǎo)學(xué)生定時(shí)收集數(shù)據(jù)，在階段性的研究過(guò)程中匯報(bào)研究成果，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將研究過(guò)程，研究結(jié)果等資料以視頻的形式適當(dāng)?shù)卣宫F(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)生涯和研究過(guò)程中體驗(yàn)生命科學(xué)的樂(lè)趣和其蘊(yùn)含的科學(xué)規(guī)律，寓教于樂(lè)。

教學(xué)環(huán)節(jié)4 通過(guò)實(shí)例展示種群數(shù)量的波動(dòng)和下降。在課堂上，教師通過(guò)信息技術(shù)應(yīng)用播放海豚灣片段選播。引起學(xué)生熱愛(ài)自然資源的情感，懂得保護(hù)地球?qū)θ祟?lèi)生存，符合自然發(fā)展規(guī)律的重要性。最后利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)生查找如何加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的相關(guān)資料，小組交流，回答問(wèn)題：（從種群數(shù)量變化角度分析），有什么樣的重要意義？利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。

（三）教學(xué)反思

本節(jié)課的主體思路是學(xué)會(huì)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，在理解并學(xué)會(huì)如何建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，教師利用細(xì)菌增長(zhǎng)的內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，并借助于高斯的實(shí)驗(yàn)和學(xué)生一起探討種群數(shù)量增長(zhǎng)的幾種變化關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決生物學(xué)問(wèn)題，同時(shí)利用信息技術(shù)演示處理數(shù)據(jù)給學(xué)生在思維上一個(gè)沖擊，拓展了學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)識(shí)到利用現(xiàn)代科技解決問(wèn)題優(yōu)勢(shì)。所以本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)是很好的，符合新課程理念，很有利地利用了信息資源。通過(guò)教師的組織和引導(dǎo)，以問(wèn)題形式一環(huán)套一環(huán)，層層深入，將學(xué)生一步一步地帶入到教學(xué)當(dāng)中，也充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，課堂氣氛也很活躍。講與練相結(jié)合，學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固。采用啟發(fā)式教學(xué)，針對(duì)性比較強(qiáng)。不足之處就是教學(xué)環(huán)節(jié)銜接不夠自然，同時(shí)也反映出學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)過(guò)程中已經(jīng)適應(yīng)和習(xí)慣了傳統(tǒng)的教學(xué)模式即傳授式的教學(xué)模式，對(duì)新的上課模式和學(xué)習(xí)理念需要一段時(shí)間的適應(yīng)和轉(zhuǎn)變觀念的學(xué)習(xí)，學(xué)生缺乏基本的科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)于科學(xué)研究生物問(wèn)題的方法知之甚少，因此在今后的教學(xué)中要注意對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和鍛煉。

五、 現(xiàn)代信息技術(shù)與生物發(fā)展趨勢(shì)

信息技術(shù)教學(xué)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生探求知識(shí)的主動(dòng)性和積極性，大大提高了學(xué)習(xí)興趣，而且利用信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，內(nèi)容具有時(shí)代性，手法具有多樣性，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)接受了大量的信息，增加了教學(xué)容量，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面。使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也發(fā)生了改變，由原來(lái)的“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，由過(guò)去的“被動(dòng)灌輸式”變?yōu)楝F(xiàn)在的“主動(dòng)探究式”，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“興趣學(xué)習(xí)”和“主動(dòng)學(xué)習(xí)”。

在具體的教學(xué)實(shí)踐中可以嘗試?yán)靡恍┸浖?，比如西沃軟件?01PPT或是公眾號(hào)平臺(tái)，上傳教師上課的PPT、教案，微課、視頻動(dòng)畫(huà)以及優(yōu)秀的教學(xué)錄像課，學(xué)生利用課余時(shí)間或是碎片化時(shí)間自主學(xué)習(xí)、鞏固提升、強(qiáng)化訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、自主研究、合作學(xué)習(xí)、提高學(xué)生的自主能動(dòng)性。同時(shí)，教師也可以利用這些軟件或是平臺(tái)與學(xué)生互動(dòng)，將教學(xué)形式多元化，不僅能夠傳道、授業(yè)、解惑，還能與學(xué)生建立良好的師生關(guān)系，共同進(jìn)步和提升。在具體操作中，也可以引導(dǎo)學(xué)生利用校園網(wǎng)建立生物學(xué)學(xué)習(xí)樂(lè)園，老師和學(xué)生隨時(shí)可以瀏覽、利用網(wǎng)站，及時(shí)在網(wǎng)站中發(fā)表一些最新的科學(xué)研究或是源于生活的生物學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生利用各種渠道暢游在生物學(xué)的海洋中。當(dāng)然也可以提建議，同時(shí)也可增設(shè)學(xué)生社區(qū)，讓不同地域的教師之間、學(xué)生之間、師生之間互動(dòng)交流，獲取學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)方法。

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作者簡(jiǎn)介：

康小芳，新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)，溫宿縣第二中學(xué)。