中學生物園信息化建設的有效途徑

鄭曙爍

中學生物園為生物學教學提供教學素材，是中學生物學重要的課程資源，在生物學實踐活動和探究活動中扮演著重要的角色，是生物學實踐教學的重要園地。然而，傳統的記錄、儲存和介紹手段在很大程度上降低了生物園的功能性和有效性。如用傳統的記錄本可能導致中學生物園中生物信息記錄不完整、不及時。紙質記錄的生物信息隨著積累量的增加使管理日益繁瑣，且效率低下。生物園中生物知識介紹牌存在拓展性不強，容量相對較少等問題。隨著信息技術的突飛猛進，生物園信息化將提高生物園生物信息資料持續高效的使用，提升其在教學中的作用，延伸課堂空間，助力學生對于生物學學習興趣的培養。

一、生物信息二維碼化

生物名牌是生物園中生物知識的介紹牌，是生物園科普的核心，也是學生獲取生物信息最直接的途徑。目前，生物園中對于生物的記錄多以不銹鋼、木質、過塑紙板等材質制成介紹牌，簡單羅列生物的中文名稱、學名、科屬、產地、習性和用途等基本信息。然而，介紹牌面積有限，必然造成介紹內容受限，無法詳細地全面展示生物完整相關的生物學信息，如生物不同生長期的圖片、各個階段的生理特征、日常的栽培和管理的注意事項等。這一局限性，也進一步限制了學生在生物園自主學習和研究過程中對于生物生長過程和特性的系統了解，無法“一站式”獲取某個或某些生物較為完整的相關信息，難以及時從廣度和深度去拓展生物知識。

如果要讓學生在生物園的自主學習過程中獲取某生物更多的資料信息，實現“一站式”信息獲取和學習就需要在有效的版面里集成更多的信息，突破空間對知識內容的限制。因此可以利用信息技術中的二維碼技術，為生物園中的每種生物制作一個數字化的生物圖鑒資料庫，生成生物信息二維碼化，甚至可以通過二維碼進行鏈接視頻，掃描二維碼就可以觀看到生物各時期的記錄視頻，從而突破時間和空間對知識容量的限制，對學生自主學習和知識拓展起輔助作用。例如，利用WPS等軟件為生物園中的龍船花制作的生物信息（龍船花Ixora chinensis，茜草科龍船花屬常綠灌木，高0.5～2米。葉對生，有時由于節間距離極短幾成4枚輪生，披針形或長圓狀披針形，長5～15 cm，寬2～4 cm。聚傘花序頂生，具多數花；花高腳碟狀，橙紅色，盛開時長2～3 cm。核果近球形，雙生，中間有1溝，成熟時紅黑色。花期：5～9月；果期：秋季。原產于中國、絢旬和馬來西亞。中國主要分布于廣東、香港、廣西和福建。越南、菲律賓、馬來西亞、印度尼西亞等熱帶地區也有分布。中國華南地區廣為栽培。喜溫暖濕潤氣候。喜光，耐蔭蔽；耐高溫，不耐寒；耐干旱。耐瘠薄。栽培以富含腐殖質、疏松和排水良好的沙質壤土為佳。四季常綠，盛花期花團錦簇，色彩艷麗，嬌艷奪目，是重要的園林花灌木。道路、公園、庭院綠化均適宜，片植、孤植、叢植或布置花壇。）制作該植物的信息二維碼（圖1），并通過二維碼鏈接龍船花相關的生物視頻。學生只要通過掃描該二維碼，就可以立刻獲取關于龍船花的大量信息和視頻，實現即時學習和知識拓展。通過對生物信息的二維碼化，幫助學生全面拓展生物的相關內容。

通過這一方式，任何一位在生物園中自主學習的學生，在需要進一步了解該生物資料的情況下，只需掃描該生物的二維碼即可獲取更多的相關信息。而這一方式，也可實現學習者與該生物在一定程度上的交互性。二維碼在某種意義上成為生物的“個人簡歷”，整個生物園即一個生動的生物資料庫，亦是鮮活的生物圖書館，更大程度地激發了學生在生物園中自主學習的興趣，擴大了其學習容量。

在生物信息二維碼制作上，教師可以指導學生組建生物興趣小組，以項目分派的方式，引導學生通過合作學習的方式參與生物園各種生物二維碼的制作活動，讓學生承擔生物資料收集的任務，自主參與學校生物園生物特定資料庫的建設。在活動的參與過程中，學生學習的主體性得到凸顯，其學習的主觀能動性得到充分的發揮。參與生物園生物資料信息化的建設過程中，既鍛煉了他們合作學習的能力，又拓展了他們的知識面，有助于學生生物核心素養的提升。

二、資料庫數字化

生物園資料存儲傳統方式是單一的紙質記錄，這樣容易造成資料的管理困難，查閱煩瑣，甚至容易出現資料遺失。可以通過信息技術的參與，逐步將生物園中所積累的相關生物資料數字化，并通過對相關生物進行資料的補充、數據的添加、情況跟蹤的記錄等方式豐富生物園的數字資源，擴充容量。數字化內容可以包括種類的基本信息：植物種類的中英文名、來源、分布、用途、坐落地理位置等方面的信息記載，使每一個種植于生物園中的植物種類有“身份證”（表1）。甚至是包含該植物基本信息：植物的樹體到根、莖、葉、芽、花、果、種子等形態類及其解剖學特征的描述及各器官照片。按植物不同種類及生活類型及特殊資源類型增添其它信息，并附有各個時期的照片，甚至是相關生長、發育、繁殖的視頻，植物栽培方法等。同樣動物可以按照其分類、形態特點、生活習性等添加相關信息，包括生長發育繁殖等方面的內容。相關記錄表格如下：

教師引導學生對生物園中的某種植物，如開花量、花的類型、顏色、葉色、葉形的變化、果實大小、結果數等進行長期的觀察記錄，將記錄的數據數字化保存起來。每一屆學生都能對同棵植物進行相同項目的觀察研究，記錄該生物生長過程中不同時期的數據和不同時期的影像，讓生物園中的每種生物有了屬于自己特有的數字化資源庫，從而實現跨越時間長度的持續性學習。教師可以指導學生制定一個或是若干個研究性學習的主題，如繁殖方法、適宜繁殖材料類型、繁殖時間、成活率、光照條件等，并把研究的結論保存起來，為后來者提供寶貴的研究資料。

通過對生物園資料的數字化管理，解決了資料的管理、查閱、保存等問題，實現了知識和學習態度的薪火相傳，讓生物園成為一個充滿創造力的地方，也體現出了學生自主學習、探究的過程。

三、生物園網絡化

將生物園做成網站或做成網絡的虛擬生物園，網上的生物園是現實中生物園的映射，現實生物園中的有些生物在網上的生物園也有相關的資料信息。當學生需要相關的生物資料時，可以直接從網上生物園獲取該植物的相關資料和數據；或是需要從生物園中獲取某種生物材料的時候，可以直接從網上生物園首先了解這種材料需要從哪種生物身上獲取，需要在生物園中的哪個區域獲取；或是需要在哪個時間段去獲取，甚至在該季節無法獲取該材料時候，能夠從相對的資料庫里面得到相關的資料，從而突破時間和空間的限制，極大地開發了生物園的教學功能。例如：教師想組織學生開展觀察田螺的活動，可以讓學生先在學校的網上生物園搜索田螺的相關資料（形態特點：外形外殼是鈣質的，較薄，螺旋形，右旋。殼外表呈黃綠色到黃褐色，顏色因環境和水質而有差異，內面灰白色，殼頂略尖，殼底膨大，殼口卵圓形，其邊緣完整，有角質。生活習性：田螺主要攝食器官為齒舌，用于刮取水底和附生的食物。田螺食性雜，在自然環境中，主要吃水生植物的嫩莖葉、藻類、細菌和有機碎屑等，也濾食浮游生物，并且喜歡夜間活動和攝食。）在生物園的分布位置，開始觀察活動時間，學生就可以在相應的區域內尋找田螺，并觀察田螺的螺旋形貝殼形態、用腹足爬行方式和挖掘洞穴生活習性。嘗試用工具觸碰田螺頭部，觀察腹足收縮情況，跟網上生物園提供的田螺資料相互驗證，達到實踐觀察和課本知識相結合的效果，進而理解掌握軟體動物“大多具有貝殼，運動器官是足”的主要特征。

制作生物園公眾號，將生物園的各種動態，如某棵植物最近的生長情況、最新的課外探究活動、某個小組研究性學習的成果等及時發布在公眾號上，讓所有在生物園上課或活動的教師和學生能夠及時了解生物園的動態情況，甚至能讓已經畢業的學生了解到他們以前種植或觀察過的生物近況。讓生物園不單單只是教學基地，更是師生們記憶和情感的紐帶。

以上是高中生物園信息化有效途徑的初步探索，通過數字化植物園的建設，延伸了課堂空間，為學生提供了更加廣闊的知識信息庫，提升了生物園在教學中作用。

【本文系廣東省教育科研“十三五”規劃2017年度研究教育科研一般項目課題名稱《中學生物園設計的研究與實踐》（課題編號NO.2017YQJK007）】