智慧教育視閾下高中生物教學策略探究

余麗思，夏啟中

（黃岡師范學院 生物與農業資源學院，湖北 黃岡）

一 引言

2008 年國際商業機器公司，簡稱IBM， 在《智慧地球: 下一代領導議程》中首次提出“智慧地球”概念，IBM 對“智慧地球”的良好愿景是：借助新一代信息技術（如傳感技術、物聯網技術、移動通信技術、大數據分析、3D 打印等）的強有力支持，使地球上任何物體都實現了被感知化、互聯化和智能化[1]。當“智慧地球”的創新思維沖擊到傳統教育教學領域之際，智慧教育便應運而生，教育信息化得到深入發展。2010年5月，國務院常務會議通過了《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》，其中明確了進一步推進教育信息化進程，建立我國教育管理信息系統的目標理念[2]。教育部在2012年又出臺了《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》，對未來十年教育信息化工作做出了全面設想和布局，為中國教育信息化進一步發展提出了具體行動綱領[2]。在國家政策的有力支持下，基于新一代信息技術的智慧教育在生物教學中的應用，催生了智慧課堂的產生。智慧課堂是利用智能技術打造智慧教學環境，推動學習者發展和生成新的智慧的智能、高效的課堂[3]，同時具有數據采集動態化、師生互動多樣化、資源推送智能化、學習內容可視化等優點，以促進素質教育背景下的學習者綜合素質的發展。

生物學科是一個理論知識較復雜的課程，在教學實踐過程中必須結合實際運用，才能更好地幫助學習者掌握生物專業知識，同時，它也強調了生物學專業知識在生產生活中的運用，也是新課程改革的必然要求。因此傳統的教學方法已經無法滿足教學需求，生物教師應該轉變教學理念，憑借信息技術在智慧課堂上的優勢，創新教學方法，采取有效策略滿足學生適應社會未來發展的需要。

二 高中生物教學策略探究

（一） 智慧課堂的數據采集動態化，促進因材施教的實施

因材施教即根據學習者個體差異，采取不同的施教活動以促使學習者全面而有個性的發展，符合新課程改革的教學理念[4]。在以往的高中生物教學中，教師為了節約時間，大多采用“滿堂灌”的方式教授學生大量的知識，忽視了學生之間的差異。而在高中生物智慧課堂中，信息技術可以智能感知和采集學生在學習過程中所產生的全部動態數據，使課堂上學生整個學習過程及其學習效果所產生的數據實現可視化。教師不再僅僅依靠自己的教學經歷來選擇教學策略，而是依據學生在學習過程中所形成的動態數據，來選定合適的教學內容、教學方法、教學活動以及指導策略，從而鼓勵學生個性化學習，進行因材施教，以便提升教育教學質量。

在探究“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，教師在課前利用智能平臺，發布關于酶的作用的預習資料和關于探究實驗的過程和注意事項。學生完成自主預習后將預習情況發送到平臺，智能平臺對學生的預習情況進行數據采集和分析，從而幫助教師了解學生對酶的作用以及探究實驗知識的掌握情況?；趯W生不同層次的學習水平和認知基礎，在實驗探究中讓學生以異質分組的形式進行合作探究，比如把對酶的知識掌握較好的學生和動手能力較強的學生分在一個組，使小組成員之間可以取長補短、相互促進。結合學生在探究活動中所產生的行為數據，對學生探究活動中出現的情況及時采取措施，如對有疑難問題的同學給予引導和解疑，對那些積極性不高的同學給予鼓勵和表揚，使所用的同學都參與到教學活動中，主動獲取知識。課后，教師根據學生者知識點掌握情況的差異，進行針對性的指導。由于數據貫穿于學生的整個學習過程中，所以動態地采集數據可以達到因材施教的目的。

（二） 智慧課堂的師生互動多樣化，利于啟發式教學的實現

啟發式教學就是學生在教師的啟發和引導下，主動學習，發展思維，提高發現問題、解決問題的能力[5]。傳統的生物教學方式強調了教師的主導地位，使學生處于被動地位，師生之間也只能采用由老師直接向學生詢問答案的單向交流模式進行溝通交流，不利于教師對學生的啟發和引導。通過運用智慧課堂中的智能學習、教學輔助工具為師生提供了多樣化的互動形式。首先，在導入新課時采用情境創設的方式，引起學生的注意，激發學習興趣。其次，在課堂探究活動中，教師利用信息技術平臺進行任務和要求發布、資料分析、提問、搶答、討論、交流、視頻播放等多種形式的互動方式，組織并引導學生開展合作學習，并對學習過程中出現的問題進行啟發和釋疑，促使學生建構知識。最后，學生在智能平臺上展示和分享自己的學習成果，通過智能平臺學生之間進行相互評價或者教師給出及時的評價，引導學生揚長避短，調整方法，積極學習。

在“細胞器之間的分工合作”這一節內容學習中，教師先利用多媒體播放一家工廠各個部門相互協作的工作情境，引導學生聯系生活經驗，激發興趣和好奇心，然后引導學生去探索細胞器之間的分工合作。接著教師在智能平臺上以問題串的形式逐步啟發學生思考問題：一個細胞中有多種細胞器，那細胞器可以用什么方法進行分離呢？各種細胞器的形態又是什么樣的呢？各種細胞器的結構和功能又有哪些特征呢？你能畫出各個細胞器的基本結構圖嗎？教師在智能平臺上提供學習資料，學生學習、交流和討論，并在智能平臺上搶答，教師根據學生的回答給出適當的提示、引導，比如：回答細胞器的分離方法時，教師可以引導學生聯想細胞膜的分離方法并對兩者的分離方法進行比較；回答細胞器的結構和功能有什么特點的問題時，教師可以提示學生回顧蛋白質的結構與功能的知識，這樣不僅有利于學生鞏固知識，還能發展學生的思維。接著由其他學生來進行及時評價或者教師給出評價，最后學生可以在智能平臺上以競賽的形式畫出各種細胞器的結構圖，比較誰畫得更好。通過這種活潑、激烈的互動式教學，激發學生主動地思考，啟發和引導學生積極參與學習，思考問題和解決問題，進而使自己的知識和能力得到進一步發展。

（三） 智慧課堂的資源推送智能化，助力課后知識鞏固

生物教學新內容講解完成后并不代表著整個教學流程的完成，因為生物知識點大多為抽象、繁瑣的理論性知識，若學生在課后不進行知識點鞏固，那么按照心理學家艾賓浩斯曲線，剛學的知識點在幾天后將會變成全新的知識點，不利于提升學習效果。依托現代信息技術的生物智慧課堂將擁有大量的學習資源，涵蓋了電子課件、學習資料、動畫視頻、名師課程等，可以滿足各種學生的學習需求。智能化的資源推送系統可以根據學生的不同學習狀況，為學生有針對性地推送個人學習資料和練習題[6]。學生根據自己的學習進度，進行弱點鞏固，重難點提升，從而實現學習目標。

在“減數分裂和受精作用”這一節內容中，染色體本來就是非常小的結構，而在細胞發生減數分裂時，其中染色體的動態變化過程及數目變化更是抽象，難以理解，想要學生更牢固地掌握這一節內容，需要學生在課后不斷的復習、鞏固加練習。教師可以利用資源智能推送技術，結合對學生學習情況的分析，為學生發送不同的學習資料。對于減數分裂的動態過程理解得還不夠透徹的學生，可以推送一些微課視頻、名師課件等讓學生反復觀摩理解，然后給學生發布一些針對基礎知識較薄弱的較容易的專項練習題，深化對基礎知識的掌握。對于減數分裂過程中染色體的數目變化總是易于混淆的學生，可以推送一些相關的練習題幫助其鞏固重難點知識，這樣有針對性的資源推送可以促進學生更好地學習，掌握知識。

（四） 智慧課堂的學習內容可視化，實現教學的直觀性

生物教學的直觀性就是在教學中充分應用生物體、標本、實驗、影像、大自然環境以及多種多樣的教具， 使學生運用多種感官和已有的經驗，通過各種形式的感知以豐富感性知識，從而促進對有關知識的理解、掌握，并發展其智能[7]。基于可視化技術的智慧課堂，能夠把抽象、微觀的生物知識點直觀化、形象化，還可以給學生帶來圖文并茂或者以視頻的形式呈現的課程內容，從而充分地調動學生的感官認識，激發學生的學習興趣和繼續探索的積極性，提升教學效果。

在“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）”一節中，孟德爾用假說—演繹法提出了著名的孟德爾分離定律，整個推理過程包括了觀察與分析、提出問題、提出假說、演繹推理和實驗檢驗，復雜而抽象，不利于理解，教師可以在智慧課堂中采用可視化技術，實現學習內容的直觀化。首先，教師利用電子白板展示豌豆的不同相對性狀示意圖，引導學生理解形狀、相對形狀的定義，同時在白板上展示高莖豌豆和矮莖豌豆的雜交實驗示意圖，引導學生觀察和分析，并得出子二代中出現3:1的性狀分離比。然后，教師在白板上呈現孟德爾的多對形狀的豌豆雜交實驗結果和數據，教師趁機提出疑問：是何種因素造成遺傳性狀在后代中出現分離呢？學生帶著問題進行試驗，分析孟德爾的假說，并讓學生展開討論和提出自己的看法。最后，教師通過播放孟德爾性狀分離比的模擬實驗視頻，讓學生體驗孟德爾的假說，并分析原因，得出結論。在整個學習的過程中，教師利用智慧課堂上的可視化技術穿插了教學圖文和視頻，便于學生通過自己的感官認識和思維理解，進行有效的知識建構。

在必修一第六章“細胞的生命歷程”中“有絲分裂”教學中，雖然教材上已經繪制出了有絲分裂不同時期的模式圖幫助學生理解，但實際上有絲分裂是一個細胞不斷分裂的動態過程，這些人為劃分的各個靜態的時期只是為了幫助學生更好的記憶，并不能讓學生更深刻地理解有絲分裂的動態過程。教師在智慧課堂教學上可以利用可視化技術，以模擬動畫的方式逐步展示有絲分裂各個時期的動態過程，讓學生調動自己的感官認真觀察有絲分裂各時期的特征，加深記憶和理解。最后教師采用3D動畫整體演示有絲分裂的過程，將整個動態過程有序地連接在一起，讓學生形成一個完整的記憶，這樣就加深了學生對知識的理解。

三 結語

總之，科技的迅猛發展不僅給人類的日常生活提供了巨大的方便，而且使教育產生了巨大的變革。依托于信息技術的高中生物智慧課堂，給實施教育的生物教師提供了更多的資源和方法，推動了學生生物學核心素養的全面發展。在未來的生物課堂教學中，高中生物教師一定要樹立正確的教學理念，緊隨時代的發展趨勢，主動掌握最新的生物專業知識和技能，學習運用現代信息技術，構建現代化高中生物智慧課堂，革新教學模式，提升教學質量。