信息化教學(xué)在高中生物課堂中的應(yīng)用

楊麗玉

摘 要：生物學(xué)是高中階段一門較為重要的學(xué)科，其中包含很多抽象難懂的知識(shí)，因此，在高中生物課堂教學(xué)中可以利用多種現(xiàn)代化信息技術(shù)對(duì)高中生進(jìn)行教學(xué)，在啟發(fā)學(xué)生對(duì)生物的學(xué)習(xí)欲望、提高其對(duì)學(xué)習(xí)生物的探索能力的同時(shí)，做到高效率完成教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：信息化教學(xué);高中生物課堂;課堂應(yīng)用

隨著科技的不斷進(jìn)步、社會(huì)的日益發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)對(duì)人才的需求標(biāo)準(zhǔn)不斷地提升。設(shè)想如果僅依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式來(lái)培養(yǎng)高中階段的學(xué)生，那么這批學(xué)生將無(wú)法滿足現(xiàn)如今的社會(huì)需求，因此需要教師對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行一定的改革和創(chuàng)新。在此背景下，不斷發(fā)展的現(xiàn)代信息技術(shù)為傳統(tǒng)教學(xué)模式的創(chuàng)新提供了一些思路。當(dāng)今社會(huì)，“信息化”已然成為社會(huì)進(jìn)步、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的代名詞，其中，教育信息化更是高中教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)和重要環(huán)節(jié)。所謂教育信息化，簡(jiǎn)而言之，就是在日常的教學(xué)進(jìn)程中，教師采用新型的信息技術(shù)手段如視頻游戲、剪輯動(dòng)畫(huà)等，來(lái)達(dá)到豐富教學(xué)內(nèi)容、引起學(xué)生興趣的目的。將信息化的教學(xué)手段應(yīng)用在當(dāng)前的高中生物教學(xué)中具有不可小覷的作用和意義，一方面可以提高學(xué)生對(duì)生物學(xué)習(xí)的求知欲，另一方面可在提高生物課堂教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，使得課堂效率達(dá)到最大化[1]。因此，信息化教學(xué)方式在高中生物課堂教學(xué)中應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、高中生物課堂教學(xué)的現(xiàn)有問(wèn)題

（一）教學(xué)理念落后

傳統(tǒng)的應(yīng)試思維，導(dǎo)致教師將提高學(xué)生成績(jī)作為追求的最高教學(xué)目標(biāo)，卻忽視了高中生本身的身心發(fā)展規(guī)律。一味地灌輸知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)生物學(xué)科逐漸喪失興趣，被動(dòng)地學(xué)習(xí)，這樣的教學(xué)模式必將違背教師育人的初心，也會(huì)阻礙學(xué)生的全面發(fā)展。

（二）教學(xué)內(nèi)容枯燥

單純的板書(shū)或者枯燥乏味的PPT式教學(xué)已經(jīng)讓學(xué)生疲憊不堪，其不僅無(wú)法活躍課堂氛圍，也無(wú)法激起學(xué)生的求知欲。當(dāng)前，教師為了方便，往往會(huì)直接利用網(wǎng)絡(luò)素材進(jìn)行PPT制作，甚至直接利用下載的PPT對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，缺乏自己的思考，被PPT“牽”著走，在這種情況下，學(xué)生不再積極主動(dòng)思考，而是“被掌握”“被記憶”，這樣一來(lái)，學(xué)生注意力難以集中，即使記下了知識(shí)點(diǎn)，由于沒(méi)有很好地理解，也會(huì)遺忘得很快，造成學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。

（三）以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)無(wú)法體現(xiàn)

教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中往往會(huì)受前期教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的影響，非常容易忽視學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，特別是遇到抽象的問(wèn)題時(shí)，由于難度大，學(xué)生理解起來(lái)較為困難，如果僅靠單一的圖片或動(dòng)畫(huà)，亦無(wú)法激發(fā)學(xué)生的興趣。此時(shí)，需要教師考慮教學(xué)內(nèi)容的連貫性和邏輯性，穿插不同的信息化技術(shù)手段，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，引起學(xué)生重視。

二、信息化教學(xué)在高中生物課堂中的應(yīng)用——以“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成（第一課時(shí)）”為例

（一）“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”一節(jié)的教材分析

此節(jié)是2019年人教版必修2第4章第1節(jié)的內(nèi)容，主要講述基因的重要功能——遺傳信息的表達(dá)。整節(jié)內(nèi)容以DNA分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制作為基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)搭建蛋白質(zhì)的合成框架。需要說(shuō)明的是，該內(nèi)容不僅是遺傳和變異的核心知識(shí)點(diǎn)，也是聯(lián)系整個(gè)教材知識(shí)的樞紐。基因控制蛋白質(zhì)的合成過(guò)程及原理是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，因?yàn)樵摬糠謨?nèi)容既聯(lián)系了DNA復(fù)制，又與后面基因突變相關(guān)。另外，部分內(nèi)容涉及了較為抽象的原理及過(guò)程，所以在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中需謹(jǐn)慎處理。基于此，可以設(shè)定以下教學(xué)目標(biāo)：理論方面，教師引導(dǎo)學(xué)生掌握“基因”和“遺傳信息”兩者的關(guān)系，從而讓學(xué)生深入理解“遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯”過(guò)程;指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)現(xiàn)代化信息技術(shù)的體驗(yàn)，在頭腦中建立整個(gè)動(dòng)態(tài)變化的模型;通過(guò)感受遺傳信息表達(dá)過(guò)程，認(rèn)同生命現(xiàn)象的科學(xué)存在，形成科學(xué)的價(jià)值觀[2]。

（二）學(xué)情分析

在本節(jié)課學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已經(jīng)在上一章的學(xué)習(xí)中了解到DNA的分子結(jié)構(gòu)和其復(fù)制過(guò)程，以及基因的本質(zhì)——“通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”等知識(shí)，有了這些基礎(chǔ)，學(xué)生就可以對(duì)DNA和RNA初步比較。本章整個(gè)章節(jié)旨在探索基因是如何表達(dá)為形狀的，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能理解一些微觀的生命歷程。本節(jié)課的授課對(duì)象為高一學(xué)生，他們具有一定的知識(shí)水平，但思維邏輯能力仍有待開(kāi)發(fā)，特別是針對(duì)抽象的概念、微觀的生命現(xiàn)象等，因此，在教師教學(xué)中，可借助大量的信息化教學(xué)手段如動(dòng)畫(huà)、影音等幫助學(xué)生理解，加深印象，同時(shí)對(duì)思維的訓(xùn)練起到一定作用。

三、信息化手段在“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”中具體的應(yīng)用

（一）播放影片，激發(fā)興趣，故事化情境導(dǎo)入

教學(xué)伊始，播放《侏羅紀(jì)公園》片段，教師創(chuàng)設(shè)情境故事：假設(shè)你和你的弟弟妹妹一起重溫了這部電影，看完后弟弟妹妹問(wèn)你：“在我們現(xiàn)在所生活的社會(huì)，能不能像電影里面描述的那樣，利用恐龍的DNA來(lái)使恐龍復(fù)活呢？會(huì)遇到什么問(wèn)題？”

設(shè)計(jì)意圖：在導(dǎo)入環(huán)節(jié)通過(guò)設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生在日常生活中可能遇到的情境，借此情境引發(fā)學(xué)生的興趣，從而提高了學(xué)生參與課堂的主動(dòng)性和積極性。學(xué)生展開(kāi)想象，積極思考，踴躍回答。

引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)基因與蛋白質(zhì)的合成，以及性狀這三者之間的聯(lián)系。教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶以下關(guān)鍵詞：1.是生命活動(dòng)的承擔(dān)者（蛋白質(zhì)）。2.它的形成離不開(kāi)蛋白質(zhì)的作用（性狀）。3.基因控制生物體的性狀，從而得出結(jié)論基因通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制性狀。

接著，教師通過(guò)設(shè)置問(wèn)題關(guān)卡的形式激發(fā)學(xué)生思考以下問(wèn)題：“第一關(guān)：我們所謂的基因是什么？它主要是位于哪里？蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所在哪里？第二關(guān)：基因如何指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)合成？第三關(guān)：基因中堿基序列代表著遺傳信息，那么一個(gè)基因的堿基序列是如何翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列的呢？”通過(guò)提出這一系列的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考整個(gè)“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”過(guò)程亟須跨越的兩大障礙：1.“距離障礙”，即遺傳信息如何跨越核膜到細(xì)胞質(zhì);2.“語(yǔ)言障礙”，即堿基序列如何被翻譯為氨基酸序列，進(jìn)而引出接下來(lái)所要探究的內(nèi)容。

本節(jié)課以解決第一個(gè)障礙為主。針對(duì)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過(guò)程的“距離障礙”，教師可鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出自己的猜想并進(jìn)行論證式探究。學(xué)生可能提出以下猜想：1.基因能否穿過(guò)核膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中去指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成？2.核糖體能否進(jìn)入細(xì)胞核中，然后再合成蛋白質(zhì)？基于以上猜想，教師可利用PPT投影展示有利的證據(jù)來(lái)幫助學(xué)生完成探究過(guò)程。資料一：研究表明核糖體一般呈圓形顆粒，約29nm;核膜上有核孔復(fù)合體，具有選擇透過(guò)性，其有效直徑是9—10nm，僅允許通過(guò)一些離子和小分子，但DNA無(wú)法通過(guò)。教師順勢(shì)提出問(wèn)題：既然基因無(wú)法出細(xì)胞核，核糖體又無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞核，那會(huì)不會(huì)存在某種物質(zhì)可以游走在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間，充當(dāng)信使，從而幫助完成整個(gè)過(guò)程？教師在拋出新問(wèn)題后，學(xué)生繼續(xù)思考并進(jìn)行討論。教師給出指導(dǎo)，基因作為有遺傳效應(yīng)的DNA片段，上面攜帶了特定的堿基序列作為遺傳信息，那還有沒(méi)有什么物質(zhì)上面也是堿基序列呢？

隨后，提供資料二：圖片展示科學(xué)家布拉舍利用洋蔥根尖細(xì)胞和變形蟲(chóng)為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)：RNA與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。教師進(jìn)一步提供材料，給出資料三：通過(guò)插入“流程圖”式的動(dòng)畫(huà)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生回顧科學(xué)家拉斯特的變形蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。通過(guò)以上材料，學(xué)生初步得出結(jié)論：RNA充當(dāng)了DNA和蛋白質(zhì)之間的信使，將遺傳信息從細(xì)胞核傳遞到細(xì)胞質(zhì)，這也就解決了最初的“距離問(wèn)題”。為什么RNA適用于做DNA的信使呢？總結(jié)知識(shí)點(diǎn)：1.RNA為單鏈，比DNA短，能通過(guò)核孔從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中;2.RNA也是由核苷酸連接而成，也能儲(chǔ)存遺傳信息;3.RNA與DNA均遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，DNA上的遺傳信息可以傳遞到RNA上。

設(shè)計(jì)意圖：以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式帶動(dòng)學(xué)生思考，通過(guò)給出一系列的材料信息，帶領(lǐng)學(xué)生分析問(wèn)題，提高學(xué)生的探究能力和深度思維能力。

（二）播放剪輯的視頻動(dòng)畫(huà)，化抽象為形象

解決完“距離問(wèn)題”后，教師提問(wèn)：基因上的遺傳信息是怎樣傳給RNA的呢？通過(guò)播放剪輯后的動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生在動(dòng)畫(huà)中獲取信息。需要說(shuō)明的是，該視頻動(dòng)畫(huà)是通過(guò)將原版英文視頻動(dòng)畫(huà)進(jìn)行剪輯，再插入教師自己的聲音進(jìn)行解說(shuō)，使得學(xué)生在觀看過(guò)程中沒(méi)有距離感，更加親切。學(xué)生在觀看完畢后，教師提問(wèn)：1.RNA合成的場(chǎng)所、模板、原料和酶分別是什么？2.轉(zhuǎn)錄出的RNA堿基序列與DNA兩條單鏈的堿基序列各有什么相同或不同？

學(xué)生嘗試總結(jié)出這一過(guò)程所需的原料、模板、能量和酶等條件，進(jìn)而用自己的話語(yǔ)概括出這一過(guò)程，最后在教師的引導(dǎo)下，提煉出“轉(zhuǎn)錄”這一專有名詞：轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶的作用，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程。由于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備量有限，由教師介紹轉(zhuǎn)錄出的RNA有三類：作為遺傳信息傳遞的媒介的信使RNA（mRNA）、作為轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）和參與核糖體的形成的核糖體RNA（rRNA）。

設(shè)計(jì)意圖：教師利用插入了自己聲音的視頻，讓學(xué)生打破陌生感的同時(shí)，對(duì)“轉(zhuǎn)錄”這個(gè)抽象的過(guò)程有了一個(gè)更加形象直觀的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)觀看視頻，提升學(xué)生對(duì)信息的獲取能力，同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，提高學(xué)生的歸納概括的能力。

（三）利用程序化材料，變煩瑣為簡(jiǎn)單

利用教學(xué)軟件，設(shè)計(jì)符合學(xué)生心理特征及思維能力的程序，讓學(xué)生以提供的堿基序列為模板，拖動(dòng)“游離的核糖核苷酸”來(lái)“人工合成”一段RNA，達(dá)到進(jìn)一步深化基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過(guò)程的目的。設(shè)計(jì)意圖：在前期視頻的基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生親身實(shí)踐，“手動(dòng)合成”一段RNA序列，幫助學(xué)生深入理解知識(shí)，提高課堂效率。

（四）多方位評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

此環(huán)節(jié)的目的是通過(guò)多方位的評(píng)價(jià)，了解學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的掌握和理解情況并加以說(shuō)明，為下一步的教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”提供方向。在此過(guò)程中，教師要求學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)進(jìn)行總結(jié)回顧并與之前所學(xué)進(jìn)行比較，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解掌握。

教師利用教學(xué)軟件，隨機(jī)抽取2個(gè)學(xué)生的填寫(xiě)結(jié)果進(jìn)行展示。在學(xué)生自評(píng)和互評(píng)的過(guò)程中，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)整個(gè)過(guò)程的把握，以及一些細(xì)節(jié)性問(wèn)題進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以達(dá)到課堂效率的最大化。

另外，教師也可布置任務(wù)：假設(shè)一條單鏈DNA的堿基序列為5-AAGCTTACTCCGA-3，請(qǐng)寫(xiě)出與它互補(bǔ)的另一條單鏈的堿基序列，并寫(xiě)出以它作為模板轉(zhuǎn)錄出mRNA的堿基序列。通過(guò)此任務(wù)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，并深入理解RNA的堿基序列和DNA的兩條鏈的序列有什么關(guān)系。

設(shè)計(jì)意圖：充分利用信息化教學(xué)資源，設(shè)計(jì)多種學(xué)生活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生的思維能力。

（五）情境貫穿，鍛煉學(xué)生思維

通過(guò)以上學(xué)習(xí)，教師進(jìn)行最后總結(jié)，并順勢(shì)發(fā)問(wèn)：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在你能回答你弟弟妹妹們的問(wèn)題了嗎？

學(xué)生踴躍發(fā)言，促進(jìn)其養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S習(xí)慣。

設(shè)計(jì)意圖：教學(xué)情境的貫穿，讓學(xué)生重新回答課堂前的問(wèn)題，再度思考，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與運(yùn)用。

（六）教學(xué)反思

整個(gè)教學(xué)過(guò)程以情境故事為餌，貫穿始終，同時(shí)通過(guò)各種現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段，使學(xué)習(xí)過(guò)程變得輕松，也使課堂氣氛變得活躍，學(xué)生收獲到不一樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和良好的學(xué)習(xí)效果[3]。具體而言，教師通過(guò)一系列問(wèn)題，讓學(xué)生自己提出猜想、得出結(jié)論并嘗試自己概括出“轉(zhuǎn)錄”的初步概念和過(guò)程;隨后通過(guò)多種信息化手段，將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，化抽象為形象，變煩瑣為簡(jiǎn)單，讓學(xué)生進(jìn)一步理解掌握該部分內(nèi)容;通過(guò)信息化手段，利用學(xué)生的自評(píng)和互評(píng)將課堂氛圍再次推向高潮，讓學(xué)生在整個(gè)輕松愉悅環(huán)境下真正地“樂(lè)學(xué)”。但是，教學(xué)過(guò)程也暴露了一些不足，例如，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，由于時(shí)間關(guān)系導(dǎo)致想象探究未盡興便草草結(jié)束。另外，由于學(xué)生較為活躍，容易沉浸在相關(guān)環(huán)節(jié)的信息技術(shù)素材中，導(dǎo)致忽略重要的知識(shí)點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，本次課程將信息化教學(xué)的方式應(yīng)用在高中生物課堂教學(xué)中具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

結(jié)束語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，身處一線的教師開(kāi)始意識(shí)到信息技術(shù)的實(shí)用性和重要性，逐漸將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，以期課堂效率達(dá)到最大化。利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)可以優(yōu)化教師對(duì)教學(xué)情境的塑造，改善以往沉悶的課堂學(xué)習(xí)氛圍。除此之外，信息化的課堂可以讓學(xué)生在教師設(shè)定好的情境中學(xué)習(xí)生物知識(shí)，這不僅可以有效降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，還可以對(duì)學(xué)生的自主探究能力和思維能力起到一定的作用[4]。在實(shí)際課堂教學(xué)中，合理地運(yùn)用相關(guān)信息技術(shù)手段，不僅有利于學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的鞏固，也有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。盡管如此，教師應(yīng)注意規(guī)避信息化教學(xué)存在的一些弊端，只有這樣才能使信息化教學(xué)的積極作用充分發(fā)揮出來(lái)，最大限度地提高高中生物課堂教學(xué)的有效性，以期更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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