信息技術(shù)促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的初中生物教學(xué)設(shè)計(jì)淺析——以《節(jié)肢動(dòng)物》為例

何夏森

信息技術(shù)促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的初中生物教學(xué)設(shè)計(jì)淺析——以《節(jié)肢動(dòng)物》為例

何夏森

（泉州第五中學(xué)，福建泉州362000）

本文基于以福建教育資源平臺(tái)為支撐的“天喻教育智慧課堂”系列軟件，整合電子白板、移動(dòng)講臺(tái)、學(xué)生平板等智能設(shè)備，通過北師大版八年級(jí)生物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐，探討運(yùn)用信息技術(shù)互動(dòng)模式促進(jìn)學(xué)生在初中生物課堂中深度學(xué)習(xí)的有效做法。

信息技術(shù)；深度學(xué)習(xí)；初中生物

《初中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》明確提出“提高每個(gè)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”的課程基本理念，這要求教師借助一定的信息技術(shù)手段，設(shè)計(jì)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

本研究出現(xiàn)的深度學(xué)習(xí)是指教育領(lǐng)域中的深度學(xué)習(xí)。在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。在這個(gè)過程中，學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識(shí)，理解學(xué)習(xí)的過程，把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、形成積極的情感、態(tài)度、正確的價(jià)值觀，成為既具獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性又有合作精神、基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者。

本研究借助我國學(xué)者吳秀娟等人構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)一般過程模型（如圖1），基于以福建教育資源平臺(tái)為支撐的“天喻教育智慧課堂”系列軟件，整合電子白板、移動(dòng)講臺(tái)、學(xué)生平板等設(shè)備，通過教學(xué)實(shí)踐探討信息技術(shù)促進(jìn)初中生物課堂深度學(xué)習(xí)的有效做法。

圖1　深度學(xué)習(xí)一般過程模型

一、例析初中生物深度學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)——《節(jié)肢動(dòng)物》

本課內(nèi)容是北師大版《生物學(xué)》八年級(jí)下冊(cè)第二十二章第4節(jié)第3課時(shí)。本設(shè)計(jì)注重讓學(xué)生通過多手段的觀察、對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生將觀察到的形態(tài)結(jié)構(gòu)列表比較，既求異更求同，歸納節(jié)肢動(dòng)物和昆蟲的主要特征，并嘗試將動(dòng)物進(jìn)行歸類，側(cè)重促進(jìn)學(xué)生通過深度學(xué)習(xí)提升認(rèn)識(shí)、思維水平，并達(dá)成多維的教學(xué)目標(biāo)。

知識(shí)與技能方面，學(xué)生要達(dá)成能夠概述節(jié)肢動(dòng)物和昆蟲的主要特征，識(shí)別節(jié)肢動(dòng)物和昆蟲，舉例說明節(jié)肢動(dòng)物與人類的關(guān)系。過程與方法方面，學(xué)生通過對(duì)比不同類群的動(dòng)物，區(qū)分它們的異同，思考這些結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，學(xué)習(xí)歸納總結(jié)的方法，達(dá)到提升科學(xué)思維的目標(biāo)。參與“觀察動(dòng)物模型”和“將動(dòng)物進(jìn)行分類”等學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生可以增強(qiáng)觀察能力、分析問題能力、語言表達(dá)能力等。情感態(tài)度與價(jià)值觀方面，學(xué)生應(yīng)體會(huì)動(dòng)物的多樣性，認(rèn)識(shí)到不同類群的生物與人類的關(guān)系，強(qiáng)化熱愛動(dòng)物、保護(hù)動(dòng)物的情感。

本設(shè)計(jì)利用模型、圖片、視頻等素材，通過教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生不斷受到啟發(fā)，通過推理、分析，歸納出動(dòng)物的共同特征，降低學(xué)生的理解難度，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，使學(xué)生積極參與到教學(xué)活動(dòng)中去。

（一）預(yù)備與激活原有知識(shí)

課前先讓學(xué)生票選“蝗蟲、蜻蜓、螃蟹、蜘蛛、蜈蚣”五種動(dòng)物中的昆蟲。課堂上教師開篇通過PPT展示票選結(jié)果，學(xué)生對(duì)票選結(jié)果抱有濃厚的興趣。創(chuàng)設(shè)由學(xué)生親身參與的情境引入新課，可激發(fā)出學(xué)生原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，便于在后續(xù)學(xué)習(xí)活動(dòng)中通過觀察和思考構(gòu)建新概念，為深度學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（二）獲取知識(shí)

學(xué)生獲取知識(shí)的過程需要經(jīng)歷選擇性知覺、知識(shí)分解、具體分析三個(gè)步驟。了解學(xué)生原有的認(rèn)知水平和激活原有知識(shí)，為接受和加工信息奠定了基礎(chǔ)。隨后，教師圍繞教學(xué)目標(biāo)向?qū)W生呈現(xiàn)大量的事實(shí)證據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上獲取新知識(shí)，再將這些新舊知識(shí)信息整合納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

1.認(rèn)知昆蟲的主要特征

教師事先準(zhǔn)備可拼裝的蝗蟲塑料模型和學(xué)生平板上的蝗蟲結(jié)構(gòu)標(biāo)簽題。學(xué)生打開裝有蝗蟲模型零件的1號(hào)袋，先觀察蝗蟲模型各部分的主要結(jié)構(gòu)，再參照?qǐng)D片動(dòng)手拼裝模型，之后在平板上完成蝗蟲主要結(jié)構(gòu)的標(biāo)簽題。每位學(xué)生完成標(biāo)簽題后提交，都可以立即查看正誤。請(qǐng)個(gè)別學(xué)生依照標(biāo)簽題的結(jié)果，說出蝗蟲各部分各有什么結(jié)構(gòu)，總結(jié)蝗蟲的主要特征。學(xué)生接著打開裝有蜻蜓模型的2號(hào)袋，觀察蜻蜓模型，說出與蝗蟲的共同點(diǎn)。學(xué)生可觀察到蜻蜓模型多方面的特征，此時(shí)他們需要進(jìn)行選擇性處理，再對(duì)照蝗蟲的主要特征，得出兩者的共同特征。教師及時(shí)通過問題引導(dǎo)，學(xué)生便不難歸納出“昆蟲具有頭、胸、腹三部分，胸部有三對(duì)足，多有兩對(duì)翅”的主要特征。

學(xué)生繼續(xù)觀看蝗蟲在田野、沙漠等相對(duì)干燥的環(huán)境中取食、跳躍、飛行等活動(dòng)的視頻，思考昆蟲身體和附肢分節(jié)的作用。教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生從蝗蟲活動(dòng)的靈活性、靈敏度、活動(dòng)范圍等角度思考，學(xué)生很快就能發(fā)現(xiàn)分節(jié)的身體和附肢使昆蟲能適應(yīng)在廣闊的干燥陸地上生活。

2.認(rèn)知節(jié)肢動(dòng)物的主要特征

教師事先準(zhǔn)備好課前票選的五種動(dòng)物中余下三種的模型。學(xué)生打開裝有螃蟹、蜘蛛、蜈蚣的3號(hào)袋，一起觀察比較五種動(dòng)物模型，將“身體是否分節(jié)、有幾對(duì)足、足是否分節(jié)、有無觸角、有無翅、是否有外骨骼”等特征填寫在紙質(zhì)表格中，找出異同點(diǎn)。通過教師引導(dǎo)，學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)，蝗蟲和蜻蜓在這六個(gè)方面的特征都相同，同屬于昆蟲；螃蟹、蜘蛛、蜈蚣不符合剛才總結(jié)出的昆蟲的主要特征，因此不屬于昆蟲，但它們和昆蟲仍存在“身體分節(jié)、足分節(jié)、有外骨骼”等共同特征，因此這五種動(dòng)物都屬于節(jié)肢動(dòng)物。對(duì)照比較表的記錄，學(xué)生便能總結(jié)出節(jié)肢動(dòng)物的主要特征為“身體和附肢均分節(jié)，體表被有堅(jiān)韌的外骨骼”。至此，學(xué)生已經(jīng)通過獲取新知識(shí)，找到課前票選活動(dòng)的正確答案，實(shí)現(xiàn)將新舊知識(shí)信息整合納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

（三）深度加工知識(shí)

經(jīng)過上述過程，一般意義的學(xué)習(xí)已經(jīng)發(fā)生，但容易停留在淺層學(xué)習(xí)的階段。深度學(xué)習(xí)是復(fù)雜的信息處理過程，學(xué)生要對(duì)已激活的原有知識(shí)和剛獲取的新知識(shí)進(jìn)行精細(xì)、有效地處理，就需要經(jīng)歷構(gòu)建關(guān)聯(lián)、知識(shí)整合、批判性分析三個(gè)步驟。

圖2

1.將五種節(jié)肢動(dòng)物歸類

教師事先設(shè)計(jì)好將五種節(jié)肢動(dòng)物歸類的平板標(biāo)簽題（如圖2），發(fā)送給學(xué)生的平板。學(xué)生在已經(jīng)明確五種動(dòng)物都屬于節(jié)肢動(dòng)物，且只有蝗蟲、蜻蜓屬于昆蟲的基礎(chǔ)上，依據(jù)動(dòng)物的名稱、特征和題目的圖形設(shè)計(jì)等已知信息，很快能做出準(zhǔn)確的判斷。至此，學(xué)生已經(jīng)構(gòu)建出節(jié)肢動(dòng)物門的主要分類，得出五種動(dòng)物之間的關(guān)聯(lián)。知識(shí)不再是孤立的碎片凌亂地堆砌在學(xué)生的腦中，而是已經(jīng)于無形中漸漸整合成知識(shí)體系。

2.依據(jù)主要特征找出節(jié)肢動(dòng)物和昆蟲

教師提供含有“蝸牛、龍蝦、蚊子、蚯蚓、烏賊、牡蠣、蟑螂、馬陸、蝎子”九幅圖片的歸類題，發(fā)給學(xué)生的平板。學(xué)生依據(jù)剛才總結(jié)出的節(jié)肢動(dòng)物的兩個(gè)主要特征，觀察圖片，找出符合“身體和附肢分節(jié)”和“被有外骨骼”特征的動(dòng)物，即可準(zhǔn)確找出“龍蝦、蚊子、蟑螂、馬陸、蝎子”屬于節(jié)肢動(dòng)物。

教師再提供包含“A.蝴蝶和蚯蚓；B.蜜蜂和龍蝦；C.螞蟻和蝎子；D.蚊子和蒼蠅”四個(gè)選項(xiàng)的單選題，學(xué)生需找出都屬于昆蟲的一項(xiàng)。學(xué)生在平板上點(diǎn)擊單選題的選項(xiàng)，圖片可以放大，能清晰地觀察圖片上動(dòng)物的結(jié)構(gòu)特征。學(xué)生依據(jù)昆蟲“具有三對(duì)足，多有兩對(duì)翅”的特征，很快就能找出蚯蚓、龍蝦、蝎子不屬于昆蟲，正確答案為D。

這兩道互動(dòng)試題的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生嘗試從初步形成的知識(shí)體系中提取有用的信息解決新的問題。這一過程需要經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練，才能熟練掌握。

3.討論節(jié)肢動(dòng)物與人類的關(guān)系

教師發(fā)送彈幕評(píng)論功能，每一位學(xué)生都可以在平板上打字發(fā)言，討論節(jié)肢動(dòng)物與人類的關(guān)系，發(fā)言全部在電子白板上展示。教師對(duì)學(xué)生的討論過程及時(shí)評(píng)價(jià)，再一起總結(jié)出節(jié)肢動(dòng)物對(duì)人類有益和有害的方面。學(xué)生結(jié)合已有的生活經(jīng)驗(yàn)，以批判或懷疑的態(tài)度看待新知識(shí)和新問題，在新的知識(shí)體系中形成自己的判斷，達(dá)成批判性分析這一步驟。

（四）遷移應(yīng)用

教師出示蘭花螳螂的圖片及蘭花螳螂被寵物愛好者爭相購買的有關(guān)資料。學(xué)生閱讀資料，依據(jù)圖片判斷出蘭花螳螂屬于節(jié)肢動(dòng)物，再思考、發(fā)表對(duì)買賣蘭花螳螂這一行為的看法。教師評(píng)價(jià)學(xué)生的發(fā)言。學(xué)生從中體會(huì)動(dòng)物的多樣性，強(qiáng)化熱愛動(dòng)物、保護(hù)動(dòng)物的情感。深度學(xué)習(xí)的最終目的是解決真實(shí)情景中的復(fù)雜問題。學(xué)生能運(yùn)用學(xué)習(xí)到的生物學(xué)知識(shí)解釋、解決真實(shí)生活、考試情境等中的現(xiàn)象和問題，才可稱為實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

（五）評(píng)價(jià)

為確保學(xué)生一直處于深度學(xué)習(xí)中，多元的評(píng)價(jià)形式應(yīng)當(dāng)貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程。

本研究使用的標(biāo)簽題、歸類題、單選題，電子白板都能實(shí)時(shí)查看全班學(xué)生完成題目的進(jìn)度、正確率和錯(cuò)誤名單，學(xué)生端提交答案后能立即查看答案；學(xué)生發(fā)表的“彈幕評(píng)論”，教師端可以同步顯示，教師可以實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的發(fā)言。“蝗蟲的主要結(jié)構(gòu)”標(biāo)簽題正確率趨近95%；“將五種節(jié)肢動(dòng)物歸類”標(biāo)簽題正確率超過97%；“找出節(jié)肢動(dòng)物”歸類題和“找出昆蟲”單選題正確率均達(dá)到100%。教師及時(shí)點(diǎn)開答題結(jié)果，查看錯(cuò)誤名單，并在之后的教學(xué)環(huán)節(jié)中，著重關(guān)注這幾個(gè)學(xué)生，請(qǐng)他們發(fā)言，促進(jìn)他們深入思考。

觀察比較五種動(dòng)物的六方面特征時(shí)，學(xué)生將觀察結(jié)果記錄在紙質(zhì)表格中，小組輪流匯報(bào)觀察結(jié)果，其他小組及時(shí)評(píng)價(jià)或補(bǔ)充，教師再進(jìn)一步評(píng)價(jià)，學(xué)生如發(fā)現(xiàn)記錄不正確就及時(shí)修改。被評(píng)價(jià)的小組或?qū)W生可以知道在當(dāng)下的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中自身的優(yōu)缺點(diǎn)，從而不斷完善自己的學(xué)習(xí)過程。

二、信息技術(shù)促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的有效做法

（一）互動(dòng)試題推進(jìn)深度學(xué)習(xí)進(jìn)程

教師備課時(shí)可通過“天喻教育智慧課堂”下的“教學(xué)助手”軟件設(shè)計(jì)多種多樣的互動(dòng)試題，包括單選題、多選題、判斷題、分類題、標(biāo)簽題等十幾種常見題型，在課堂上發(fā)送給每一位學(xué)生的平板。教師根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，設(shè)計(jì)易操作、互動(dòng)性強(qiáng)、有成就感、在限定的時(shí)間內(nèi)完成所學(xué)內(nèi)容的檢查和鞏固的試題。平板適合展示高清圖片，因此多使用高清圖片代替文字表述，能讓試題更直觀、明了，便于學(xué)生快速篩選獲取信息，為學(xué)生提供更多的時(shí)間和精力發(fā)展高階思維，達(dá)成生物課堂的深度學(xué)習(xí)。

互動(dòng)試題應(yīng)設(shè)計(jì)為“讓學(xué)生跳一跳就能達(dá)到”的難度，循序漸進(jìn)地增加難度。若該環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)較簡單，學(xué)生通過自學(xué)、合作探究就能完成（如上例中觀察蝗蟲模型的結(jié)構(gòu)），互動(dòng)試題就可以和探究活動(dòng)合在一起，作為探究的結(jié)果呈現(xiàn)。若該環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)較復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)難度較大（如上例中將五種節(jié)肢動(dòng)物歸類），則需教師在互動(dòng)試題之前做足鋪墊，充分講解之后再實(shí)施互動(dòng)試題，作為展示評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。

（二）課堂實(shí)錄反饋深度學(xué)習(xí)結(jié)果

在“天喻教育智慧課堂”下的“互動(dòng)課堂”進(jìn)行的全部教學(xué)活動(dòng)數(shù)據(jù)，都會(huì)同步被記錄下來，供教師課后查看反饋。學(xué)生進(jìn)行的每一個(gè)互動(dòng)試題的時(shí)間、正確率、錯(cuò)誤名單等數(shù)據(jù)，非常有利于教師做教學(xué)反思和給學(xué)生做過程性評(píng)價(jià)。同時(shí)，開展深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的效果也有了量化的數(shù)據(jù)，這使得教師日后能夠?qū)W(xué)生個(gè)體乃至班級(jí)，做到精準(zhǔn)幫扶，細(xì)化到深度學(xué)習(xí)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)。

（三）建立教學(xué)資源信息庫

該系列軟件由福建省教學(xué)資源平臺(tái)支撐，教師使用時(shí)可共享全網(wǎng)資源，每一節(jié)新建的課件、視頻、試題資源也都能儲(chǔ)存在福建省教育教學(xué)資源網(wǎng)中。同教研組的教師長期使用之后，就能構(gòu)建適合本校本學(xué)科教學(xué)實(shí)際的校園教學(xué)資源信息庫，達(dá)到資源共享。這樣也能推動(dòng)教師在教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)，改變教學(xué)方式，探索適合本學(xué)科特點(diǎn)的教學(xué)模式。

三、展望

深度學(xué)習(xí)體現(xiàn)的是高階思維和高認(rèn)知水平。信息技術(shù)融合的生物課堂，能提供更多的認(rèn)知工具、學(xué)習(xí)方式分擔(dān)學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。未來的生物課堂教學(xué)應(yīng)該是傳統(tǒng)教學(xué)與互動(dòng)教學(xué)相結(jié)合，借助信息技術(shù)靈活開展多種教學(xué)組織形式，以分組教學(xué)、小組合作學(xué)習(xí)等多樣化的教學(xué)組織形式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力，發(fā)展學(xué)生的高階思維。學(xué)生可以通過資料檢索、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、討論等多樣化的方式獲得知識(shí)，以獲得更高、更好的學(xué)習(xí)質(zhì)量。在信息化技術(shù)不斷發(fā)展的將來，完善信息技術(shù)與初中生物教學(xué)的充分融合，將會(huì)更加凸顯兩者在各自領(lǐng)域的成就，更加高效地推動(dòng)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)及其成效。

[1] 吳秀娟.基于反思的深度學(xué)習(xí)研究[D].揚(yáng)州:揚(yáng)州大學(xué),2013.

[2] 董冬.學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)水平評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].教師教育論壇,2017(10):27-30.

[3] 劉春玲.電子書包環(huán)境下基于問題解決的初中生物教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2016.

R857.3

A

1002-7661(2022)11-0034-03

本文為以下課題研究成果：1、2020年泉州市基礎(chǔ)教育教學(xué)改革專項(xiàng)課題“信息技術(shù)環(huán)境下促進(jìn)初中生物深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：QJYKT2020—11）；2、福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度常規(guī)課題立項(xiàng)“大概念統(tǒng)整下的初中生物精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)踐研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：FJJKCG20-081）。