基于“SPT”智慧課堂的“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”教學(xué)研究

［摘 要］文章以“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”教學(xué)為例，闡述如何結(jié)合“SPT”智慧課堂，在課前準(zhǔn)備、課堂知識內(nèi)化和課后拓展三個階段中組織學(xué)生進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)活動，對學(xué)生進(jìn)行智能學(xué)情診斷、智能教學(xué)評價、智能結(jié)果反饋，從而開展智慧化和個性化教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］“SPT”智慧課堂；生態(tài)系統(tǒng)；信息傳遞；教學(xué)案例

［中圖分類號］" " G633.91" " " " " " " " ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2024）35-0082-04

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2010 — 2020年）》指出，要把中小學(xué)校園信息化的基礎(chǔ)設(shè)施與軟件資源應(yīng)用作為重點發(fā)展領(lǐng)域；《教育信息化2.0行動計劃》則進(jìn)一步提出了“智慧學(xué)習(xí)”這一概念。在教育理念的引領(lǐng)和教育裝備的支持下，信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的智慧課堂已進(jìn)入常態(tài)化探索與應(yīng)用階段，“SPT”智慧課堂正是這一階段的代表。它依托教育大數(shù)據(jù)和動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，營造個性化、智能化、數(shù)字化的教學(xué)氛圍。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，“SPT”智慧課堂具有更強的靈活性和互動性，使教師的教學(xué)形式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生了巨大的改變，做到了“教師智慧教，學(xué)生個性學(xué)”[1]。

一、“SPT”智慧課堂

（一）“SPT”智慧課堂的含義

“暢言智慧課堂”App所構(gòu)建的“SPT”智慧課堂中的“SPT”具有特定的含義。其中，“S”既代表行為“Study”（學(xué)），又代表角色“Student”（學(xué)生）；“P”代表“Pad”（平板）；“T”既代表行為“Teach”（教），又代表角色“Teacher”（教師）。因此，“SPT”智慧課堂指基于“平板”（P），將教學(xué)活動中的“教”（T）與“學(xué)”（S）的行為，以及參與者——教師和學(xué)生聯(lián)系起來（如圖1）。教學(xué)活動過程中，教師可借助平板操控電子白板，走進(jìn)學(xué)生群體，同時通過信息技術(shù)的及時反饋功能，實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，從而及時地調(diào)整教學(xué)計劃，有針對性地推送教學(xué)內(nèi)容。這不僅有助于凸顯教師在教學(xué)中的主導(dǎo)地位和學(xué)生在課堂中的主體地位，還有助于提高課堂教學(xué)效率。

（二）“SPT”智慧課堂的可行性分析

1.智能化教學(xué)環(huán)境的保障

智慧化服務(wù)平臺是智慧化教學(xué)環(huán)境的核心。我校作為智慧課堂示范點，每間教室均配備了區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、高速寬帶、電子白板以及云服務(wù)平臺。師生在課堂中均可使用平板，且為了避免平板出現(xiàn)電量不足的現(xiàn)象，確保智慧課堂的常態(tài)化運行，還給每間教室設(shè)置了平板充電柜。教學(xué)中教師可以借助智慧平臺強大的信息承載能力，為學(xué)生提供豐富多樣的素材資源，創(chuàng)設(shè)生活化情境，從而激發(fā)學(xué)生的主動探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生自主將前概念經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

2.智慧化教學(xué)理念的滲透

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)校需要不定期地安排智慧設(shè)備工作人員對教師進(jìn)行智慧設(shè)備使用的培訓(xùn)，傳遞智慧化教學(xué)的理念，指導(dǎo)教師將智慧設(shè)備操作與課堂教學(xué)深度融合。此外，教師也應(yīng)從主導(dǎo)者的角度設(shè)計教學(xué)，利用“PBL”教學(xué)模式設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生合作探討、解決問題，充分體現(xiàn)學(xué)生的課堂主體地位。

3.智慧化教學(xué)活動的實施

教師利用智慧化服務(wù)平臺推送任務(wù)清單、收集反饋結(jié)果、設(shè)計教學(xué)活動、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，并根據(jù)學(xué)生的個體差異做到因材施教、以學(xué)定教。學(xué)生則通過平板參與課前、課中和課后的教學(xué)活動，借助網(wǎng)絡(luò)強大的表達(dá)功能，清晰地向教師傳達(dá)自己的學(xué)習(xí)需求，與教師進(jìn)行多樣化的互動，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。

二、“SPT”智慧課堂應(yīng)用案例

（一）教材分析

“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”是人教版高中生物教材選擇性必修2《生物與環(huán)境》模塊第三章第四節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容為生態(tài)系統(tǒng)的最后一個功能，教材內(nèi)容邏輯清晰，知識點較為簡單。為了在教學(xué)過程中滲透“階段與整體教學(xué)”的理念，并引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，教師將本節(jié)內(nèi)容分為兩個課時：第一個課時用來探究信息的種類、構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能框架，以及探討信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用；第二個課時通過引用大量素材，引導(dǎo)學(xué)生自主探究信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的功能，以培養(yǎng)學(xué)生提取信息、分析問題、解決問題的能力，并落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。本教學(xué)研究以第一課時的教學(xué)為例。

（二）設(shè)計思想

本節(jié)課遵循“從社會中來，到社會中去”的理念，以“蚊子搜尋獵物”這一生活場景為主線，巧設(shè)真實情境：以“蚊子搜尋獵物離不開信息傳遞”引入探究主題，并以“防治蚊子的措施”作為探究的終點。整個教學(xué)過程以一個案例貫穿始終，同時銜接各個教學(xué)小目標(biāo)，幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系。在此基礎(chǔ)上，拓展自然界中多樣化的信息類型和交流方式，引導(dǎo)學(xué)生嘗試運用信息傳遞的相關(guān)知識解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的問題，提升學(xué)生的綜合運用能力，同時使學(xué)生感受到大自然的奧妙，從而熱愛自然、珍愛生命。此外，教學(xué)中還應(yīng)注重階段學(xué)習(xí)與整體學(xué)習(xí)的結(jié)合，以生態(tài)系統(tǒng)的組成成分為基石，分別構(gòu)建物質(zhì)循環(huán)和能量流動知識框架，并在此基礎(chǔ)上類比構(gòu)建信息傳遞的知識框架，再以智慧課堂技術(shù)為輔助，形象地將三個獨立的框架整合在一起，有效地向?qū)W生滲透“階段與整體教學(xué)”以及“結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)”的思想。

（三）教學(xué)目標(biāo)

1.通過實例分析，明確生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類，提高獲取信息的能力；

2.通過實例分析，歸納信息傳遞的特點，滲透生命信息觀和進(jìn)化與適應(yīng)觀，培養(yǎng)科學(xué)思維能力；

3.對比物質(zhì)循環(huán)和能量流動知識、框架，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能框架，滲透結(jié)構(gòu)與功能觀，樹立生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)觀。

（四）教學(xué)流程（如表1）

（五）教學(xué)過程

1.課前準(zhǔn)備

（1）編寫導(dǎo)學(xué)案

本節(jié)課以流程圖的模式設(shè)置導(dǎo)學(xué)案，意在引導(dǎo)學(xué)生了解課程的整體框架。為了確保學(xué)生在通覽教材后能夠完成大部分導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容，應(yīng)避免設(shè)置過多較難理解的問題。

（2）制作任務(wù)清單

結(jié)合導(dǎo)學(xué)案和課堂教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)課設(shè)置了兩個任務(wù)。任務(wù)一：結(jié)合信息流的定義，辨析細(xì)胞之間的信息交流是否屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞；任務(wù)二：結(jié)合物質(zhì)循環(huán)和能量流動的特點，嘗試構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)各組分的關(guān)系圖。

（3）設(shè)計課前檢測題

檢測是評價學(xué)生學(xué)習(xí)情況的一種常用形式。課前檢測題不僅可以檢測學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，而且其反饋的檢測信息是教師備課的重要依據(jù)。課前檢測反映出的問題，有利于教師對學(xué)生進(jìn)行分層次教學(xué)，從而使每個學(xué)生都得到充分的發(fā)展。

（4）設(shè)置問題墻

問題墻是任務(wù)清單的細(xì)節(jié)化體現(xiàn)，可以幫助學(xué)生理解并完成自主探究任務(wù)。

2.課堂知識內(nèi)化

（1）創(chuàng)設(shè)情境

教師首先播放一段30秒的“蚊子搜尋獵物”科普視頻，然后，結(jié)合“暢言智慧課堂”App中的“畫廊活動”，輔以蚊子的詳細(xì)描述，介紹蚊子搜尋獵物的過程，并引出討論問題：蚊子是如何搜尋目標(biāo)的？蚊子和人之間是如何傳遞信息的？

學(xué)生自主構(gòu)建“蚊子搜尋獵物”信息傳遞模型（如圖2），并用平板分享結(jié)果。教師設(shè)置討論活動，用平板分享“興奮的產(chǎn)生和傳導(dǎo)”模型，并提問：細(xì)胞之間的信息交流是否屬于生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞？以此深化學(xué)生對信息流定義的理解。

設(shè)計意圖：生活化的情境貼合本節(jié)課的知識體系，能激發(fā)學(xué)生主動探究的欲望。通過討論活動，明確辨析單細(xì)胞生物之間和多細(xì)胞生物之間的信息交流與生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的關(guān)系，從而促進(jìn)學(xué)生從前科學(xué)概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)化。

（2）自主歸納

教師結(jié)合導(dǎo)學(xué)案的反饋，引導(dǎo)學(xué)生利用平板推送的素材自主歸納生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類，并參與“分類活動”游戲，實現(xiàn)知識內(nèi)化；設(shè)置“焚燒生活垃圾”情境，并提問：在這個情境中有哪些類型的信息？面對自然環(huán)境中傳遞出的美麗信息，人類應(yīng)該怎么做？學(xué)生積極參與課堂活動，主動思考，歸納總結(jié)。

設(shè)計意圖：通過引導(dǎo)學(xué)生自主歸納生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類，落實教學(xué)目標(biāo)1，同時使學(xué)生感受到生態(tài)之奧妙，從而愛護(hù)自然、尊重生命；“分類活動”游戲有助于激發(fā)學(xué)生的參與熱情，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；設(shè)置“焚燒生活垃圾”情境，可使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)信息也可以來自非生物環(huán)境，從而糾正在“課前檢測”環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的錯誤認(rèn)知——化學(xué)信息只能來源于生物。同時，引導(dǎo)學(xué)生對比“自然環(huán)境的美麗信息”和“人類污染環(huán)境的行為”，滲透“保護(hù)自然，愛護(hù)環(huán)境”的理念，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識。

（3）構(gòu)建框架

教師用平板推送資源，引導(dǎo)學(xué)生自主分析素材，并歸納信息傳遞的特點。學(xué)生通過分析素材、獲取信息，認(rèn)可“信息傳遞一般是雙向的”這一結(jié)論。接著，教師設(shè)置小組活動，利用平板給學(xué)生推送生態(tài)系統(tǒng)組分框架，并通過白板進(jìn)行展示。學(xué)生結(jié)合任務(wù)清單，依據(jù)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的特點構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能框架（如圖3），并分析信息傳遞情境下各組分之間的關(guān)系。教師利用后臺設(shè)備，監(jiān)測學(xué)生的活動情況，及時收集反饋結(jié)果，并給予實時引導(dǎo)，最終借助智慧課堂的“聚焦”“克隆”等功能，動態(tài)展示生態(tài)系統(tǒng)功能在組成上的統(tǒng)一，為學(xué)生后續(xù)深入理解生態(tài)系統(tǒng)各功能的內(nèi)在統(tǒng)一奠定基礎(chǔ)。

設(shè)計意圖：通過分析素材、歸納特點，可極大地提高學(xué)生獲取信息和歸納總結(jié)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維；通過構(gòu)建框架、小組協(xié)作、分享經(jīng)驗，不僅能使學(xué)生在對比中熟練掌握信息傳遞的特點，還能在整體框架下清晰地呈現(xiàn)各功能之間的區(qū)別和聯(lián)系，幫助學(xué)生建立生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)觀，落實教學(xué)目標(biāo)2和教學(xué)目標(biāo)3。

（4）學(xué)以致用

教師首先引導(dǎo)學(xué)生回顧“蚊子搜尋獵物”的科普視頻，歸納蚊子對人類的主要影響——傳播疾病，進(jìn)而提問生活中有哪些防蚊措施。學(xué)生依據(jù)生活經(jīng)驗給出了多種答案，如蚊帳對應(yīng)機械防治、蚊香對應(yīng)化學(xué)防治、壁虎捕食對應(yīng)生物防治等。教師重點剖析了壁虎、魚類等蚊蟲天敵參與的生物防治，并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生探究信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。針對課前反饋中學(xué)生容易混淆“生物防治”和“化學(xué)防治”的情況，教師利用“暢言智慧課堂”備課系統(tǒng)設(shè)置“連線活動”，通過對比分析，幫助學(xué)生明確“化學(xué)防治”和“生物防治”之間的本質(zhì)區(qū)別。最后，教師提出一個引人深思的問題：能否將環(huán)境中的蚊蟲徹底消滅？

設(shè)計意圖：“蚊子搜尋獵物”一例貫穿始終。教師借助生活場景將本節(jié)教學(xué)內(nèi)容串聯(lián)起來，又借助情境巧設(shè)問題，啟發(fā)學(xué)生主動探究，深度思考?！皩W(xué)以致用”這一環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生鞏固理論知識，較好地培養(yǎng)社會責(zé)任意識。最后的提問更是將蚊子引入生態(tài)系統(tǒng)的大背景中，為下節(jié)課探究“信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用”做鋪墊。

（5）課堂評價

點評課堂教學(xué)過程，根據(jù)平板記錄的學(xué)生答題情況和互動情況表揚表現(xiàn)活躍的學(xué)生。

設(shè)計意圖：鼓勵學(xué)生積極參與課堂互動，提高學(xué)生課堂幸福感。

3.課后拓展

利用平板推送課后思維導(dǎo)圖構(gòu)建思路以及課后檢測題，并預(yù)先設(shè)置答案，使學(xué)生在提交檢測結(jié)果時即可同步知曉正確率，同時以學(xué)習(xí)資源的形式定時推送答案解析，以便學(xué)生課后查缺補漏。

（六）課后反思

本節(jié)課借助智慧課堂強大的信息載體功能為學(xué)生分析素材、發(fā)現(xiàn)問題提供了豐富的資源，創(chuàng)設(shè)了真實情境；通過問題驅(qū)動的方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建信息傳遞的相關(guān)概念，理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞之間的相對獨立性，并提高知識遷移和應(yīng)用能力，強化生命信息觀、系統(tǒng)觀。

“SPT”智慧課堂通過平板實現(xiàn)了課堂內(nèi)外的混合式教學(xué)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)不再局限于特定的時間和場合，有利于學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展。一線教師應(yīng)改變教育習(xí)慣，更新教育觀念，以精準(zhǔn)的教學(xué)、精確的評估實現(xiàn)信息技術(shù)與教育的深度融合[2]。

［" "參" "考" "文" "獻(xiàn)" "］

[1]" 方順濤，任錚豪.智慧課堂的內(nèi)涵特征、困境及發(fā)展趨勢[J].中國教育技術(shù)裝備，2024（7）：30-32，51.

[2]" 王琨，李雪，顏悅，等.基于“SPT”智慧課堂的初中生物學(xué)教學(xué)：以“綠色植物的呼吸作用”為例［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2022（18）：61-63.

（責(zé)任編輯" " 羅" " 艷）