核心素養對高中生物學課堂融合信息技術的思考

【摘" 要】高中生物學課程作為培養學生科學素養和綜合能力的重要途徑之一，其教學內容涵蓋生命科學的基礎知識和研究方法，將信息技術融入生物學課堂，可以幫助學生更好地理解和掌握生物學知識，同時培養學生信息獲取、處理和應用的能力。本文首先簡要分析高中生物學課堂融入信息技術的優勢價值，從豐富教學資源、展示實驗過程、具象化抽象知識等方面提出信息技術在課堂教學中的應用，以期為相關教育工作者提供參考，以滿足新時期學生能力及素養培養的需求。

【關鍵詞】高中生物學；課堂教學；核心素養；信息技術

《普通高中生物學課程標準（2020年修訂版）》從科學思維、科學探究、生命觀念及社會責任等方面具體了生物學科核心素養內容，對高中生物學教學在教學資源、教學方法等維度上提出更高的要求。信息技術的發展為教學工作在提供資源和工具、拓寬知識渠道等方面提供諸多的便利。因此，本文結合高中生物學教學實踐，探索生活課堂融合信息技術的具體路徑，對于培養學生的核心素養開拓新的教育路徑具有重要意義。

一、高中生物學課堂融入信息技術的優勢價值

（一）使教學資源更加豐富，增進教學互動

利用信息技術，高中生物學課堂可通過網絡資源、科學數據庫、虛擬實驗室等渠道獲取更豐富、全面的學習資源。學生可以通過在線視頻、動畫、模擬軟件等多種形式深入理解生物學知識，提高學習效果。例如，在學習細胞結構時，教師可以利用計算機軟件或在線模擬工具展示細胞的三維結構，讓學生通過旋轉、放大等操作來觀察細胞各部分的位置和功能，這種虛擬實驗的方式可增進教學互動，幫助學生更好地理解細胞結構與功能之間的關系。

（二）使實驗分析更加便捷，促進實踐與探究

生物學是一門數據密集的科學，信息技術可為高中生物學課堂提供更多的實踐和探究機會，學生可以使用生物學模擬軟件進行虛擬實驗，進行生物數據分析和建模，培養科學研究和實驗設計的能力。例如，在進行遺傳與進化相關實驗時，學生可以使用電子表格記錄不同基因型和表型的數據結果，并通過繪制柱狀圖、折線圖等圖形來展示數據的分布和變化趨勢。依托信息技術實現數據可視化分析，幫助學生更深入地理解遺傳規律和掌握數據處理的方法。

（三）使學科融合更加高效，提高學科素養

高中生物學與其他學科存在著密切的聯系，信息技術的運用可以促進跨學科的融合教學，在信息技術的支持下，生物學與數學、物理、化學等學科可以更好地進行協同教學，提高學生的綜合學科素養。例如，在生態學習單元中，學生可以利用地理信息系統（GIS）軟件來收集、分析和呈現地理和生態數據，從而將生物學知識與地理學的空間分析能力相結合。借助跨學科融合教學既使學生對生物學概念有更深入的認識，并促進跨學科融合，從而培養學生在核心素養背景下所需的綜合能力。

二、高中生物學課堂融入信息技術的教學策略

（一）信息技術融合課堂教學，豐富學習資源引導科學探究

1.微課課前導學

微課作為一種自主學習的信息化工具，課前導學環節可以讓學生在上課前通過觀看視頻或其他多媒體材料進行預習，幫助學生提前了解和學習相關的知識點，為上課做好準備。借助微課導學，學生在課堂教學前可選擇性地學習、反復學習，鞏固對知識點的理解和記憶，學生在課堂上就能夠更好地理解教師講解的內容，并能夠更積極地參與課堂互動和討論。另外，在微課導學前提下，學生已經初步掌握基礎知識，課堂上教師可以充分地利用時間，開展更高層次的思維激發活動，幫助學生深入思考并解決更高層面的問題。

以人教版高中生物學必修一“組成細胞的分子”章節教學為例，教師在自主預習環節中為學生提供有效的學習資源和指導，幫助學生對“組成細胞的分子”這一章節內容有初步了解，以便在課堂上能夠更好地進行深入學習和思考。在基于微課的課前導學教學環節，首先確定教學目標，即理解組成細胞分子的元素是如何組成化合物的；能夠簡述構成細胞的主要元素；可以自主探究了解細胞中的元素與化合物的關系。課堂教學前，由教師編制針對本節內容的微課視頻，強調重難點和任務；準備課前預習任務，包括問題探究、思考題等；將微課視頻上傳至學習平臺，并確保學生可以方便下載觀看。學生預習環節，在學習平臺上下載微課視頻并觀看；教師引導學生根據微課視頻內容，整合教材知識，探究細胞分子的構成元素和化合物的關系；由學生解答預習任務中提出的問題，并進行思考。教師對學生提出的問題進行討論，引導學生深入思考，根據學生的學習情況，安排相關拓展活動或案例分析，以加深學生對組成細胞分子的理解。

2.微課課堂教學

高中生物學科核心素養要求學生學會自主學習，在學習過程中不斷探索，提高學習效果。微課課堂教學通過提供便捷的學習資源，鼓勵學生主動參與學習，在豐富的教學資源支持下，學生可以按照自己的學習進度和興趣進行學習，更好地發揮個體差異，實現個性化的學習路徑。另外，微課課堂教學結合多媒體、互動性強的教學資源，利用豐富的圖像、動畫、視頻等形式，激發學生的興趣，提高其學習積極性，學生可以通過反復觀看課程內容，加深對知識的理解和記憶，提高學習效果。

以人教版高中生物學必修一“細胞的生命歷程”一節的教學為例，可充分運用微課優勢，打造基于核心素養的微課生物課堂。首先教師確定教學目標：在知識技能維度上，學生需準確描述細胞衰老的具體特征；可以區分細胞壞死和細胞凋亡的差異；正確理解細胞的衰老和死亡與人體健康的關系；在過程方法維度上，學生需通過觀看微課視頻，培養自主學習和探究的能力?；诮虒W目標，教師提煉總結本節課的教學重點內容。通過播放視頻，引導學生簡要復習上一節內容，提醒其可通過學習這一章了解細胞的生命歷程和與人體健康的關系，導入本節課的學習內容。為學生呈現微課視頻，包括課堂教學目標、知識重難點及課堂問題，視頻中展示細胞衰老特征的案例、圖片和細胞凋亡與細胞壞死的區別等內容。學生在觀看微課視頻后，結合案例圖片、視頻等素材，根據教材內容進行分組討論或個人思考，展開自主學習和探究。討論過后，教師對學生提出的問題進行解析和答疑，引導學生深入理解細胞衰老和死亡與人體健康的關系。為進一步延伸學生對“細胞的生命歷程”知識的掌握，教師利用微課平臺向學生展現拓展問題，即結合當前社會老齡化問題，引導學生思考老齡化問題對社會的影響，并探討如何預防人體衰老。學生在拓展研究過程中可加深對重點知識的理解和認識，幫助學生準確描述細胞衰老的特征，區分細胞壞死和細胞凋亡的差異，并理解細胞的衰老和死亡與人體健康的關系，契合于核心素養要求，實現科學探究。

（二）信息技術融合生物實驗，還原實驗過程培養科學思維

首先，在生物學實驗教學中運用信息技術可提供更加直觀、立體的實驗展示方式，借助于虛擬實驗室模擬或增強現實技術，學生可以身臨其境地觀察微觀世界、模擬實驗操作過程，并獲得實時反饋，激發學生的興趣，提高對生物實驗的參與度和理解力。其次，在信息技術的支持下，學生可利用數據庫、在線文獻等工具獲取大量的相關資料，深入了解并分析實驗背后的科學原理和理論知識。輔助其建立科學思維的基礎，在實驗設計、數據采集和分析中學會運用科學方法和邏輯推理來解決問題，加深對實驗結果的理解，提高科學思維的質量和深度。

以人教版高中生物學必修一“探究植物細胞的吸水和失水”的教學為例，在實驗教學中融入信息技術，還原植物細胞的吸水和失水過程，培養學生科學思維。教師首先引出“探究植物細胞的吸水和失水”這個問題，并向學生提出幾個相關問題，比如“紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？”“如果外界溶液具有較低的濃度，細胞會因吸水而漲破嗎？”這些問題可以激發學生的興趣和思考。接著，教師利用多媒體設備，通過視頻或動畫等形式展示有關植物細胞吸水和失水過程的相關知識，介紹細胞膜的結構和功能，以及滲透壓與水分運輸的原理，幫助學生對相關概念和原理有一個初步的了解。隨后，教師利用多媒體設備為學生提供具體的實驗過程，觀察植物細胞在不同濃度溶液中的吸水和失水變化，并及時記錄實驗數據；在實驗過程中，利用顯微鏡對植物細胞進行觀察和拍攝，以便后續的數據分析和討論。在信息技術的支持下，學生真實且客觀地了解實驗過程，觀察植物細胞吸水和失水后的變化，并通過數據對比了解不同濃度溶液對植物細胞吸水和失水的影響，對細胞的物質輸入和輸出了解得更加深入，以真實的實驗過程促進科學思維的培養。

（三）信息技術融合抽象知識，簡化知識理解促進深度學習

生物學作為一門抽象的科學學科，很多概念和現象并非直接可見，需要學生具有較強的抽象思維能力，在知識理解方面存在一定難度。信息技術的應用，可以將抽象的生物學知識轉化為圖像、模擬、動畫等直觀的形式，并與實際現象進行對比和分析，促進知識的融通，幫助學生更好地理解抽象概念和原理，實現深度學習。

以人教版高中生物學必修一“基因的本質”章節中“DNA的結構”一節的課堂教學為例，教學重點在于指導學生充分掌握DNA雙螺旋結構的特點。但教學內容在教材幅面上存在一定局限性，學生在自主構建模型方面存在一定難度。因此，在信息技術的支持下，教師可利用視頻展示的方式對DNA的螺旋結構進行展示，學生觀看視頻后，抽象化的知識變得具象化，可更容易地理解堿基之間的關系，對于優化結構理解具有促進意義。同時，學生在初步掌握DNA雙螺旋結構特點之后，可在班級內組織實踐活動，將學生分為多個小組，在DNA雙螺旋結構視頻的引導下設計結構模型。在此期間，教師為學生提出探究性問題，如“DNA的脫氧核苷酸有4種，是如何儲存大量遺傳信息的？”“DNA可以維持遺傳穩定性的作用機制是什么？”學生帶著問題進行實踐，在完成任務的同時也進一步深化理解DNA結構中物質鏈接、脫氧核苷酸之間的連接方式，使知識理解過程更加簡便，促進深度學習。

三、結束語

綜上所述，在高中生物學課堂融合信息技術已成為提升學生核心素養的重要手段，隨著信息技術的應用，學生可更加全面理解和掌握生物學知識，拓寬視野，培養信息獲取、加工和利用的能力，信息技術的引入也極大豐富了課堂教學形式。隨著科技的不斷發展，將為高中生物學課堂融合信息技術提供更加科學有效的方法和策略，讓學生在兼具科學素養和信息素養的培養中得到全面發展。

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