生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的困境與突破

劉波 李永團(tuán) 劉文成

在基礎(chǔ)生物教學(xué)中，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施是生物學(xué)核心素養(yǎng)落地的新向標(biāo)，而對(duì)于生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)的淺表化，以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的離散化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的錯(cuò)位化、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)的同質(zhì)化等現(xiàn)象，都與實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的旨趣相背離。為突破困境，應(yīng)當(dāng)以單元實(shí)驗(yàn)教學(xué)為統(tǒng)領(lǐng)，正確處理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，構(gòu)建“備·教·學(xué)·評(píng)·研”一體化數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)支撐體系，以“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)+”和“跨學(xué)科數(shù)字化實(shí)驗(yàn)”為核心，利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，實(shí)施循證化教學(xué)測(cè)評(píng)與反饋，重構(gòu)理論與實(shí)踐雙向融合的生物學(xué)數(shù)字化培訓(xùn)范式，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值和科學(xué)思維品性的習(xí)得。

生物學(xué)；數(shù)字化實(shí)驗(yàn)；數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

劉波，李永團(tuán)，劉文成.生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的困境與突破[J].教學(xué)與管理，2024（13）：59-62.

在回應(yīng)“數(shù)字賦能助力教育高質(zhì)量發(fā)展”的時(shí)代命題中，《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱“意見(jiàn)”）指出，要促進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與現(xiàn)代新興科技有機(jī)融合，對(duì)于因受時(shí)空限制而在現(xiàn)實(shí)世界中無(wú)法觀察和控制的事物和現(xiàn)象、變化太快或太慢的過(guò)程，可用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段呈現(xiàn)，切實(shí)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性和吸引力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效果[1]。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）提出了教師要重視開(kāi)發(fā)和利用數(shù)字化教學(xué)資源，豐富師生互動(dòng)交流方式，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)[2]。對(duì)于中學(xué)生物學(xué)學(xué)科而言，關(guān)鍵是在教學(xué)與培訓(xùn)層面如何實(shí)施生物學(xué)數(shù)字化教學(xué)，有效落實(shí)生物學(xué)核心素養(yǎng)落地的學(xué)科實(shí)踐方式。

作為信息化技術(shù)與學(xué)科教學(xué)質(zhì)量提升的有效手段，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)自提出以來(lái)，就受到學(xué)界的廣泛關(guān)注。迄今為止，基礎(chǔ)生物教育界對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的探索停留在數(shù)字化的價(jià)值、課例應(yīng)用、情境創(chuàng)設(shè)、基于生命觀念的部分?jǐn)?shù)字化資源的初步開(kāi)發(fā)等層面：有的認(rèn)為數(shù)字化技術(shù)可以突破時(shí)空限制，生動(dòng)再現(xiàn)生命世界，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，增強(qiáng)科學(xué)史與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，在真實(shí)情境中促進(jìn)概念的建構(gòu)，也可保持學(xué)生注意力[3]；有的結(jié)合課例分析，立足素養(yǎng)為本，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生觀察、思考與探究的教學(xué)設(shè)計(jì)，且利用數(shù)字化手段開(kāi)展即時(shí)性評(píng)價(jià) [4]；有的運(yùn)用視頻技術(shù)、虛擬技術(shù)和智慧平臺(tái)等數(shù)字化手段，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)時(shí)空穿梭、模擬仿真、便捷切換的情境，幫助學(xué)生理解與認(rèn)知相關(guān)生物學(xué)知識(shí)，落實(shí)生物學(xué)核心素養(yǎng)[5]；有的基于生物學(xué)生命觀念素養(yǎng)，開(kāi)發(fā)了部分章節(jié)數(shù)字化的教學(xué)資源 [6]。一線教師更多關(guān)注數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)踐層面的探索，但有關(guān)中學(xué)生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的理論和實(shí)踐探索都很不充分，部分理論思考學(xué)理性過(guò)強(qiáng)，對(duì)素養(yǎng)本位的生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的困境認(rèn)識(shí)不足。

一、生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困境

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)指的是利用傳感器、數(shù)據(jù)采集器及數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)計(jì)算機(jī)和傳感技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，自動(dòng)搜集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，能在最短的時(shí)間內(nèi)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論[7] ，同時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像。生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究對(duì)象是生命體的微觀且復(fù)雜現(xiàn)象的機(jī)理及過(guò)程，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將課程實(shí)物化、虛擬化（VR），有效利用和AI結(jié)合的教學(xué)資源，變難為易，實(shí)現(xiàn)不受時(shí)間和空間限制的個(gè)性化學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)科教學(xué)質(zhì)量。這是一種以“素養(yǎng)至上，育人為本”為核心的生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。在實(shí)踐中，生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往表現(xiàn)出認(rèn)識(shí)淺表化、以講代做、以視頻播放代替動(dòng)手操作、體系離散化、評(píng)價(jià)趨同化等現(xiàn)象。

1.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)的淺表化

生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是生物學(xué)數(shù)字化教學(xué)的重要組分，不能獨(dú)立而存在，又是生物學(xué)數(shù)字化教學(xué)體系的重要支撐。后工業(yè)化時(shí)代，學(xué)校教學(xué)從關(guān)注知識(shí)的批量化生產(chǎn)模式逐漸演變?yōu)閭€(gè)性化學(xué)習(xí)的凸顯。數(shù)字化作為信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合的模式，在以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家基礎(chǔ)教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)證實(shí)其有效性和實(shí)用性。然而，這并不意味著學(xué)校教育教學(xué)受制于信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)。

在近年來(lái)國(guó)內(nèi)個(gè)別地區(qū)的實(shí)踐中，對(duì)生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)出現(xiàn)了淺表化現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在以下三方面：一是局限于將定性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果轉(zhuǎn)化為定量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果，同最初的線上教學(xué)遭遇同樣的悖論（僅是將線下教學(xué)平移至線上）。二是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)度關(guān)注學(xué)生呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果數(shù)字化，過(guò)分強(qiáng)化了數(shù)字化在人的發(fā)展中的作用。數(shù)字化技術(shù)作為一種新的信息技術(shù)，在學(xué)科教學(xué)中表現(xiàn)為輔助性、支撐性作用，而非主導(dǎo)性作用。信息技術(shù)和學(xué)科教學(xué)之間的關(guān)系大體如此。三是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)虛化或弱化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心價(jià)值（問(wèn)題提出、作出假設(shè)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、過(guò)程推理與論證、結(jié)果分析與表達(dá)）。

2.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的離散化

《教育大辭典》對(duì)“教學(xué)系統(tǒng)論”的解釋涵蓋了多樣化的系統(tǒng)教學(xué)模式，且所有模式都包括確定教學(xué)目標(biāo)、選擇達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的恰當(dāng)教學(xué)方法或策略、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)教學(xué)的效果這三個(gè)主要方面[8]。換言之，教學(xué)體系包括了教學(xué)系統(tǒng)的主客體構(gòu)成、教學(xué)過(guò)程的構(gòu)成以及教學(xué)模式的構(gòu)成。

然而，已有文獻(xiàn)顯示，當(dāng)前生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的發(fā)展主要集中在數(shù)字化具體案例的應(yīng)用或改進(jìn)上，沒(méi)有建立符合數(shù)字時(shí)代的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[9]，這種局部的視野觀阻礙了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面發(fā)展。生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)成為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好向正確方向發(fā)展的指引和支柱，從教的角度應(yīng)涵蓋教學(xué)方式、教學(xué)資源（數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源包括教材）、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)；從學(xué)的角度應(yīng)囊括學(xué)生學(xué)習(xí)方式、目標(biāo)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源以及學(xué)習(xí)效果的監(jiān)測(cè)；從支持系統(tǒng)角度要有相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)和高素質(zhì)且熱愛(ài)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的教師隊(duì)伍，這是所有因素中的關(guān)鍵因素之一。

3.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的錯(cuò)位化

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新樣態(tài)，在教學(xué)評(píng)價(jià)方面有以下三個(gè)困境：一是教師個(gè)人數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)勞動(dòng)較難獲得認(rèn)可與認(rèn)定。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)易，“守”和“用”好數(shù)字化實(shí)驗(yàn)難。首先，從教師職改評(píng)價(jià)制度歸因，雖各省評(píng)審文件單列了實(shí)驗(yàn)教師的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但在執(zhí)行過(guò)程中只有省、市直屬及個(gè)別重點(diǎn)學(xué)校落實(shí)了，區(qū)縣層面大多數(shù)學(xué)校并沒(méi)有實(shí)施；其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作量不計(jì)入教師的個(gè)人整體教學(xué)工作量，基層學(xué)校普遍認(rèn)為科任教師就是實(shí)驗(yàn)教師，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是科任教師的責(zé)任田；最后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)不計(jì)入初升高總成績(jī)，以陜西省為例，雖占中考比重10分，但不計(jì)入中考總分，無(wú)疑變相將教師教學(xué)勞動(dòng)成果付之東流，雖然學(xué)生對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)熱情高、興趣濃，但教學(xué)中在雙主體一方工作得不到肯定的前提下，僅憑教師教學(xué)情懷難以為繼。二是實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能賽事數(shù)量還需提高比重。僅有教師實(shí)驗(yàn)說(shuō)課和實(shí)驗(yàn)技能操作比賽兩項(xiàng)賽事，實(shí)驗(yàn)教學(xué)說(shuō)起來(lái)重要，做起來(lái)不重要，再加上課時(shí)緊張、實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)和進(jìn)修機(jī)會(huì)短缺，影響著教師教學(xué)積極性。三是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)教研體系真空化。數(shù)字化是未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間的主流，但由于場(chǎng)地器材及培訓(xùn)專(zhuān)業(yè)師資欠缺，很多地區(qū)較難開(kāi)展線下數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的全員培訓(xùn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)考查工作。

4.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)的同質(zhì)化

隨著數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)入普及階段，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)的方式和質(zhì)量決定著實(shí)驗(yàn)教學(xué)的取向，表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是被培訓(xùn)者少有經(jīng)歷過(guò)數(shù)字化創(chuàng)新案例的經(jīng)歷。一線教師的培訓(xùn)普遍以講座、線上觀看視頻的方式進(jìn)行，缺少實(shí)操；培訓(xùn)發(fā)起方考量節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，使得作為科學(xué)課堂代表的生物學(xué)教師少有接受過(guò)系統(tǒng)而全面的、涵蓋理論與實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新性實(shí)踐案例操作的培訓(xùn)。二是部分培訓(xùn)者對(duì)理科學(xué)科屬性和學(xué)習(xí)方式存在認(rèn)知偏差。理科學(xué)科屬性的生物學(xué)本質(zhì)上要求學(xué)生在科學(xué)推理與論證中形成批判性思維，理科典型的學(xué)習(xí)方式是做中學(xué)，生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是將論證過(guò)程顯性化表達(dá)的工具，更是絕佳的教與學(xué)的載體和媒介。

二、生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)困境的突破

1.以單元實(shí)驗(yàn)教學(xué)為統(tǒng)領(lǐng)，正確處理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)式實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

新課標(biāo)提出，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、數(shù)字化教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)與利用，為學(xué)生提供適應(yīng)信息時(shí)代所需要的新型學(xué)習(xí)模式，挖掘信息化課程化資源教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，變革學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)協(xié)同育人的取向。因此，教師可以以單元主題為統(tǒng)領(lǐng)，挖掘其中蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)協(xié)同育人價(jià)值，明確實(shí)驗(yàn)服務(wù)教學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)，設(shè)計(jì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的活動(dòng)，從而開(kāi)展單元整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)，落實(shí)生物學(xué)核心素養(yǎng)的培育。

以人教版七年級(jí)《生物學(xué)》上冊(cè)第五章“綠色植物與生物圈中的碳氧平衡”為例，教師可以利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將課本上的科學(xué)史、探究、演示實(shí)驗(yàn)和技能訓(xùn)練均改用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究實(shí)踐，讓學(xué)生分組選擇實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行小組交流匯報(bào)。讓學(xué)生在實(shí)踐中通過(guò)收集數(shù)據(jù)，將原有的比較耗時(shí)的定性實(shí)驗(yàn)（不能直接觀察過(guò)程變化）通過(guò)操作便捷的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)定量展示，在增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐，基于事實(shí)和證據(jù)形成并建構(gòu)呼吸作用的相關(guān)概念（見(jiàn)表1）。

另外，不是所有實(shí)驗(yàn)都需要定量化。應(yīng)關(guān)注以下三種情況：一是定性和定量相結(jié)合。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相協(xié)同，根據(jù)教學(xué)發(fā)展的需要確定是否需要將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)改造為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。二是厘清數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)系。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言是輔助而不是決定的關(guān)系，二者都是促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的達(dá)成。反觀當(dāng)下的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更多是為了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技能考試而開(kāi)展，偏離了完整的人發(fā)展的價(jià)值旨?xì)w。三是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)歸屬于數(shù)字化教學(xué)的一部分，一定要將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)置于學(xué)科整體數(shù)字化教學(xué)的框架下來(lái)界定其價(jià)值意蘊(yùn)、實(shí)施路徑，如數(shù)字化教材要體現(xiàn)學(xué)生的思維進(jìn)階，在借鑒國(guó)外數(shù)字化教材優(yōu)點(diǎn)后根據(jù)我國(guó)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)編排和呈現(xiàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教材。

2.構(gòu)建“備·教·學(xué)·評(píng)·研”一體化數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系有力保障著高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，根據(jù)一線教學(xué)實(shí)踐著力構(gòu)建“備·教·學(xué)·評(píng)·研”數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。其中，“備”是指外部的資源支持系統(tǒng)，如數(shù)字化賦能的學(xué)科功能教室、實(shí)驗(yàn)教師、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教材等資源；“研”是指數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教研系統(tǒng)，既可以是垂直化的國(guó)家、省、市、區(qū)（縣）、校五級(jí)教研系統(tǒng)，也可以是扁平化、項(xiàng)目式的特定主體教研組；“教”是指從教師的教來(lái)說(shuō)，包括教務(wù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、器材準(zhǔn)備系統(tǒng)；“學(xué)”是指從學(xué)生的學(xué)來(lái)說(shuō)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)；“評(píng)”是指數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)方式，包括過(guò)程性評(píng)價(jià)（基于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)）、終結(jié)性評(píng)價(jià)（數(shù)字化實(shí)驗(yàn)報(bào)告）、增值性評(píng)價(jià)（基于學(xué)校數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)局域數(shù)據(jù)的前后對(duì)比評(píng)價(jià)）（如圖1）。

3.以“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)+”和“跨學(xué)科數(shù)字化實(shí)驗(yàn)”為核心，利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，實(shí)施循證化教學(xué)測(cè)評(píng)與反饋

以“觀察人的口腔上皮細(xì)胞”實(shí)驗(yàn)為例，利用數(shù)字化顯微鏡及相關(guān)軟件系統(tǒng)開(kāi)展教學(xué)及測(cè)評(píng)與反饋（如圖2）。

一是探索基于“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)+”等循證化監(jiān)測(cè)數(shù)字化能力發(fā)展的指標(biāo)維度，將學(xué)生的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表達(dá)能力置于以“推理和論證”為核心的科學(xué)研究范式之中，助推學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的落地。二是跨學(xué)科數(shù)字化實(shí)驗(yàn)旨在還原科學(xué)面貌的本真[10]。結(jié)合當(dāng)下學(xué)科化教學(xué)的要求，我們要走出一條學(xué)科數(shù)字化到跨學(xué)科數(shù)字化教學(xué)，再到超學(xué)科數(shù)字化教學(xué)能力的發(fā)展路徑。

4.重構(gòu)理論與實(shí)踐雙向融合的生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資培訓(xùn)范式

在教師培訓(xùn)過(guò)程中，應(yīng)依托專(zhuān)業(yè)教師和一線骨干實(shí)驗(yàn)教師，重構(gòu)理論與實(shí)踐雙向融合的生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資培訓(xùn)范式。在理論學(xué)習(xí)方面，開(kāi)展如《數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用》《常用傳感器的工作原理及使用注意事項(xiàng)》《數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新》《數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的組織與實(shí)施》《數(shù)字化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的生成》等培訓(xùn)，切實(shí)提高教師理論水平；同時(shí)配合實(shí)際操作，如“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐1：實(shí)踐操作至少2個(gè)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，以‘研究種子的萌發(fā)為主”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐2：以常用傳感器，如壓強(qiáng)傳感器、二氧化碳傳感器為主，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并說(shuō)明傳感器使用注意事項(xiàng)”“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐3：以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新說(shuō)課為主”“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐4：以《研究植物的蒸騰作用》為主”“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐5：以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐和展示為主，具體任務(wù)：學(xué)員在結(jié)束學(xué)習(xí)后，在本單位進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，并對(duì)本校生物教師進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)，完成指導(dǎo)記錄、錄制2節(jié)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像和1個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課視頻”，使教師真正做到會(huì)做、會(huì)用，能在教學(xué)中積極使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)及創(chuàng)新。

生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的實(shí)施要摒棄并突破外在淺表離散的表象，秉持在師生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)中發(fā)展數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)能力，深化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。通過(guò)構(gòu)建“備·教·學(xué)·評(píng)·研”一體化數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，基于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循證化教學(xué)測(cè)評(píng)與反饋，這是生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)走向完整人的發(fā)展的根本旨趣。生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)理科課程屬性的加速器，既是一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法論，也是具身認(rèn)知主義的教學(xué)理念實(shí)踐觀。如何全面實(shí)現(xiàn)生物學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的全面育人目標(biāo)，將成為基礎(chǔ)教育生物學(xué)課堂發(fā)展完整人教育的永恒課題。

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