大數據背景下高中生物個性化單元作業設計

陳麗梅

摘?要：近年來，大數據發展迅速，對人們的生活產生深遠影響.高中生物知識點繁雜，學生學習過程有一定的難度.作為高中生物教師，

要尊重學生個性差異，充分發揮學生的主觀能動性，優化高中生物作業設計，故作業設計的價值的研究顯得十分必要.本文以人教版必修一第三章《細胞的基本結構》為例，對大數據下高中生物個性化單元作業設計方式進行研究.

關鍵詞：大數據；高中生物；個性化作業；設計

中圖分類號：G632???文獻標識碼：A???文章編號：1008-0333（2024）15-0140-03

在傳統的高中生物作業設計中，通常是采取鞏固練習的方式，幫助學生掌握生物知識.如今，該方式已無法滿足現代教學需求.大數據背景下，教師需充分利用信息技術手段，通過問卷等形式了解學生的知識掌握情況和薄弱環節，根據學生實際情況，優化作業形式，設計難度適中且符合學生的認知水平，突出作業的個性化與科學性，充分發揮作業的價值，提高學生學習水平.近年，為實現核心素養的落地，單元教學深入人心，而單元作業設計成為其中重要的組成部分.單元作業設計具有整體性、多樣性、分層分類性特點，是培養核心素養的重要途徑.本文著重根據學生特點重點闡述個性化作業設計類型.

1 實踐性作業設計

生物學科與生活實踐關系密切，生物情境大多源自科研、生活實踐等，因此在高中生物作業設計時，應當將其與生活實際結合，通過課前設計問卷調查與測試的方式，對數據進行收集分析，了解學生知識掌握情況.以此作為基礎，優化課堂教學內容，為學生構建良好的學習情境，激發學生學習興趣[1].《細胞的基本結構》單元課程要求落實重要概念：細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動中，要求學生掌握細胞的基本結構，理解細胞內有多個相對獨立的結構，承擔著物質運輸、合成與分解、能量轉化以及信息傳遞等生命活動，闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中[2].本章應從系統的角度，落實細胞在結構和功能上的整體性，體現細胞各部分結構之間的分工與合作，協調與統一的生命觀念.為了實現單元教學目標，幫助學生突破課堂學習重點與難點，教師在課堂教學的基礎上，設計課前網絡作業以及課堂實踐作業，引導學生開展實踐練習.在課堂活動之前，教師引導學生利用網絡搜集有關“生物膜模型的演變過程”資料，培養他們基于事實和證據進行推理論證，加深模型與建模的理解.利用網絡收集 “中中、華華”的信息，觀看克隆猴的視頻.通過這樣的方式吸引學生，并且讓學生思考問題：細胞核有什么樣的功能？在此基礎上，開展課堂實踐作業，讓學生結合教材內容，以小組方式對資料進行討論、對實驗現象進行分析，得出相應結論.在此基礎之上，課后讓學生獨立完成或者小組合作完成，利用彩色黏土、各種豆、大棗或其他可利用的廢舊材料等，制作細胞膜的流動鑲嵌模型、各細胞器的模型和細胞核模型，并且在課堂上展示，通過分析模型的結構特點，幫助學生形成結構與功能觀.這種實踐性作業讓學生在自主學習中、合作交流中，內化生物知識，強化生命觀念，提高動手能力.

2 設計探究性作業

科學探究要求學生能夠針對相應的情境提出可探究的有價值的問題，基于已有的條件，查詢資料、設計實驗方案、記錄分析結果、預期結果并得出結論或作出解釋，掌握科學探究的整個流程[3].在大數據背景下，教師可以利用大數據搜集學生感興趣的探究性問題，結合學生的最近發展區，在大數據的基礎上，將探究性學習與高中生物作業設計結合，在學生完成作業時，引導學生深入研究生物問題，鍛煉學生提出問題能力，提高學生問題解決能力[4].為此，設計探究型作業，引導學生設計實驗方案，預期實驗結果，使其思維發生碰撞與交流，培養核心素養.在《細胞的基本結構》單元教學中，筆者根據整體單元教學目標，設置多個探究性問題，引導相應的實驗設計，開展探究性學習活動.

探究作業（1）?播放實驗視頻，設置探究問題：如果請你設計一個實驗方案證明細胞的死活，該如何操作？請描述實驗設計思路并預期實驗結果.據此推測，細胞膜應該具有什么功能？設計意圖是從實驗出發，引導學生動腦思考，激發興趣.

探究性作業（2）?根據磷脂分子的特點解釋，磷脂在空氣——水界面上如何排布？磷脂分子在水中如何排布？理由是什么？學生開展討論活動，讓小組代表展示小組的作業.之后，教師利用大數據向學生展示資料，結合戈特和格倫德對血影的研究資料，讓學生探究磷脂分子在細胞中的排布，討論得出正確的排布方式.

探究性作業（3）?有什么樣的證據證明細胞膜中的物質不是靜態的？結合此前學習，學生思考可回答出如變形蟲的變形運動、細胞分裂等，借助網絡視頻直觀的方式，說明細胞膜中的分子是可以運動的，從而引導學生思考： 如何設計實驗來加以驗證？這樣引導學生分析問題，提升實驗設計能力進而明確細胞膜具有流動性的原因.之后，呈現人鼠細胞融合實驗，通過觀察實驗和證據，證明細胞膜具有流動性.

探究作業（4）?實驗觀察葉綠體與細胞質的流動.組織學生進行實驗，并設置問題串：你觀察到了哪些結構？細胞質的流動與哪些細胞器有關？細胞質的流動現象具有什么生物學意義？以此加強實驗的規范操作，設置的問題串旨在引導學生思考結構與功能的關系.

探究作業（5）?傘藻嫁接與核移植實驗需再怎樣設計實驗才能說明是由細胞核控制的？此實驗嚴密嗎？

借助這一系列探究性作業開展探究活動，引導學生思考和解決問題.在作業設計過程中，教師需要考慮學生實際水平而設計不同梯度的作業，做好作業難度劃分.通過學生完成探究性作業，提高學生的探究能力，樹立學生學習自信心，提高課堂學習有效性.

3 設計開放性作業

傳統作業設計中，作業方式較封閉，不利于學生拓展思維的培養.在大數據背景下，教師應當注重開放性生物作業設計，培養學生的創新意識，為學生未來的學習與發展奠定基礎.在實際的開放性作業設計中，教師需要對教學內容進行分析，結合學生學習情況，引入學生感興趣的開放性作業，發揮作業的價值與作用，提高學生課堂學習效果[5].可以結合本校實際情況設計開放型的作業，激發學生的主動性，使其在做作業中思維得以發散，創造性得到提高與鍛煉，培養他們的科學思維，最終高效完成作業，輔助對課內知識的理解.

在《細胞的基本結構》教學單元中，主要設計了以下幾種開放性作業：

開放性作業（1）?本單元中體驗科學研究歷程中的隱藏的生物學研究科學方法或思想是非常重要的.筆者課前設置開放型的作業，在課堂上展開討論與交流.

（1）查找資料，相應科學家的典型實驗及事跡，并與同學分享；

（2）從研究結果的角度分析每位科學家的結論中的可取之處與不足之處；

（3）能否設計相關實驗？

開放性作業（2）?溶酶體內含有多種水解酶，為什么溶酶體膜不會被這些水解酶分解？嘗試提出一種假說，解釋這種現象，如有可能，查閱資料驗證你的假說[6].

開放性作業（3）?有性生殖使雌雄兩性生殖細胞的細胞核融合為一個新的細胞核，從而使后代的遺傳物質同親代相比，既有繼承又有變化.從這個角度你能找出不支持克隆人的證據嗎？

這幾個開放性問題同時掛到學校網絡相應班級平臺上，讓學生可以把課堂上沒有發揮出來的想法記錄并上傳到學習平臺，分享自己的思考成果，學生思維充分展現，其他學生也可以上網查看并評價.這種作業開放性強、思維量大，能提高學生分析推理能力，培養學生繼承創新、實事求是和大膽實踐的科學精神和態度，讓學生體會到科學總是從觀察到問題、猜想、實驗、完善的必然過程.整個過程培養了學生批判性思維和邏輯思維，激勵學生科學知識是不斷發展變化的，只有不斷探索、科研無止境，每位學生都可能是那顆星星.

4 結束語

高中生物作業設計是教師教學工作的重要一環，借助大數據平臺，結合學生的個性需求，優化作業設計并進行恰當評價，為學生學習提質增效十分必要.在本文中，借助實踐性作業、探究性作業、開放性作業設計，設計滿足學生學習需求的作業并認真落實，對于培養學生的科學思維等核心素養大有裨益.大數據發展大勢所趨，利用好大數據平臺可以更好地實現學生的個性化需求.以促進學生核心素養為目標設計多種類型的單元作業是現在作業設計的變革方向，這種類型的作業還可以促進學生增進理論與實踐的有機整合，繼而提升他們的生物素養.

參考文獻：

［1］曾滿霞.基于極課大數據的高中生物作業分析與精準教學[J].高考，2020（8）：1.

[2] 王敏.論核心素養下高中生物校本作業的設計原則[J].文理導航，2021（35）：1.

[3] 李晨霞.大數據背景下高中生物校本作業的評價方法[J].中學課程輔導（教師通訊），2019（3）：117.

[4] 曾滿霞.基于極課大數據的高中生物作業分析與精準教學[J].高考，2020（8）：1.

[5] 張彩勤.精設個性化作業 彰顯作業訓練魅力：高中生物基于個性化作業設計的研究[J].試題與研究（教學論壇），2021（21）：1.

[6] 劉國偉.大數據背景下高中生物個性化作業設計探析[J].高考，2019（22）：168.

［責任編輯：季春陽］