數字教材助力素養導向的初中生物學教學

信息技術日新月異，數字化教學越來越普遍。教師使用數字教材教學已成為新常態。《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“課標”）中“核心素養為宗旨”的課程理念高度體現了學科育人的價值觀[1]。數字教材載有豐富的教學資源，其平臺具有便捷的授課功能，這為教師創新教學模式、優化學生學習方式、保障多元化教學評價提供了有力支持，也是落實新課標理念、推進素養導向的課堂教學的重要抓手[2]。教師利用數字教材的富媒體性、交互性等特點深化教學改革，為培養學生核心素養開辟了新路徑。下面以八年級生物學“人類對細菌和真菌的利用”為例，基于人教智慧教學平臺的數字教材創新教學模式，探索運用數字教材培養學生核心素養的有效方法。

一、素養導向下的教學設計思路與方法

生物學課程要培養的核心素養，主要是指學生通過本課程學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，是生物學課程育人價值的集中體現，主要包括生命觀念、科學思維、探究實踐、態度責任[3]。

（一）對照課標確定教學目標

人教版《義務教育教科書 生物學 八年級 上冊》中“人類對細菌和真菌的利用”屬于生物圈中的其他生物單元模塊。該節分兩課時教學，第一課時的教學內容為細菌、真菌與食品制作。課標指出：“有些微生物會使人患病，有些微生物在食品生產、醫藥工業等方面得到廣泛應用”。本課屬于課標規定的第7個內容主題“生物學與社會·跨學科實踐”，對應的要求如下。發酵食品制作類跨學科實踐活動：發酵食品的制作可以運用傳統的發酵技術來完成；發酵食品的改良需要好的創意，運用多學科的知識和方法，從發酵的條件控制、裝置改進、食材選擇等方面不斷嘗試[4]。

發酵食品的制作歷史悠久，學生在生活中經常接觸面包、酸奶、腐乳等發酵食品，同時學生知曉細菌、真菌的結構特征和營養方式。他們學習本節內容具備一定的經驗和知識基礎。利用細菌、真菌制作食品實質上是微生物發酵，如用細菌發酵制成酸牛奶。但是，學生對于微生物具體的代謝方式并不了解，故理解發酵本質有一定的困難。教師需要引導學生由淺入深地探究發酵現象的實質。

筆者基于以上分析，根據課標規定的核心素養培養要求，確定如下教學目標。

生命觀念：觀察分析酵母菌發酵、乳酸菌制作酸奶泡菜、醋酸菌制醋等發酵現象，理解微生物制作食品的生物學原理。

科學思維：了解米酒制作各步驟的目的和原理，閱讀有關多種細菌、真菌制作食品的資料，運用分析與綜合、歸納與演繹等方法探討發酵現象，認同發酵食品的制作需要微生物的代謝活動。

探究實踐：觀察并探究酵母菌在制作饅頭中的作用，設計實驗并探究制取酵母菌發酵產物，掌握酵母菌發酵原理。

態度責任：與家人合作制作饅頭、釀米酒，體會理論技術應用于實踐的意義和勞動的樂趣。與同伴合作，分組討論、實驗探究、分析信息，培養自主學習、合作交流的能力。列舉細菌和真菌在發酵技術中的應用實例，辯證看待細菌真菌在自然界中的作用。

（二）確定教學方法和流程

筆者利用數字教材，結合利用學生課前制作饅頭、釀米酒的活動素材，設計如下教學流程（如圖1）。課前學生制作饅頭或米酒等發酵食品，體驗發酵現象并記錄制作過程，在課堂上分享制作過程和心得體會。筆者由此引導學生深入探究發酵現象背后的原理，即借助實驗探究酵母菌發酵原理，分析米酒制作各步驟的目的和原理，引導學生自主閱讀資料，使其認同發酵的實質是微生物的培養過程，進而將發酵原理應用到生活實踐中。

（三）準備教與學資源及工具

教師在課堂教學中運用數字教材，需要準備好軟硬件，硬件如計算機多媒體設備、與授課平臺交互使用的手機等，軟件如數字教材授課平臺、電子教材、教學課件、電子任務單等。本課，筆者使用人教智慧教學平臺授課。

此外，為滿足演示實驗的需求，筆者還準備了如下實驗材料或設備，包括酵母、白砂糖、氣球、澄清石灰水等。

筆者鼓勵學生在課前嘗試制作發酵食品（如饅頭、米酒），記錄制作過程和發酵現象，并提交包含照片、視頻等資源的實踐報告。

二、數字教材助力生物學教學的路徑與策略

（一）借助數字教材，創設教學情境

數字教材載有豐富的圖片、視頻、模型，以及科學、技術、社會等方面的閱讀資料。教師導入新課時可從數字教材中提取教學所需情境素材。對于“人類對細菌和真菌的利用”，筆者采用該單元第三節和第四節的教材圖片如發霉面包、手癬、小麥葉銹病等圖片（學生熟悉的材料），創設真實的情境。問：“細菌真菌有對人類有益的方面嗎？”筆者以此激發學生好奇心，喚起學生對知識的渴望和學習興趣。除此之外，數字教材還載有視聽效果較強的視頻資源，筆者用其為學生創設更加生動真實的情境。

（二）充分利用數字資源，給予學生自主實踐舞臺

在生物學課堂教學中有效開展探究活動，不僅有助于學生運用論證與推理的科學思維，發現問題并解決問題，而且有助于學生理解科學概念和科學本質，幫助學生成為獨立的學習者和思考者[5]。數字教材提供了豐富的實驗視頻和互動交互式的模擬實驗，有利于學生直觀感知科學現象，結合已有知識提出問題、做出假設、設計實驗、獲得證據、解讀和分析證據，多維度發展學生的探究實踐能力。同時，教師也可將其他途徑獲得的教學資源上傳到授課平臺課程資源庫，如學生制作饅頭、米酒等發酵食品的視頻或圖文資料。

對于“人類對細菌和真菌的利用”，該課時聚焦發酵食品的制作。在課堂教學前，教師可鼓勵學生與家長合作蒸饅頭或釀米酒，使學生有制作發酵食品的親身體驗，同時要求記錄制作過程，并請學生代表在課堂上分享制作經歷和經驗。在實踐中，學生對于發酵現象有深入觀察和深刻體會，對于探究發酵原理有更強的動力。

在課堂教學中，筆者使用數字教材及授課平臺的交互功能，尊重學生的主體性，設計豐富多樣的探究活動，充分給予其探究和展示的機會。

1.學生展示課前實踐過程

學生在課前的課余時間動手做饅頭，重點觀察記錄發面（即面團發酵）的現象，用圖片、視頻或文字表格的方式記錄發酵過程。學生設計并實施對照實驗，探究了酵母菌在面團發酵中的作用，確證面團發酵是酵母菌參與的結果。

2.借助數字資源呈現發酵現象

筆者提問“酵母菌為什么能使面團變大呢”，引發學生思考，調動他們的探究積極性。隨后，筆者借助數字教材中的視頻資源“發酵現象”（如圖2），呈現酵母菌發酵的過程。使用該視頻資源旨在幫助學生直觀感知發酵現象，得出結論。

3.實驗探究驗證發酵原理

首先，筆者播放酵母菌發酵的實驗視頻，引發學生進一步思考：氣球中的氣體是哪種物質？然后，引導學生設計并實施實驗驗證氣體成分。接著，借助智慧教學平臺的多圖對比功能（如圖3），實時放大并對比展示了實驗結果，讓學生直觀感受什么是發酵，清晰觀察實驗現象，從而得出結論。

4.小組討論分析演繹

筆者請學生代表展示自釀米酒的過程，并設置一系列問題串引導學生分組討論。例如：為什么制作米酒需要先蒸熟？為什么要放涼后再加入酒曲攪拌？為什么要將容器放在溫暖的環境中？在學生回答過程中，筆者利用數字教材的聚光燈功能（如圖4），呈現教材內容，圈畫突出重要字句。筆者利用該功能與學生共同閱讀教材，培養學生分析與綜合、演繹與推理的科學思維能力。在分析過程中，學生逐漸認同米酒發酵的過程實際上是微生物的培養過程。

數字教材載有豐富的視頻資源，授課平臺具有強大的交互功能，這些為教師教學提供了有力的支持，也為學生生物學核心素養發展提供了支架和階梯。

（三）設計合理評價體系，促進核心素養目標達成

對于紙質教材中練習題，學生只能用紙筆作答，教師根據現場問答效果或課后練習情況來評價學生學習成果，具有一定的局限性。筆者使用數字教材進行教學與評價，可彌補傳統教學的不足。學生當堂完成練習，筆者即時掌握學生整體表現情況。數字教材支持教師根據自身需求添加資源，將預先準備的練習題或評價素材上傳到授課平臺，課上隨時使用。

“人類對細菌和真菌的利用”屬于發酵食品制作類跨學科實踐活動。本節課的評價標準與傳統教學有所不同，教師不僅要對作品成果評價，而且要關注學生的學習過程表現，充分收集多樣化的學生表現證據。

本節課，筆者針對學生跨學科實踐活動設計了“發酵食品制作實踐活動評價單”（見表1），在學生開展實踐活動前已告知相關評價標準，并進行相應的解讀幫助學生理解評價標準的具體內容。該評價包括學習動機、實踐參與、實踐成果和學習品質四個維度的學生自評。筆者設置了清晰具體、易于評價的具體指標用來評估學生核心素養水平，比如過程性評價中關注學生實踐前能否主動查閱相關資料、能否規范完成制作、制作過程中能否尋找解決方法。學生通過自我評價，反思回顧實踐過程，幫助其養成總結和反思的習慣。本次課程活動，以評促教是對教學評一體化的一次具體實踐。

三、做好設計并重視評價是數字教材科學運用之道

數字教材整合了豐富的教學資源，為教師備課、授課提供了強大的工具支撐，免去了教師從海量資料中篩選教學資源的低效勞動。以數字教材為載體開展學科教學時，教師需要注意以下三點：一是教師應具備一定的數字素養，在教學中不斷提升信息技術素養和數字資源整合能力[6]；二是精心設計教學目標，優化教學方法，尊重學生的主體地位，注重對學生核心素養的培養；三是重視教與學的評價，在過程性評價和診斷性評價中促進學生核心素養發展。

科技發展為教育教學帶來新機遇，數字教材被越來越多的師生接受。教師使用數字教材教學日漸成為常態。不論技術與模式怎樣迭代，教師應牢記數字教材教學的宗旨：依托數字教材實現數字技術與課堂教學深度融合，創設真實的教學情境，發揮學生主體性，助力學生解決真實的問題，提升學科核心素養。

注：本文系國家新聞出版署出版業科技與標準重點實驗室——數字教育出版技術與標準重點實驗室、人教數字教育研究院規劃課題“數字教材助力跨學科主題學習的實踐研究”（編號：RJA0223003）的階段研究成果，課題子項目為“依托數字教材培養學生生物核心素養的教學實踐研究”（課題編號：RJA0223003-14）。

參考文獻

[1][3][4]中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準：2022年版[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2] 韓玉蕾.數字教材助力素養導向的課堂教學：以數學學科為例[J].基礎教育課程，2021（21）：9-15.

[5] 義務教育生物學課程標準修訂組.義務教育生物學課程標準（2022年版）解讀[M].北京：北京師范大學出版社，2023.

[6] 陳超，王東芳.中小學數字教材應用存在的問題及其對策[J].中小學信息技術教育，2021（1）：39-42.

（作者陳祎、李紅菊、孔祥麗系北京市第八中學教師；徐廣會系人教數字出版有限公司學科編輯）

責任編輯：祝元志