核心素養下高中生物課堂信息化教學探究

摘 要：隨著科技的迅猛發展，信息化教學成為教育改革的重要方向。在核心素養框架下，高中生物課堂亟須探索與實踐信息化教學策略，培養學生的綜合素質和創新能力。這是時代對教育提出的新要求，也是教育自身不斷創新發展的內在需要。因此，本文將深入探究核心素養下高中生物課堂信息化教學的策略與實踐，為教育改革貢獻綿薄之力。

關鍵詞：核心素養；高中生物；信息化教學

在21世紀這個信息化飛速發展的時代，教育行業面臨前所未有的挑戰與機遇。核心素養的培養成為教育改革的重要目標，高中生物課堂作為科學教育的重要陣地，信息化教學的探究與實踐尤為重要。如何有效利用信息技術手段，提升學生的生命觀念、科學思維、科學探究能力和社會責任感，成為當前教育領域亟待探討的重要課題。

一、高中生物核心素養論述

（一）生命觀念

生命觀念是對生命現象的本質、特征和相互關系的基本理解和認識。在高中生物教學中，學生應樹立生命是復雜系統、生命具有物質性和能量轉換等基本觀念，理解生命體結構與功能、進化與適應、穩態與平衡等基本原理。這種生命觀念有助于學生更深入地理解生命的奧秘，培養對生命的敬畏和尊重，為學習和探究生物知識奠定基礎。

（二）科學思維

科學思維是運用科學的方法、邏輯和證據認識事物、解決問題的思維方式。學生應學會運用歸納、演繹、類比等邏輯推理方法，以及實驗設計、數據分析等科學方法，探究生命現象和規律。這種科學思維有助于學生形成嚴謹、客觀的科學態度，提高分析問題和解決問題的能力，為未來的科學研究和職業發展打下堅實基礎。

（三）科學探究

科學探究是通過觀察、實驗、調查等方式，對自然現象進行探索和研究的過程。學生應積極參與各種科學探究活動，學會提出問題、作出假設、設計實驗、收集和分析數據、得出結論等探究步驟。這種科學探究有助于學生培養實踐能力和創新精神，激發對科學研究的興趣和熱情，為深入理解和掌握生物知識提供有效途徑。

（四）社會責任

社會責任是個人或團體在社會生活中承擔的義務和責任。學生應意識到生物知識與人類健康、環境保護、資源開發等社會問題密切相關，學會運用所學知識分析社會現象、參與社會決策。這種社會責任感有助于學生形成積極向上的價值觀和世界觀，增強為社會作貢獻的意識和能力，為構建和諧社會貢獻力量。

二、信息化教學在培養學生核心素養方面的作用

（一）促進生命觀念的形成與深化

信息化教學通過生動、形象的多媒體展示，將抽象的生物概念、原理和過程直觀地呈現在學生面前，有助于學生更好地理解和掌握生命現象和規律。通過模擬實驗、動畫演示等手段，信息化教學可以幫助學生建立生命系統的整體觀念，深入理解生命的本質和特征，形成和深化生命觀念。如：在教學“細胞的生命歷程”或“遺傳與進化”時，信息化教學可以通過生動、形象的多媒體展示，將這些抽象的生物概念、原理和過程直觀地呈現在學生面前。比如：通過動畫演示細胞分裂的各個階段，或者利用3D模型展示DNA雙螺旋結構，都有助于學生更好地理解和掌握生命的奧秘。

（二）培養科學思維習慣與能力

信息化教學注重引導學生運用科學的方法論和認識論探究生命現象。通過在線討論、數據分析、案例研究等信息化教學手段，學生可以鍛煉自己的邏輯思維、批判性思維和創新性思維，培養科學思維習慣和能力。信息化教學還提供了豐富的資源和工具，支持學生進行自主學習和合作探究，促進科學思維的發展。如：在探究“遺傳與進化”這一主題時，信息化教學可以通過在線討論讓學生圍繞“基因突變與遺傳疾病”展開討論，促使他們運用所學知識分析實際問題，鍛煉邏輯思維和批判性思維能力。

（三）提升科學探究能力與實踐技能

信息化教學為學生提供了廣闊的科學探究空間。通過虛擬實驗室、在線模擬實驗等信息化教學環境，學生可以親身體驗科學探究的全過程，包括提出問題、作出假設、設計實驗、收集和分析數據以及得出結論。這種實踐性的學習方式有助于提升學生的科學探究能力和實踐技能，培養他們的創新精神和實踐能力。如，在學習“細胞呼吸”時，學生可以利用虛擬實驗室進行在線模擬實驗，親身體驗細胞呼吸的整個過程。他們可以自主提出問題，比如，不同條件下細胞呼吸的速率會有何變化？隨后作出假設，并設計相應的實驗方案。在實驗過程中，學生需要收集和分析實驗數據，比如測量不同氧濃度下細胞的呼吸速率，并最終得出結論。

（四）強化社會責任感與倫理意識

信息化教學關注學生的知識掌握和技能提升，注重培養學生的社會責任感和倫理意識。通過引入社會熱點、環境問題等現實案例，信息化教學可以引導學生關注生物知識在社會生活中的應用和影響，培養他們的環保意識和可持續發展觀念。通過在線討論、角色扮演等信息化教學活動，學生還可以探討生物領域的倫理問題，增強倫理意識和社會責任感。如在講解“生態保護”的相關知識時，教師可以通過信息化教學手段，如，引入關于生物多樣性減少、環境污染等社會熱點問題和現實案例，讓學生深刻認識到生物知識在社會生活中的重要性，激發學生對環境保護的關切，培養他們的環保意識和可持續發展觀念[1]。

三、核心素養下高中生物課堂信息化教學策略

（一）借助信息技術，設計教學情境，感悟生命之美

高中生物課堂可以巧妙運用信息技術，創設出生動逼真的教學情境。通過展示豐富多彩的生物圖像、動畫和視頻，教師能夠帶領學生深入探索生命的奧秘，直觀感受生物多樣性和生命形態的瑰麗。這種沉浸式的教學環境，不僅激發了學生的學習興趣，還能讓他們在欣賞生命之美的過程中，深刻理解生物知識，培養對生命的敬畏和熱愛[2]。

在人教版必修1的“細胞的生命歷程”這一章節中，教師可以巧妙運用信息技術，為學生打造一個生動逼真、充滿探索氛圍的教學情境。通過展示精心制作的細胞分裂與分化的動畫，教師將學生帶入一個直觀且富有動態的學習環境。在這部動畫中，細胞的生命歷程被精心呈現，從初始的單個細胞開始，逐步展示其分裂成兩個、四個乃至更多細胞的過程。動畫細致描繪了細胞分裂時染色體的復制和分配，以及新細胞膜的形成，使得學生能夠清晰地觀察到每一次分裂的細節。隨著動畫的深入，細胞分化的奇妙景象逐漸展開。學生們看到，原本相同的細胞開始逐漸發展出不同的形態和功能，形成了多種多樣的細胞類型，如肌肉細胞、神經細胞等。這一過程通過動畫中色彩和形狀的變化得以生動體現，幫助學生理解細胞分化對于生物體發育和組織形成的重要性。這樣的視頻內容使學生仿佛置身于微觀世界，目睹細胞從一個簡單的結構逐漸分裂、分化成為復雜多樣的生物體。這種沉浸式的視覺體驗，不僅讓學生對細胞的生命歷程有了更加深刻的認知，還激發了他們對生物知識的強烈好奇心。在這個教學情境中，教師可以結合豐富的生物圖像和案例，引導學生思考細胞分裂與分化對生物體生長、發育和衰老的影響。此外，教師還可以利用信息技術設計互動環節，如模擬實驗和在線測試，讓學生親身參與細胞生命歷程的探索過程。通過信息技術的巧妙運用，高中生物課堂變得更加生動有趣。在“細胞的生命歷程”這一教學情境中，學生們不僅能夠深刻理解生物知識，還能在欣賞生命之美的過程中，培養對生命的尊重和珍視。

（二）借助信息技術，輔助復習總結，培養科學思維能力

信息技術是高中生物復習總結的有力助手。教師可以利用數字化工具和資源，制作交互式課件、思維導圖和知識圖譜，幫助學生系統地梳理生物知識點，構建完整的知識體系。通過這種方式，學生不僅能夠更加高效地復習和鞏固所學知識，還能在整理和總結的過程中，鍛煉歸納、分析和綜合等科學思維能力，提升解決問題的能力[3]。

在教學人教版必修1的“光合作用的原理和應用”的內容時，主要是讓學生理解光合作用的基本過程，掌握其在實際生活中的應用。因此，在復習這一知識領域的時候，可以借助信息技術工具，在微課中，以光合作用的原理為核心，以反應過程、影響因素以及實踐應用為分支，在反應過程分支上分別以關鍵詞“光反應、暗反應、電子傳遞鏈、碳同化”等為指引，在影響因素分支上，以“光照強度、二氧化碳濃度、溫度”為要點，在實踐應用分支上，突出“農業生產、環境保護”等關鍵詞，構建詳盡的知識圖譜并分享到班級學習平臺，引導學生進行自主探究。在課件中，圍繞思維導圖，設計以下問題，進行逐步深入，如：

①光合作用分為哪兩個階段？每個階段的主要反應是什么？

②哪些環境因素會影響光合作用的效率？如何影響？

③在農業生產中，如何利用光合作用的原理來提高作物產量？

通過信息技術的輔助，結合知識圖譜和問題探究，幫助學生建立起系統的知識框架，讓學生依據微課進行自主學習，利用知識圖譜串聯起各個知識點，理解它們之間的內在聯系，提升分析和解決問題的能力，培養科學思維的能力，使其能夠運用科學的視角，對生物知識進行探索和實踐。這樣既可以形成高效的學習策略，又可以加深學生對生物知識內容的理解，優化學習效果。

（三）借助信息技術，引領實驗教學，培養科學探究能力

信息技術在高中生物實驗教學中發揮著重要作用。通過虛擬實驗、模擬仿真等先進技術手段，教師可以在課堂上模擬真實的實驗環境，讓學生在安全、可控的條件下進行實驗操作。這種教學方式不僅能夠突破傳統實驗教學的時空限制，還能有效培養學生的科學探究能力。學生在信息技術的引導下，能夠自主設計實驗方案、收集和分析實驗數據，從而深入理解生物原理，提升實踐操作能力。

例如，在教學人教版必修1的“細胞膜的結構和功能”的相關知識時，重點是探究細胞膜的結構特性及其功能表現，理解細胞膜的選擇透過性等關鍵原理，在了解實驗過程的基礎上，培養實驗操作能力和分析問題的能力。那么，在學習階段，可以借助微課展示細胞膜制備與觀察的實驗步驟，在觀看視頻的過程中，讓學生對細胞膜的結構有一個直觀的認識，并能描述其組成和特點。結合實驗演示培養觀察能力，引導其領會細胞膜的功能。接著在微課中，模擬物質通過細胞膜的實驗，用不同顏色和大小的珠子代表不同物質，展示珠子通過模擬細胞膜的過程，在實驗模擬的過程中，引導其體驗細胞膜的選擇透過性。然后，在實際教學的時候，為學生提供實驗材料和器具，如細胞膜制備所需的試劑、離心管、顯微鏡等，指導學生根據微課中的實驗操作，自主進行細胞膜的提取與觀察，思考并討論哪些因素會影響細胞膜的制備效果？如何優化實驗步驟？在觀察和分析實驗現象的過程中，鍛煉實踐操作能力，激發學生的探究欲望，提升生物實驗教學效率。這樣既可以加深學生對細胞膜結構與功能的理解，又可以在實驗操作的實踐中，培養科學探索和實驗技能的綜合能力，促使學生以科學的態度對待實驗探究，在觀察、分析和解決問題的過程中，形成良好的科學素養。

（四）借助信息技術，搭建交流平臺，共筑社會責任

借助先進的信息技術，教師可以為高中生物教學搭建起一個高效、便捷的交流和分享平臺。通過利用網絡平臺等在線教育工具，教師能夠實現與學生的實時互動，共同探索生物領域的奧秘。同時，教師還可以引導學生關注當前的社會熱點生物問題，如生態環境保護、生物多樣性保護等，從而激發他們的社會責任感和使命感。這種信息化的教學方式不僅有助于學生拓寬知識視野，更能夠讓他們在參與解決社會問題的過程中，深刻領會生物的社會價值和意義。

以人教版選擇性必修2的“人類活動對生態環境的影響”為例。借助信息技術，教師可以搭建交流平臺，聚集社會正能量，共同應對人類活動對生態環境的影響。以下是一些教學示例：

環保公益活動宣傳：通過網絡平臺，如社交媒體、環保網站等，宣傳和推廣各種環保公益活動。例如，組織線上植樹活動，鼓勵學生通過捐款或參與虛擬植樹來支持實際的植樹造林項目。這種活動不僅增強了學生的環保意識，還實際改善了生態環境。

綠色生活方式分享：在交流平臺上，學生可以分享自己的綠色生活方式，如垃圾分類、節約用水、減少一次性塑料使用等。這些分享能夠激勵更多學生參與到環保行動中來，共同減少對生態環境的負面影響。

環保科技創新展示：利用信息技術展示和推廣環保科技創新成果，如清潔能源技術、廢物處理技術、生態修復技術等。這些技術的展示不僅能夠激發學生對環保科技的興趣和關注，還能推動學生參與到改善生態環境的活動中來。

生態保護項目直播：通過網絡直播的方式，展示生態保護項目的進展和成果。例如，直播野生動物保護區的實時畫面，讓網友目睹保護工作的成效；或者直播植樹造林、濕地修復等項目的實施過程，增強學生對生態保護工作的認同感和支持度。

這些正能量的例子展示了信息技術在搭建交流平臺、共筑社會責任方面的巨大潛力。通過這些平臺，可以匯聚社會力量，共同應對人類活動對生態環境的影響，為建設一個更加綠色、可持續的世界貢獻力量。

結束語

綜上所述，核心素養導向下的高中生物課堂信息化教學是一種創新且富有成效的教學模式。它通過融入信息技術，不僅豐富了教學內容和手段，更在培養學生的科學探究能力、創新思維和社會責任感等核心素養方面展現出顯著優勢。未來，生物教師應繼續深化信息化教學實踐，不斷探索與核心素養相契合的教學方法，以推動高中生物教育質量的持續提升。

參考文獻

[1]庚承紅.核心素養下高中生物教學探討[J].發現，2018（10）：1.

[2]李熹.核心素養下高中生物與信息技術結合的有效性探究[J].教育信息化論壇，2022，6（4）：3.

[3]周軍鴿.核心素養視域下高中生物信息化教學研究[J].啟迪與智慧（上），2023（11）：3-5.