信息技術與中學生物教學深度融合探析

［摘 要］文章在深入分析信息技術與中學生物教學深度融合的內涵與本質的基礎上，結合具體實例，探討信息技術與中學生物教學深度融合的原則和策略，以促進教與學在結構、環境、方式、資源等方面的變革，從而有效提升中學生物教學質量，促進學生學科核心素養的形成與發展。

［關鍵詞］信息技術；生物教學；深度融合

［中圖分類號］ " "G633.91 " " " " " " " "［文獻標識碼］ " "A " " " " " " " "［文章編號］ " "1674-6058（2024）29-0090-04

當前，信息技術已滲透到教育的各個領域，它與基礎教育的深度融合已成為當下基礎教育改革的重要目標與方向。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》[1]明確指出，信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。為了推進落實國家關于教育信息化的總體部署，教育部相繼頒布了《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》[2]和《教育信息化“十三五”規劃》[3]，提出要推進信息技術與教學的深度融合，建設智能化教學環境，營造信息化教學氛圍，促進教學理念、教學模式和教學內容的革新，以滿足信息時代對培養高素質人才的需求。此外，在2019年頒布的《中國教育現代化2035》[4]中提出，要加快信息化時代的教育變革，利用現代技術加快推動人才培養模式改革，實現規模化教育與個性化培養的有機結合。不僅如此，新課標也強調，教師應重視運用互聯網技術、移動通信技術和人工智能等現代信息技術手段，開發和利用數字化教學資源，豐富師生互動交流方式，促進學生個性化學習，推進現代信息技術與教學深度融合[5]。顯然，如何充分實施信息技術與教學的深度融合已成為中學教學亟待解決的現實問題。

一、信息技術與中學生物教學深度融合的內涵與本質

信息技術是指對信息進行采集、加工、存儲、交流、應用的手段和方法體系[6]。它通過對聲、像、圖、文等多種信息進行加工、處理、存儲、使用，能化靜為動，化虛為實，化抽象為直觀，從而拓寬教學內容、教學時間和空間，延伸課堂學習的內涵與外延。因而，信息技術具備與學科教學進行深度融合的基礎和條件。在生物課程中，研究對象涉及各種生物體的特征及其生長發育、遺傳變異、自我繁殖、新陳代謝等生命活動現象，因而在教學中單靠掛圖、生物模型、生物標本等傳統教學用具難以生動、直觀、真實地呈現生命活動的過程和特點。因此，需要借助信息技術，如視頻、動畫、圖像、聲音等，才能把那些微觀的、動態的、抽象的生命活動過程、重點概念、重點規律和不易完成的實驗等真實地展示在學生面前，從而促進他們對生物知識的建構。信息技術與中學生物教學的深度融合，是指根據中學生物教學的需要，借助信息技術提供的聲、像、圖、文等多種信息，對教與學的過程和資源進行設計、開發、利用與評價，使信息技術與中學生物教學內容、教學資源、教學實施等融為一體，成為課程內容和課程實施的有機組成部分，以實現教與學的優化[7]。需要指出的是，信息技術與中學生物教學的深度融合并非信息技術與所有教學內容的融合，而是根據教學內容和教學需求合理地融合信息技術。實際上，這種融合并非簡單的形式上的機械融合，而是在現代教育理論的指導下，將信息技術作為改變教學方式和學習環境、促進學生自主學習的重要工具，使各種教學資源、教學要素、教學環節等進行深度融合，并在整體上產生的聚集效應。

與傳統教學相比，信息技術與生物教學的深度融合能有效實現教學的交互性，改變教師的教學方式和學生的學習方式，充分體現教師是課堂教學的組織者、學生學習的促進者、課程資源的開發者，同時凸顯學生是信息加工的主體和知識意義的主動建構者。很明顯，這種融合能踐行以教師為主導、以學生為主體的教學結構，充分發揮學生學習的主動性和積極性，為學生的主動學習、個性化學習提供良好的環境，從而全面提高課堂教學效率。

二、信息技術與中學生物教學深度融合的原則

（一）目標導向原則

教學目標是教學活動所期望達成的成果，它反映了學生通過學習后在行為、認知、心理等方面應發生的變化。信息技術與中學生物教學深度融合的目的是更好地完成生物教學目標，促進學生自主學習、主動學習，并培養學生的創新精神和實踐能力[8]。在中學生物教學實踐中，信息技術與課程的融合程度及時間點應取決于本節課的教學目標。一般情況下，在教學內容比較抽象、難以用語言表達時，或在創設情境引入新課、激發學生學習興趣、引發學生思考，以及需要學生通過虛擬環境體驗以加深對知識的理解時，將信息技術與生物教學進行深度融合，往往能取得較好的教學效果。例如，在“種子的萌發”教學中，由于種子萌發過程較長，教師可以先利用信息技術將這一過程制作成動畫進行形象直觀演示，再結合教材中的插圖進行分析，就可以使學生更容易理解種子的萌發過程，達成教學目標。

（二）學生中心原則

中學生物教學與信息技術的融合必須著眼于改變教學結構，充分發揮學生的學習主體性，使學生成為活動的參與者與知識的建構者。在教學實踐中，即使教師運用了豐富的信息技術手段，豐富了教學內容，體現了教學的主導作用，但如果沒有充分調動學生學習的主動性、積極性，未能促進學生有效學習，那么這種融合不能被視為有效的融合。融合的目的就是要在發揮教師主導作用的同時，以學生為中心，體現學生學習的主體地位，幫助學生在學習過程中主動去探索、合作、體驗、交流、創造，構建民主、和諧、協作的新型師生關系，促進學生主動進行知識意義建構，培養學生主動探究、合作分享、反思質疑與創新的能力。因此，在信息技術與中學生物教學的深度融合中，教師應更加關注如何運用信息技術豐富生物教學內容和資源，拓寬和延伸學生學習的時間和空間，擴大學生學習的認知范圍，使生物教學成為教師充分發揮主導作用、學生積極參與學習的多元互動教學形態。

（三）發展思維原則

發展學生的科學思維是培育學生形成批判質疑、勇于探究等科學精神的重要途徑。在教學實踐中，信息技術與中學生物教學的深度融合應有利于學生思維能力的培養，避免實施那些表面熱鬧、缺乏深度討論的課堂，或過度使用信息技術導致的“光鮮課堂”。在進行深度融合時，教師應明確融合的目的，考慮其能夠培養學生哪一方面的思維能力，并設置具有層次性的問題來引導學生思考。例如，在“人體血液循環途徑”的教學中，可以利用信息技術將血液循環途徑制作成動態演示的圖片或視頻，并引導學生觀看后思考以下問題：在血液循環過程中，血液流經了哪些血管？血液在血管和心臟中能否倒流？如果能倒流，會對人體產生什么影響？學生通過思考這些問題，不僅理解了血液循環的途徑，還培養了基于證據和邏輯，運用比較、分類、歸納、演繹、分析、綜合等思維方法解決問題的能力。

三、信息技術與中學生物教學深度融合的策略

（一）利用信息技術，創設適宜的教學情境

心理學研究表明，適宜的教學情境能讓學生沉浸在課堂學習中，有助于學生在教師的引導下主動建構知識體系。在教學實踐中，教師應根據教學內容，利用信息技術提供的圖文、聲音、影像、動畫、視頻等，創設適宜的教學情境，化靜為動、化抽象為形象、化復雜為簡單，使知識的獲取和再發現過程更加符合學生的思維發展特點、心理特征和認知水平，從而促進學生在教學情境中生成知識，形成積極情感，體驗學習的成就感。例如，在講授光合作用時，教師可以利用信息技術，通過視頻和動畫的形式呈現普利斯特利、英格豪斯、梅耶、薩克斯、魯賓和卡門等科學家的實驗過程，從而創設生動的教學情境，揭示植物生命活動的奧秘。這有助于學生理解探究光合作用的原料、產物、場所和條件等，體驗科學家的發現歷程，認識到生物科學發展是一個不斷發現、不斷進步的過程，促進學生用辯證的眼光、理性的思維進行生物學習，用發展的眼光看待生物學的過去、現在和未來，從而達成課程思政、學科育人的目的[9]。

需要強調的是，利用信息技術創設適宜的教學情境，需找準信息技術與生物教學深度融合的結合點，讓生物教學融入學生真實、直觀的生活與學習情境中，最大限度地調動學生的原有認知和生活經驗。只有創設出逼真、生動、動態、直觀的教學情境，才能更有利于學生建構知識、發展思維和形成能力。

（二）利用信息技術，豐富生物教學資源

隨著基礎教育課程改革與教育信息化的不斷深入，以資源為中心的信息技術與學科教學深度融合的教學模式應運而生。這種教學模式既體現了以學生為主體、以過程為主線的知識建構，又強調了以知識為中心向以資源為中心的轉變，注重學生的自主學習過程。在教學中，教師可以利用信息技術和網絡平臺，為學生提供與教學內容相關的教學資源，充分利用資源的豐富性和網絡的交互性，通過任務驅動的形式引導學生利用資源進行自主探究，開展基于問題解決的自主學習、研究學習和合作學習。同時，信息技術也為學生提供了豐富的、多樣化的教學資源與信息化的學習環境，成為學生學習的協作工具和輔助手段。例如，在“昆蟲的生殖和發育”教學中，教師可以借助各種信息技術和網絡平臺來充實教學資源，促進學生自主學習。在新課學習前的課外階段，教師可以通過任務驅動的方式，讓學生利用“蟲識別碼”APP識別學校或家庭周圍環境中的昆蟲，了解昆蟲的相關知識；通過“巍巍昆蟲記”等微信公眾號，了解昆蟲的形態結構、生活環境、生理特性等；利用QQ群、微信群、騰訊會議等網絡平臺，發布昆蟲的生殖和發育等相關內容的學習視頻，供學生開展線上交流討論和學習[10]。很明顯，在教師的指導下，學生利用多樣化的信息平臺，搜集到了較為科學實用的素材和資源，拓展了學習的空間和渠道，這有利于他們主動學習，提升學習效果。再如，在開展當地生物種群調查等研究性課題時，教師可以先組織學生利用信息技術查閱豐富的網絡資源，設計研究方案、選擇研究方法，并總結研究成果。隨后，由教師組織學生匯總研究材料后制作成相關專題網頁，并設置論壇，讓所有學生都能針對研究方案和研究結果進行瀏覽學習、交流討論、自由發表意見等。這樣做不僅豐富了學生的學習資源，還改變了他們的學習方式，促進了學習效果的提升。

（三）利用信息技術，開展虛擬實驗教學

生物學是一門以實驗為基礎的科學。實驗是學生形成概念、理解規律和掌握原理的重要途徑。通過實驗，學生不僅能生成新知識，而且能加深對理論知識的理解，并在實驗過程中培養實踐動手能力。然而，在生物教學中，有些實驗由于耗時過長或者實驗儀器短缺等原因，不能在教學中及時開展。因此，借助信息技術，開展虛擬實驗就成了信息技術與生物教學深度融合的重要途徑。例如，以“昆蟲”一節的教學為例，在觀察和分析蝗蟲的結構特點時，可利用易加平臺的“虛擬實驗室”所具有的強大3D演示功能，讓學生360度無死角地觀察蝗蟲的每一個結構，甚至一些在觀察實物標本時需要用放大鏡才能看清楚的結構，如蝗蟲的單眼、氣門、觸角等[10]。學生通過信息技術在數字化、虛擬化的學習環境中進行實驗，不僅能克服傳統實驗耗時過長的弊端，而且能在虛擬實驗中體驗科學探究的過程，發展科學探究思維。需要指出的是，雖然利用信息技術開展虛擬實驗可為生物實驗教學創造更多可能性，拓展實驗教學的時間和空間，豐富實驗探究的途徑，但不是所有實驗都適合以虛擬實驗的形式來開展。虛擬實驗不能完全代替傳統實驗，它只是傳統實驗的有益補充。在教學實踐中，只有根據實際情況和教學需要恰當地利用信息技術開展虛擬實驗，才能充分發揮虛擬實驗教學的價值。

四、結語

中學生物教學與信息技術的深度融合并非二者的簡單相加，而是基于一定的教學目標，充分發揮信息技術在生物教學中更強大、更有效的教學輔助功能，實現二者有機融合，形成“你中有我，我中有你”的緊密關系。判斷信息技術是否真正融合在生物教學過程中，關鍵在于融合后教學環境和結構是否得到改善，教師的引導作用是否得到增強，學生的主體地位是否得到明顯提升，以及能否更有效地促進教師的教和學生的學。

要實現信息技術與中學生物教學的深度融合，從根本上講，需要著力提升教師的信息素養水平與信息技術運用能力。為此，教師應及時加強相關知識和技術的學習，深刻理解信息技術與生物教學深度融合的內涵、原則、目標和思路等，不斷提升自身信息技術與生物教學深度融合的能力；學校應加強對教師信息技術的培訓，并將教師的信息技術能力納入考核評價體系，以此促進教師專業能力的提升；教育主管部門應制定相關政策及激勵措施，鼓勵教師積極開展信息技術與生物教學深度融合的實踐以及相關課題的研究，推動教學的結構、環境、方式、資源等方面的變革，從而有效提升教學質量。

［ " 參 " 考 " 文 " 獻 " ］

[1] "國家中長期教育改革和發展規劃綱要工作小組辦公室.國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）[EB/OL].（2010-07-29）［2024-05-10］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html.

[2] "中華人民共和國教育部.教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）[EB/OL].（2012-03-13）［2024-05-10］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201203/t20120313_133322.html.

[3] "中華人民共和國教育部.教育信息化“十三五”規劃[EB/OL].（2016-06-07）［2024-05-10］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

[4] "中國教育現代化2035[EB/OL].（2019-02-25）［2024-05-10］.https：//nic.upc.edu.cn/2019/0225/c7404a190539/page.htm.

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

[6] "南國農.讓信息技術有效地推進教學改革[J].中國電化教育，2007（1）：5-8.

[7] "龔大潔，嚴峰，俞詩源.多媒體技術與高校生物教學整合的探索與思考[J].電化教育研究，2006（3）：63-67.

[8] "周長梅.信息技術與中學生物教學的有效整合[J].現代信息技術，2007（12）：85-89.

[9] "劉華.信息技術與中學生物教學有效整合的探索[J].中學教學參考，2011（32）：109-110.

[10] "吳冰芳.現代信息技術與初中生物學教學深度融合設計：以“昆蟲”一節線上教學為例[J].中學生物教學，2022（22）：41-43.

（責任編輯 羅 艷）